Diapositivas APE

Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción a la Unidad de Aprendizaje
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Introducción
• Algoritmia y programación estructurada
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
¿Qué es una computadora?
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción
3
• ¿Qué es información?
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Una computadora es una máquina capaz de procesar
información a gran velocidad.
4
• Los datos ordenados son los que constituyen una entrada
(input) a la computadora, la cuál se encarga de procesar
mediante una lógica (programa) para producir una nueva
información de salida (output).
Información
de entrada
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La Información es un conjunto de datos ordenados que
representan algo.
Información
de salida
Procesamiento
5
Hardware
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Una computadora esta compuesta por un conjunto
de componentes electrónicos, mecánicos e interfaces
para interactuar con el exterior (usuarios u otros
dispositivos) y por un conjunto de programas que
determinan que operaciones llevar a cabo.
Computadora
Software
6
Entrada
Conjunto de programas
(software)
Salida
Una computadora esta formada por un parte física y otra
lógica (hardware & software), la primera de estas esta
conformada por los elementos físicos que la conforman
(dispositivos electrónicos y mecánicos), la parte lógica es
aquella que determina que procesos se van a realizar con la
información de entrada.
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Computadora (hardware)
7
• La razón de ser de una computadora es poder resolver
problemas capaces de ser modelados y representados en
datos coherentes y ordenados (información), apoyándose de
su gran velocidad y capacidad de seguir una serie de pasos
programados con anterioridad y dependientes de la
información que se maneja.
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Para definir el conjunto de programas de una computadora
existen personas responsables de indicar a la computadora la
lógica de procesamiento. Cada programa es que es definido
necesariamente es construido por especialistas (arquitectos
de software y programadores).
• ¿Qué información es capaz de procesar una computadora?
8
• La información de salida es transformada a un formato
entendible por el usuario o dispositivo que la recibirá, lo que
significa que no obligatoriamente el procesamiento realizado
con la información se realizo como aparentemente se ve a la
salida.
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La información que puede ser procesada por la computadora
será toda aquella que se encuentre codificada de manera tal
que sea posible manipular por los dispositivos que la
conforman, i.e. la información de entrada es digitalizada.
9
Algoritmia
Disciplina del conocimiento
cuyo objeto de estudio son
los algoritmos.
• Conceptos a importantes
•
•
•
•
Algoritmo
Paradigma
Programa de computadora
Programación
Programación estructurada
Es una forma de escribir programas de
computadora (Es un paradigma de
programación). Los principios que rigen
este paradigma de programación son el
uso de únicamente tres estructuras de
control: secuencia, selección e iteración.
•
•
•
•
Algoritmia y programación estructurada
0.0 Algoritmia y programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Algoritmia y programación
estructurada
Secuencia
Selección
Iteración
Modularidad
10
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad I "Conceptos básicos y herramientas de
programación"
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Algoritmia
• ¿Qué es un algoritmo?
• Métodos algorítmicos
• Diagrama de flujo
•
•
•
•
•
Símbolos utilizados en los diagramas de flujo
Reglas para la construcción de diagramas de flujo
Ejemplo 01
Ejemplo 02
Ejemplo 03
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Pseudocódigo
• Convenciones comunes de un pseudocódigo
• Ejemplo 04
2
• Área de estudio cuyo objeto de estudio son los algoritmos.
• En computación un algoritmo permite modelar la serie de
pasos necesarios a realizar para poder resolver una parte o la
totalidad de un problema computacional.
• Al hablar de un problema computacional se hace referencia a
la necesidad de dada cierta información alcanzar un resultado
buscado sabiendo que existe una o un conjunto de soluciones
capaces de ser encontradas utilizando las capacidades de
procesamiento de una computadora.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Algoritmia
3
• Es un conjunto ordenado y finito de operaciones que
permite hallar la solución de un problema.
• Podemos decir que un algoritmo es una "receta", ya que si se
sigue de manera correcta encuentran un resultado en un
tiempo acotado.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
¿Qué es un algoritmo?
• P.g. escribe un algoritmo para resolver el problema de llegar de tu
casa a ESCOM.
4

Es un conjunto preescrito de instrucciones o reglas bien
definidas, ordenadas y finitas que permite realizar una
actividad mediante pasos sucesivos que no generen dudas a
quien lo ejecute.

Dados un estado inicial y una entrada, siguiendo los pasos
sucesivos se llega a un estado final y se obtiene una
solución.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Definición formal de algoritmo
5
• Un algoritmo es univoco, lo que implica que si se ejecuta
varias veces el mismo algoritmo sobre un conjunto de datos
de entrada, siempre se obtiene la misma solución a la salida.
Además, el resultado debe generarse en un tiempo finito.
• Los métodos que utilizan algoritmos se denominan métodos
algorítmicos, en oposición a los que implican algún juicio o
interpretación, que se denominan heurísticos. Los métodos
algorítmicos se pueden implementar fácilmente en
computadoras; sin embargo los métodos heurísticos no con
facilidad, además de que no aseguran obtener la misma
salida siempre ante las mismas entradas.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Métodos algorítmicos
6
• Existen distintas formas gráfica
de representar un algoritmo, el
diagrama de flujo fue una de las
primeras empleadas.
• Un diagrama de flujo se utiliza
símbolos con significados bien
definidos que representan los
pasos
del
algoritmo,
y
representan el flujo de ejecución
mediante flechas que conectan
los puntos de inicio y de término.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Diagrama de flujo
7
• Muestra los pasos o procesos a seguir para alcanzar
la solución de un problema
• Utilizan símbolos (cajas) estándar y tienen los pasos
del algoritmo escritos en estas cajas unidas por
flechas
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Es la representación gráfica de un algoritmo
• La secuencia del algoritmo esta determinado por el
flujo de la flechas
8
Inicio y Fin
Almacenamiento/
Salida de datos
Lectura/Entrada
de datos
Conector
Proceso
Flujo del
diagrama
Decisión
Decisión múltiple
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Símbolos utilizados en los
diagramas de flujo
9
Sumar
Menos
Multiplicación
División
Equivalencia
Mayor que
Menor que
Mayor o igual que
Menor o igual que
←o→
Asignación
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
+
*
/
=
>
<
≥
≤
<> o !=
Diferente de
«La definición de datos se da por supuesta, principalmente para variables sencillas»
10
1.
Todo diagrama de flujo debe tener un inicio y un fin
2.
Las líneas utilizadas para indicar la dirección del flujo del
diagrama deber ser rectas: verticales u horizontales
3.
Todas las líneas utilizadas para indicar la dirección del flujo
del diagrama deben estar conectadas mediante algún
símbolo
4.
El diagrama de flujo debe construirse de arriba hacia abajo
y de izquierda a derecha
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Reglas para la construcción de diagramas de flujo
11
La notación utilizada en el diagrama de flujo debe ser
independiente del lenguaje de programación
6.
Si la construcción del diagrama de flujo requiere más de
una hoja se deben utilizar los conectores adecuados
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
5.
12
•
Diseñe un algoritmo para calcular el área de un
triangulo.
•
Se recibe como entrada la base y la altura.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 01
13
•
Diseñe un algoritmo para calcular el área de un
triangulo.
•
Se recibe como entrada la base y la altura.
Inicio
base, altura
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 01
area ← (base * altura) / 2
área
Fin
14
• Construir un algoritmo que, al recibir
como entrada una clave de un
empleado y los seis primeros sueldos
del año de este, calcule el ingreso total
semestral y el promedio mensual para
el empleado, finalmente se imprimirá su
clave, el ingreso total y el promedio
mensual.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 02
15
•
Construir un algoritmo
que, al recibir como
entrada una clave de
un empleado y los seis
primeros sueldos del
año de este, calcule el
ingreso total semestral
y el promedio mensual
para el empleado,
finalmente
se
imprimirá su clave, el
ingreso total y el
promedio mensual.
Inicio
clave, su1, su2, su3,
su4, su5, su6
ingreso ← su1 + su2 + su3 + su4 + su5 + su6
promedio ← ingreso / 6
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 02
clave, ingreso,
promedio
Fin
16
• Calcular la media de una serie de
números positivos, suponiendo que los
datos se leen uno a uno.
• Un valor de cero como entrada indicará
que se ha alcanzado el final de la serie
de números positivos.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 03
17
numdatos ← 0
suma← 0
1
media ← suma/ (numdatos‐1)
media
dato
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Inicio
Fin
numdatos ← numdatos + 1
suma← suma+ dato
si
dato <>0
no
1
18
• El pseudocódigo es una descripción de alto nivel de un
algoritmo que emplea una mezcla de lenguaje natural con
algunas convenciones sintácticas propias de lenguajes de
programación, a usar (es un supuesto lenguaje) .
• Es utilizado para describir algoritmos de manera formal en
libros y publicaciones científicas, y como producto
intermedio durante el desarrollo de un algoritmo.
• El pseudocódigo está pensado para facilitar a las personas el
entendimiento de un algoritmo, y por lo tanto puede omitir
detalles irrelevantes que son necesarios en una
implementación.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Pseudocódigo
19
• Es independiente del lenguaje de programación.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Programadores diferentes suelen utilizar convenciones
distintas, que pueden estar basadas en la sintaxis de
lenguajes de programación concretos. Sin embargo, el
pseudocódigo en general es comprensible sin necesidad de
conocer o utilizar un entorno de programación específico, y
es a la vez suficientemente estructurado para que su
implementación se pueda hacer directamente a partir de él.
• La definición de datos se da por supuesta, principalmente
para variables sencillas, pero si se emplea variable más
complejas, por ejemplo pilas, colas, vectores, etc., se pueden
definir en la cabecera del algoritmo.
20
21
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
•
Asignación
x←y
y→x
•
Variables declaradas por el desarrollador
volumen←∏ r2h
resultado←sin(a)
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Convenciones comunes de un pseudocódigo
22
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Estructuras de control
Secuencia de instrucciones
Instrucción1
Instrucción2
Instrucción3
Instrucción4
Instrucciónn
Diagrama de flujo
Pseudocódigo
23
condición
si
Instrucciones
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Estructuras de control
Condicionales
no
Pseudocódigo
24
condición
no
si
Instrucciones2
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Estructuras de control
Condicional doble
Pseudocódigo
Instrucciones1
25
condición1
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Estructuras de control
Condicional múltiple
no
si
condición2
Instrucciones1
no
Pseudocódigo
si
Instrucciones2
condición3
si
no
26
condición
si
no
Pseudocódigo
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Estructuras de control
Iterativa
Instrucciones
27
• Estructuras de control
Iterativa
condición
si
Repetir
Instrucciones
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Pseudocódigo
no
Mientras ≈ Repetir
28
• Estructuras de control
Iterativa
i≤n
no
i←x
si
Para
Instrucciones
i ← i+1
Para → mientras
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Pseudocódigo
29
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Anidamiento
30
• Calcular la media de una serie de
números positivos, suponiendo que los
datos se leen uno a uno.
• Un valor de cero como entrada
indicará que se ha alcanzado el final de
la serie de números positivos.
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 04
31
Inicio
numdatos ← 0
suma← 0
1
media ← suma/ (numdatos‐1)
1)
media
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 04 (Algoritmo en diagrama de flujo)
dato
Fin
numdatos ← numdatos + 1
suma← suma+ dato
si
dato <>0
no
1
32
Procedimiento Media()
numdatos<‐0
suma<‐0
repetir
dato<‐Entrada()
numdatos<‐numdatos+1
suma‐>suma+dato
hasta que ¬(dato<>0)
media<‐suma/(numdatos‐1)
media‐>Salida()
fin procedimiento
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 04 (Algoritmo en pseudocódigo)
33
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad I "Conceptos básicos y herramientas de
programación"
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Arquitectura de una computadora
• Elementos básicos de una arquitectura
• Aspectos que definen y distinguen
arquitectura
una
• Arquitectura de una computadora según la
organización de los elementos
• Arquitectura Harvard
• Arquitectura Von Neumann
• Funcionamiento general de este tipo de
arquitectura
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• Computadora: "Máquina capaz de procesar información
a muy alta velocidad".
• Podemos determinar con esta definición que esta tiene
una arquitectura establecida y un modo de
funcionamiento, debido al hecho de ser una maquina.
• La arquitectura de una computadora es un modelo y una
descripción funcional de los requerimientos y las
implementaciones de diseño para varias partes de una
computadora, con especial interés en la forma en que la
unidad central de proceso CPU trabaja internamente y
accede a las direcciones de memoria.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Arquitectura de una computadora
3
• Todas las computadoras constan principalmente de
tres partes, la CPU que procesa los datos, la
memoria que guarda los datos y los dispositivos de
entrada y salida que permiten la comunicación con
el exterior.
Computadora digital
Procesador
Memoria
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Elementos básicos de una arquitectura
Dispositivos
de entrada
y salida
4
Procesador
• Desde el punto de vista funcional, un
microprocesador es un circuito integrado que
incorpora en su interior una unidad central de
proceso (CPU) y todo un conjunto de elementos
lógicos que permiten enlazar otros dispositivos como
memorias y puertos de entrada y salida (I/O),
formando un sistema completo para cumplir con una
aplicación específica dentro del mundo real. Para
que el sistema pueda realizar su labor debe ejecutar
paso a paso un programa que consiste en una
secuencia de números binarios o instrucciones,
almacenándolas en uno o más elementos de
memoria, generalmente externos al mismo
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Procesador
Datapath
Control
5
• La memoria primaria está directamente conectada a la CPU
de la computadora. Debe estar presente para que la CPU
funcione correctamente. (Registros del procesador, Memoria
cache y memoria principal de acceso aleatorio RAM).
• La memoria secundaria requiere que la computadora use sus
canales de entrada/salida para acceder a la información y se
utiliza para almacenamiento a largo plazo de información
persistente. (Discos Duros, Memorias Flash, etc.)
Memoria
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Memoria
• Se refiere a los componentes de una computadora,
dispositivo y medios de almacenamiento que retienen datos
informáticos durante algún intervalo de tiempo. Las
memorias de computadora proporcionan unas de las
principales funciones de la computación moderna, la
retención o almacenamiento de información. Es uno de los
componentes fundamentales de todas las computadoras
modernas.
6
Dispositivos
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Dispositivos de entrada‐salida
• E/S o I/O (input/output), es la colección de
interfaces que usan las distintas unidades
funcionales (subsistemas) de un sistema de
procesamiento de información para comunicarse
unas con otras.
Entrada
Salida
7
Computadora
Procesador
Unidad de
Control
Memoria
Dispositivos
Entrada
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• De acuerdo a lo anterior, una arquitectura de
computadora será formada por los siguientes
elementos básicos.
Datapath
(ALU,
Registros, …)
Salida
*Un datapath es una colección de unidades funcionales, por ejemplo ALUs o
multiplicadores, o unidades que realizan un proceso u operaciones con los datos. La
mayoría de los procesadores consisten en un datapath y una a unidad de control, la
unidad de control se dedica a regular la interacción entre el datapath y la memoria.
8
• Toda arquitectura computacional incluye tres aspectos
que la definen y distinguen.
1. Conjunto de operaciones
2. Organización de la computadora
3. Hardware de la computadora
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Aspectos que definen y distinguen una arquitectura
1. El conjunto de operaciones: es la interfaz visible entre
el hardware y la programación.
• Las dos principales aproximaciones al conjunto de
instrucciones son:
• CISC (Complex Instruction Set Computer)
• RISC (Reduced Instruction Set Computer)
9
1. Arquitectura Von Neumann
2. Arquitectura Harvard
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
2. La organización de la computadora: es la lógica de
funcionamiento de la arquitectura, pueden
distinguirse dos arquitecturas teóricas básicas.
Computadora
Procesador
Unidad de
Control
Memoria
Dispositivos
Entrada
Datapath
(ALU,
Registros, …)
Salida
10
• i.e. este aspecto se refiere a las características del
hardware (Velocidad, capacidad, …).
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
3. El Hardware de la computadora: es lo que
físicamente lleva a cabo el trabajo de
procesamiento. De acuerdo a las capacidades y
tipos se organizan de acuerdo a una arquitectura
estándar para la construcción de una
computadora.
11
• La organización de la computadora: es la lógica de
funcionamiento de la arquitectura, pueden
distinguirse dos arquitecturas teóricas básicas.
1. Arquitectura Von Neumann
2. Arquitectura Harvard
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Arquitectura de una computadora según la
organización de los elementos
• Ambos modelos contemplan la existencia de un modulo
de procesamiento, una serie de dispositivos de
entrada/salida y memoria.
12
• Arquitectura Harvard hace referencia una
organización de la computadora que utiliza
dispositivos memorias físicamente separadas para
las instrucciones y para los datos.
• El término proviene de la computadora Harvard Mark I,
que almacenaba las instrucciones en cintas perforadas y
los datos en interruptores.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Arquitectura Harvard
13
• Cada memoria dispone de su respectivo bus, lo que
permite, que la CPU pueda acceder de forma
independiente y simultánea a la memoria de datos y a
la de instrucciones.
• Como los buses son independientes éstos pueden
tener distintos contenidos en la misma dirección .
• Además de que el ancho de palabra del bus de datos
de cada memoria puede ser distinto.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Memoria
Usos de esta arquitectura
• Esta
arquitectura
suele
utilizarse
en
Microcontroladores y DSPs (procesadores digitales de
señales), usados habitualmente en productos para
procesamiento de audio y video así como sistemas
electrónicos con cómputo embebido.
14
Procesador
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Organización de la computadora digital según la
arquitectura Harvard
15
• El nacimiento u origen de la arquitectura Von Neumann
surge a raíz de una colaboración en el proyecto ENIAC
del matemático de origen húngaro, John Von Neumann.
• Este trabajaba en 1945 en el laboratorio atómico de Los
Alamos cuando se encontró con uno de los
constructores de la ENIAC. Compañero de Albert
Einstein, Goedel y Turing en Princeton, Von Neumann se
interesó por el problema de la necesidad de "recablear"
la máquina para cada nueva tarea.
• En 1949 había encontrado y desarrollado la solución a
este problema, consistente en poner la información
sobre las operaciones a realizar en la misma memoria
utilizada para los datos, escribiéndola de la misma
forma, es decir en código binario (Computadora EDVAC).
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Arquitectura Von Neumann
16
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La arquitectura Von Neumann es un modelo de
organización en arquitecturas de computadoras que
utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento
tanto para las instrucciones como para los datos (a
diferencia de la arquitectura Harvard).
17
v
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Los ordenadores con esta arquitectura constan de
cinco partes: La unidad aritmético‐lógica o ALU, la
unidad de control, la memoria, dispositivos de
entrada/salida y el bus de datos que proporciona un
medio de transporte de los datos entre las distintas
partes.
18
• Se compone de un conjunto de celdas del mismo
tamaño (número de bits).
• Cada celda está identificada por un número binario
único, denominado dirección.
• Una vez seleccionada una celda mediante su
correspondiente dirección, se pueden hacer dos
operaciones:
• Lectura: Permite conocer el valor
anteriormente.
• Escritura: Almacena un nuevo valor.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Memoria
almacenado
19
• Con la aparición de los circuitos integrados, y en
concreto a partir de los años 70, cuando la tecnología
alcanzó el nivel de integración adecuado, se integró en
una sola pastilla la CPU. A este circuito integrado se le
denomina Microprocesador.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad Central de Proceso (CPU)
• Es el conjunto formado por la Unidad de Control, los
registros y la Unidad Aritmética Lógica, es decir es el
bloque encargado de ejecutar las instrucciones.
Una forma de determinar el rendimiento de un
computador es por el número de instrucciones que ejecuta
por segundo (MIPS).
20
• Realiza las operaciones elementales, tanto aritméticas
como lógicas, que implementa el computador: suma,
resta, AND, OR, NOT, etc.
• Los datos con los que opera se leen de la memoria, y
pueden almacenarse temporalmente en los registros
que contiene la CPU.
Unidad de Control
• Ejecuta las instrucciones máquina almacenadas en la
memoria.
• Captura las instrucciones y las decodifica.
• Según el tipo de instrucción, genera las señales de
control a todas las unidades internas de la CPU para
poder realizar su ejecución.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad Aritmético‐Lógica (ALU)
21
• Realiza la transferencia de información con las unidades
externas, denominadas periféricos: unidades de
almacenamiento secundario (disco duro, disquete, cinta,
etc.), impresoras, terminales, monitores, etc.
• La memoria secundaria (MS), se considera como un
periférico. La MS es más lenta que la principal, pero tiene
una mayor capacidad de almacenamiento.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad de Entrada/Salida
22
• Además de las 4 unidades básicas, en un computador
existen conjuntos de señales, que se denominan buses, y
cuya función es transferir las instrucciones y los datos entre
las distintas unidades.
• Estos buses se representan en la figura mediante flechas de
trazo continuo. Se suelen distinguir tres tipos de buses:
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Buses
• Bus de direcciones
• Bus de datos
• Bus de control
23
24
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funcionamiento general de este tipo de
arquitectura
1. Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria
en la dirección indicada por el contador de
programa (PC) y la guarda en el registro de
instrucción (IR).
2. Aumenta el contador de programa en la longitud de
la instrucción para apuntar a la siguiente instrución.
Algoritmia y programación
estructurada
1.2 La arquitectura de Von
Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián
• Un ordenador con esta arquitectura realiza o emula
los siguientes pasos secuencialmente:
25
4. Se ejecuta la instrucción en este paso puede
cambiar el valor del contador del programa,
permitiendo así operaciones repetitivas. El contador
puede cambiar también cuando se cumpla una
cierta condición aritmética, haciendo que el
ordenador pueda 'tomar decisiones', que pueden
alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante
la aritmética y lógica anteriores.
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
3. Decodifica la instrucción mediante la unidad de
control. Ésta se encarga de coordinar el resto de
componentes del ordenador para realizar una
función determinada.
26
5. Vuelve al paso 1
Dispositivos
periféricos
Unidad
de control
UC
Unidad
Aritmética y
lógica
ALU
E
E
R/W
PC
AR
IR
DR
AC
Algoritmia y programación estructurada
1.2 La arquitectura de Von Neumann
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad central
de proceso
CPU
Unidad
de
E/S
Unidad
de
Memoria
Bus de Direcciones
Bus de Datos
Bus de Control
27
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad I "Conceptos básicos y herramientas de
programación"
1.3 Herramientas de programación
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Lenguaje de programación
• Programa computacional
• Clasificaciones de los lenguajes de programación
• Clasificación según su nivel de abstracción
• Clasificación según su modo de ejecución final
• Clasificación según su paradigma de programación
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Lenguaje C
• Historia del lenguaje C
• Ventajas y desventajas del lenguaje C
• El estándar ANSI C
2
• Un lenguaje de programación es un idioma artificial
diseñado para expresar computaciones que pueden ser
llevadas a cabo por máquinas como las computadoras.
• Pueden usarse para crear programas que controlen el
comportamiento físico y lógico de una máquina, esto
permite expresar algoritmos con precisión e interacción
humano‐maquina.
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Lenguaje de programación
3
• Sintáctica (reglas que gobiernan la combinatoria de los
símbolos y la formación de unidades superiores a estos)
• Semántica (aspectos del significado, sentido o
interpretación del significado de un determinado elemento,
símbolo, palabra, expresión o representación formal)
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Está formado de un conjunto de símbolos y reglas
sintácticas y semánticas que definen su estructura y
el significado de sus elementos y expresiones.
4
• Un programa computacional es un conjunto de instrucciones
que una vez ejecutadas realizarán una o varias tareas en una
computadora.
• La razón de ser de un programa computacional es permitir
resolver problemas con apoyo de equipos computacionales
por lo que al crearlos es necesario abstraer los componentes
de este y modelarlos en un ambiente computacional.
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Programa computacional
Abstracción:, acto mental en el que
conceptualmente se aísla un objeto o
una propiedad de un objeto.
5
• En la actualidad hay muchos tipos de lenguajes de
programación, cada uno de ellos con sus propias
reglas, terminología, sintaxis y manera de crear un
programa computacional.
• La clasificación de los lenguajes de programación
puede realizarse desde tres aspectos básicos.
• Según su nivel de abstracción
• Según su modo de ejecución final
• Según su paradigma de programación
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Clasificación de los lenguaje de programación
6
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Clasificación de los lenguaje de programación
según su nivel de abstracción
7
• Lenguajes de programación de bajo nivel:
Son mucho mas fáciles de utilizar que el
lenguaje máquina, pero dependen mucho de
la máquina o computadora al igual que el
lenguaje máquina.
• El lenguaje ensamblador fue el primer lenguaje de
programación que trato de sustituir el lenguaje
máquina por otro mucho más parecido al de los
seres humanos.
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Lenguaje Máquina: es el lenguaje de
programación que entiende directamente la
computadora o máquina. Este lenguaje de
programación utiliza el alfabeto binario, es
decir, el 0 y el 1.
8
Lenguaje maquina (Instrucciones en binario)
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Lenguaje de bajo nivel
(Instrucciones en código maquina)
9
• Son precisos para ciertas aplicaciones como la creación de
sistemas operativos, ya que permiten un manejo abstracto
(independiente de la máquina, a diferencia del
ensamblador), pero sin perder mucho del poder y eficiencia
que tienen los lenguajes de bajo nivel.
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Lenguaje de medio nivel: Lenguaje de medio nivel es un
lenguaje de programación que se encuentran entre los
lenguajes de alto nivel y los lenguajes de bajo nivel. Suelen
ser clasificados muchas veces de alto nivel, pero permiten
ciertos manejos de bajo nivel.
10
11
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Lenguajes de programación de alto nivel: Este tipo de
lenguajes de programación son independientes de la
máquina, lo podemos usar en cualquier computador con muy
pocas modificaciones o sin ellas, son muy similares al
lenguaje humano, pero precisan de un programa interprete o
compilador que traduzca este lenguaje de programación de
alto nivel a lenguaje de máquina que la computadora pueda
entender.
12
• El modo de ejecución final de un lenguaje de programación,
se refiere al proceso necesario para poner en ejecución las
instrucciones de dicho lenguaje en un equipo de cómputo.
Para finalmente proporcionar las entradas que serán
tomadas para obtener una salida de todo el conjunto de
instrucciones (programa computacional).
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Clasificación de los lenguaje de programación
según su modo de ejecución final
13
• Lenguaje de programación que requiere de un proceso de compilación
antes de poder ser ejecutado.
Código
Fuente
Entrada
Compilador
Programa en
lenguaje maquina
u objeto
Programa
en lenguaje
maquina u
objeto
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Lenguaje compilado
Salida
14
• Es un lenguaje de programación que está diseñado para ser ejecutado
por medio de un intérprete.
Código
Fuente
Entrada
Intérprete
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Lenguaje interpretado
Salida
Compilador
15
• El paradigma de programación es un modelo que rige como
construir un programa de computación bajo un lenguaje de
programación, por lo que algunos lenguajes han surgido
orientándose a ellos. También existen lenguajes de
programación capaces de soportar más de un paradigma de
programación
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Clasificación de los lenguaje de programación según
su paradigma de programación
Un paradigma de programación
representa un enfoque particular o
filosofía para la construcción del
software.
16
• También hay situaciones donde un paradigma resulta más
apropiado que otro.
• En la actualidad el paradigma orientado a objetos es el más
utilizado debido a la facilidad para abstraer a su filosofía la
mayoría de las soluciones a los problemas actuales, para su
implementación y a reemplazado al paradigma de
programación estructurada muy empleado en la década de
los 80’s y 90’s.
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Un paradigma de programación no es mejor uno que otro
sino que cada uno tiene ventajas y desventajas.
17
• C es un lenguaje de programación creado en 1972 por
Dennis MacAlistair Ritchie en los Laboratorios Bell como
evolución del anterior lenguaje B, creado por Ken Thompson.
• Se trata de un lenguaje fuertemente tipificado de medio
nivel pero con muchas características de bajo nivel.
• Dispone de las estructuras típicas de los lenguajes de alto
nivel pero, a su vez, dispone de construcciones del lenguaje
que permiten un control a muy bajo nivel.
• Los compiladores suelen ofrecer extensiones al lenguaje que
posibilitan mezclar código en ensamblador con código C o
acceder directamente a memoria o dispositivos periféricos.
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Lenguaje C
18
• Programación Estructurada
• Economía de expresiones
• Gran cantidad de operadores y tipos de datos
• Codificación en alto y bajo nivel simultáneamente
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ventajas del Lenguaje C
• Reemplaza ventajosamente la programación en ensamblador
• Utilización natural de las funciones primitivas del sistema
operativo (Unix)
19
• De propósito general
• No posee de instrucciones de entrada y salida
• No posee de instrucciones de manejo de cadenas de
caracteres
• La libertad en la escritura en los programas lleva a
errores en la programación (semánticos) que, por ser
correctos sintácticamente no se detectan a simple vista
• La precedencia de operadores convierten las expresiones
en pequeños rompecabezas
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Desventajas del Lenguaje C
20
• Un código fuente en C, es un conjunto de líneas que
expresan computaciones bajo la sintaxis y semántica del
lenguaje C. Un programa escrito en C tiene como
características sobresalientes, el ser eficiente y veloz.
• Como el lenguaje C es compilado, se requiere del empleo de
un compilador apropiado según la plataforma en la que se
desea ejecutar el programa.
Código
Fuente en C
Compilador
ANSI C (gcc)
Programa
ejecutable u
código objeto
Algoritmia y programación estructurada
1.3 Herramientas de programación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Código fuente en C
21
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad I "Conceptos básicos y herramientas de
programación"
1.5 Representación de expresiones
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Operadores
• Precedencia de Operadores
• Operadores y expresiones aritméticas
• Expresiones condicionales; operadores relacionales
y lógicos
• Operaciones para el manejo de bits
• La librería estándar <math.h>
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Funciones
• Constantes
• Ejemplo
2
• Son palabras o símbolos que implican una acción sobre
ciertas variables.
• Pueden operar de manera:
• Unaria (con 1 variable)
• Binaria (con 2 variables)
• Ternaria (con 3 variables)
• Existen en C operadores:
•
•
•
•
•
•
Aritméticos
Relacionales
Lógicos
De Asignación
De Dirección
De Bits
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores
3
Operadores
Tipo
Asociatividad
( ) [ ] ‐>
Alta prioridad
Izquierda a derecha
! ~ ++ ‐‐ + ‐ * & (tipo) sizeof Unarios
Derecha a izquierda
* / % + ‐
Aritméticos
Izquierda a derecha
<< >>
Corrimiento de bits Izquierda a derecha
< <= > >= == !=
Relacionales
Izquierda a derecha
&^|
Bits
Izquierda a derecha
&& ||
Lógicos
Izquierda a derecha
?:
Condicional
Derecha a izquierda
= += ‐= *= /= %= &= ^= |=
<<= >>=
Asignación
Derecha a izquierda
,
Evaluación
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Precedencia de Operadores
4
Izquierda a derecha
Operador
Nombre
Descripción
*
Multiplicación
5*2 → 10
/
División
5/2 → 2
%
Módulo
5%2 → 1
+
Suma
5+2 → 7
‐
Resta
5‐2 → 3
(tipo de dato)
“Cast” forzado
(double)5 → 5.0
sizeof(tipo de dato)
Tamaño de dato
sizeof(int) → 4
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores y expresiones aritméticas
5
Operador
=
++
‐‐
+=
‐=
*=
/=
%=
Abreviado
a=2;
n++;
n‐‐;
n+=2;
n‐=2;
n*=2;
n/=2;
n%=2;
No Abreviado
a=2;
n=n+1;
n=n‐1;
n=n+2;
n=n‐2;
n=n*2;
n=n/2;
n=n%2;
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores y expresiones de asignación
6
• Son expresiones validas aquellas que utilicen de manera
adecuada algún tipo de operador, y el resultado de su
evaluación dependerá del orden de los operadores en la
expresión, su prioridad y asociatividad.
Expresión en C
a=a+5*b;
x*=y+1;
x=++n;
y=n‐‐*5+n;
z=n+1*45+10.4E‐10*6
z=(n+1)*(45+10.4E‐10)*6
x+=x*(10.5E11+x);
Significado
a=a+(5*b)
x=x*(y+1)
x=n+1 y n=n+1
y=((n‐1)*5)+n y n=n‐1
z=n+(1*45)+(10.4E‐10*6)
z=(n+1)*(45+10.4E‐10)*6
x=x+(x*10.5E11)+x
b=z=x=10.5;
b=10.5 y z=10.5 y x=10.5
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Expresiones
7
aritméticas
invalidas
las
Expresión en C
Posible significado a dar
a=a+5*b=4;
a=a+(5*b) y b=4
x*=y+1++;
x=x*(y+2)
x=++n‐‐;
x=n+1 y n=n‐1
y=n‐‐*5++n;
y=((n‐1)*6)+n y n=n‐1
z=n+1*45+10.4x10^‐10*6
z=n+(1*45)+(10.4E‐10*6)
z=(n+1)*(45+10.4E‐
10)*6=x
++x=x*(10.5E11+x++);
z=(n+1)*(45+10.4E‐10)*6 y
x=z
x=x+1+x+(x*10.5E11)+x;
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Son expresiones
siguientes.
8
• Debido a que el lenguaje C es un lenguaje
fuertemente tipificado, es necesario estar
consientes de las asignaciones que se realizan entre
distintos tipos de datos.
• Aunque sintácticamente el lenguaje permite realizar
asignaciones entre variables de distintos tipos de
datos es necesario realizar de manera consciente
estas asignaciones y apoyarse de la operación de
modelado o cast.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Casting (Moldeado de variables)
9
• b=(int)a;
//Antes de realizar la asignación a
"b" se moldea a "a" como entero.
• b=(unsigned
asignación a
sin signo.
int)k;
//Antes de realizar la
"b" se moldea a "k" como entero
• c=(float)g;
"c"
//Antes de realizar la asignación a
se moldea a "g" como flotante.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
(cast)
• c=(char)j;
//Antes de realizar la asignación a
"c" se moldea a "j" como char.
10
• Si se tienen expresiones entre operadores de
relación, se puede decir que dichas expresiones
son condicionales, las cuales a su vez pueden
estar unidas mediante operadores lógicos para
obtener una condición múltiple.
• Los operadores de relación tienen la misma
precedencia y esta esta por debajo de los
operadores aritméticos.
• Las expresiones condicionales son evaluadas de
izquierda a derecha y si se encuentran
operadores lógicos son tratados en ese orden.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Expresiones condicionales; operadores
relacionales y lógicos
11
Operador
Nombre
Descripción
==
Igual a
if (a==‘s’)
!=
Diferente de
if (a!=null)
>
Mayor que
if (a>0.5)
<
Menor que
if (a<2l)
>=
Mayor o igual que
if (a>=2f)
<=
Menor o igual que
if (a<=3)
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores Relacionales
12
Operador
Nombre
Descripción
&&
Y (AND)
if ((a>3) && (a<9))
||
O (OR)
if ((a==2) || (a==3))
!
NEGADO
(NOT)
if (!(a==3)) es igual a
if (a!=3)



Importante: Cuando se evaluá una condicional, los
valores que se obtienen son:
Si es FALSA se obtiene cero.
Si es VERDADERA se obtiene algo diferente de cero.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores Lógicos
13
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main(void)
{
const float pi=3.1416;
float distancia,x1=10,y1=11,x2=20,y2=16;
//Cálculo de la distancia entre dos puntos
distancia=sqrt(pow((x2-x1),2)+pow((y2-y1),2));
if(distancia>0&&x2-x1<0&&y2-y1<0)
printf("\nEl punto P2(%.2f,%.2f) esta debajo de
P1(%.2f,%.2f)",x2,y2,x1,y1);
if(distancia>0&&x2-x1>0&&y2-y1>0)
printf("\nEl punto P2(%.2f,%.2f) esta por encima de
P1(%.2f,%.2f)",x2,y2,x1,y1);
if(distancia==0)
printf("\nEl punto P2 y P1 están en las mismas
coordenadas(%.2f,%.2f)",x2,y2);
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo de condicionales; operadores
relacionales y lógicos
14
• El lenguaje C proporciona seis operadores para manejo
de bits; sólo pueden ser aplicados a variable integrales,
esto es, char, short, int y long, con o sin signo.
• No se debe confundir el operador & con el operador &&, & es el
operador Y sobre bits, && es el operador lógico Y. Similarmente
los operadores | y ||.
• El operador unario ~ sólo requiere un argumento a la derecha
del operador.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operaciones para manejo de bits
• Los operadores de desplazamiento, >> y <<, mueven todos los
bits en una posición hacia la derecha o la izquierda un
determinado número de posiciones.
• Como los operadores desplazan bits en un sentido, la
computadora trae ceros en el otro extremo. Se debe recordar
que un desplazamiento no es una rotación: los bits desplazados
en un extremo no vuelven al otro. Se pierden y los ceros traídos
los reemplazan.
15
Operador
Nombre
Descripción
<<
Corrimiento a la izquierda
b=a>>2;
>>
Corrimiento a la derecha
b=a<<3;
&
Y (AND) entre bits
c=a&128;
|
O (OR) entre bits
c=a|0x0a;
~
Complemento A1
c=~a;
^
O exclusivo (XOR)
c=^a;
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores de Bits
16
• El operador AND de bits (&) a menudo es usado
para enmascarar álgun conjunto de bits.
• El operador OR (|) es empleado para encender
bits.
• El operador OR exclusivo (^) pone uno en cada
posición donde sus operandos tienen bits
diferentes.
• El operador unario (~) realiza el complemento
A1; esto es convierte cada bit 1 en un bit 0 y
viceversa.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operaciones del manejo de bits
17
• Una aplicación que tienen los operadores de
desplazamiento de bits es para realizar
multiplicaciones y divisiones rápidas con enteros.
Como se ve en la siguiente tabla, donde un
desplazamiento a la izquierda es multiplicar por
2 y uno a la derecha dividir por 2.
• Los desplazamientos son mucho más rápidos que
la multiplicación actual (*) o la división (/) por
dos. Por lo tanto, si se quieren multiplicaciones o
divisiones
rápidas
por
2
se
usan
desplazamientos.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Los operadores << y >> realizan corrimientos a
nivel de bits, ya sea a la izquierda o derecha.
18
char x
x = 7;
x << 1;
x << 3;
x << 2;
x >> 1;
x >> 2;
Ejecución
00000111
00001110
01110000
11000000
01100000
00011000
Valor de x
7
14
112
192
96
24
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Multiplicaciones y divisiones por 2 al realizar
corrimientos (<< y >>).
19
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int byte=0xFF;
printf("\nEl valor
byte&=0x00;
printf("\nEl valor
byte|=0xFF;
printf("\nEl valor
byte>>=1;
printf("\nEl valor
byte<<=2;
printf("\nEl valor
return 0;
}
de byte es: %4X H",byte);
de byte es: %4X H",byte);
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo: Operaciones del manejo de bits
de byte es: %4X H",byte);
de byte es: %4X H",byte);
de byte es: %4X H",byte);
20
Operador
<<=
>>=
&=
|=
^=
=
Abreviado
n<<=2;
n>>=2;
n&=0x0a;
n|=7;
n^=0x03;
n=0x7f;
Nota:
0x7f, 0x0a, 0x03 son un números hexadecimales.
No Abreviado
n=n<<2;
n=n>>2;
n=n&0x0a;
n=n|7;
n=^0x03;
n=0x7f;
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores de Asignación para bits
21
• math.h es un archivo de cabecera de la
biblioteca estándar del lenguaje de
programación C diseñado para operaciones
matemáticas básicas.
• Muchas de sus funciones incluyen el uso de
números en coma flotante.
• Una nota importante: si se está programando en
C/C++ bajo Linux, y se utiliza uno de los
compiladores nativos de este sistema operativo
(gcc o g++), es necesario incluir, al compilar, la
opción ‐lm, dado que, de lo contrario, el
compilador generará un error.
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
La librería estándar <math.h>
22
ceil(x) Redondea al entero más
pequeño no menor que x.
cos(x)Coseno de x.
exp(x) ex.
fabs(x)Valor absoluto de x.
floor(x)Redondea al entero más
grande no mayor que x.
log(x)Logaritmo natural de x.
log10(x)Logaritmo base 10 de x.
pow(x,y) xy.
sin(x) Seno de x.
sqrt(x) Raíz cuadrada de x.
tan(x)Tangente de x.
tanh(x)Tangente hiperbólica de x.
cosh(x)Coseno hiperbólico de x.
sinh(x) Seno hiperbólico de x.
fmod(x) Resto del punto flotante de
x.
*Todas las funciones en las que participan ángulos toman y devuelven radianes.
*Todas operan con parámetros de tipo double (también se soportan flotantes) y devuelven
resultados de tipo double (pueden guardarse como flotantes).
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La biblioteca math.h contiene la definición
de muchas funciones matemáticas útiles. El
siguiente es un listado breve de algunas
funciones.
23
• La biblioteca de matemáticas define varias
constantes. Siempre es aconsejable usar estas
definiciones.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
M_E La base de los logaritmos naturales e.
M_LOG2E El logaritmo de e de base 2.
M_LOG10E El logaritmo de e de base 10.
M_LN2 El logaritmo natural de 2.
M_LN10 El logaritmo natural de 10.
M_PI pi
M_PI_2 pi/2
M_PI_4 pi/4
M_1_PI 1/pi
M_2_PI 2/pi
M_2_SQRTPI 2/sqrt(pi)
M_SQRT2 La raíz cuadrada positiva de 2
M_SQRT1_2 La raíz cuadrada positiva de 1/2
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Constantes <math.h>
24
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main(void)
{
const float pi=3.1416;
float distancia,x1=1.5,y1=-10,x2=2.5,y2=20;
//Mostrando la diferencia de exactitud entre pi y M_PI
printf("\nEl seno de pi es: %f",sin(pi));
printf("\nEl seno de M_PI es: %f",sin(M_PI));
//Cálculo de la distancia entre dos puntos
distancia=sqrt(pow((x2-x1),2)+pow((y2-y1),2));
printf("\nLa distancia entre P2(%.2f,%.2f) y P1(%.2f,%.2f)
es: %.4f",x2,y2,x1,y1,distancia);
return 0;
}
*Su compilación en Linux sería: gcc programa.c –lm –o programa
Algoritmia y programación estructurada
1.5 Representación de expresiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo empleando <math.h>
25
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad I "Conceptos básicos y herramientas de
programación"
1.6 Flujo de ejecución
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Estructuras secuenciales
• Estructuras selectivas
•
•
•
•
•
if
If else
If ‐else if
switch‐case
operador ?
• Estructuras iterativas
• while
• do‐while
• For
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Sentencias de salto
•
•
•
•
return
goto
break
continue
2
• La secuencia de pasos es la más fácil de las
estructuras de control, ya que en lenguaje C
basta con escribir los pasos en orden
descendente y las instrucciones se ejecutarán
de manera secuencial.
//01 Declarar tres variables enteras
int x, y, z;
//02 Igualar las tres variables enteras con VALOR
x=y=z=VALOR;
//03 Ejecutar la función modulo3D
mod3=modulo3D(x,y,z);
//04 Mostrar en la salida estandar el rtesultado
printf(“\nEl módulo es: %lf”,mod3);
//05 Salir del programa
return(0);
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras secuenciales
3
• Las estructuras de selección (o bifurcación) se
utilizan para elegir entre diversos cursos de
acción.
• En C hay tres tipos de estructuras de
selección: if (selección simple), if…else
(selección doble) y switch (selección
múltiple)
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras de selección
4
if (expresión)
sentencia;
Nota: una expresión en C es
todo aquello que regresa un
valor. Como por ejemplo una
condición lógica, operaciones
aritméticas,
llamadas
a
funciones, una variable, una
constante (numérica, carácter,
etc.).
if (expresión)
{
sentencia1;
sentencia2;
}
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (if)
5
if (expresión)
sentencia;
else
sentencia;
if (expresión)
{
sentencia1;
sentencia2;
}
else
{
sentencia1;
sentencia2;
}
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (if – else)
6
if (expresión)
sentencia;
else if (expresión)
sentencia;
…
else
sentencia;
if (expresión)
{
sentencia1;
sentencia2;
}
else if
{
sentencia1;
sentencia2;
}
…
else
{
sentencia1;
sentencia2;
}
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (if – else if)
7
switch(expresión)
{
case 1: sentencias;
break;
case 2: sentencias;
break;
:
case n: sentencias;
break;
default: sentencias_default;
break;
}
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (switch‐case)
8
(expresión)? sentencia1 : sentencia2;
expresión? sentencia1 : sentencia2;
Se ejecuta:
sentencia1 si expresión = verdadero
sentencia2 si expresión = falso.
Es un operador ternario y puede utilizarse
para asignar variables:
Var = (expresión)? sentencia1:sentencia2;
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (operador ?)
9
if (calificacion>=60)
{
printf ("Alumno Aprobado");
}
else
{
printf ("Alumno Reprobado");
}
if (calificacion>=90)
{
printf ("Alumno de muy buena calificación");
}
else if (calificacion>=70&& calificacion<90)
{
printf ("Alumno regular");
}
else if (calificacion>=60&& calificacion<70)
{
printf ("Alumno");
}
else
{
printf ("No es alumno");
}
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (ejemplos)
10
• Estas estructuras permiten repetir una serie de veces la
ejecución de unas líneas de código.
• Esta iteración se realiza o bien un número determinado
de veces o bien hasta que se cumpla una determinada
condición de tipo lógico o aritmético.
• En C hay 3 tipos de instrucciones de repetición: while,
do…while y for.
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras iterativas
11
• La sentencia while permite repetir un bloque de instrucciones.
• La sintaxis del ciclo while es:
while(condición)
{
sentencia o bloque;
};
verdadero
condición
sentencias
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura iterativa (while)
falso
• Si la condición se cumple se ejecutan las sentencias del bloque
y se regresa el flujo de control a evaluar nuevamente la
condición. El proceso se repite hasta que la condición sea falsa.
• El ciclo puede ejecutarse 0 veces si la condición no se cumple.
12
• El ciclo do‐while es similar al ciclo while excepto que la
condición se realiza al final del ciclo, esto fuerza a que se
ejecute por lo menos una vez.
do{
sentencias;
}while(condición);
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura iterativa (do‐while)
sentencias
condición
falso
verdadero
13
• La sentencia for permite definir fácilmente ciclos controlados
por contador.
for(expresion1; expresion2; expresion3)
{
sentencias;
}
• Esta es equivalente a la siguiente sentencia while:
expresion1;
while(expresion2)
{
sentencias;
expresion3;
}
expresion1 = sentencia de iniciación
expresion2 = condición de terminación
expresion3 = sentencia de incremento
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Modelado de la iteración (For)
expresion1
verdadero
condición
falso
sentencias
expresion3
14
• En C hay sentencias para evitar la ejecución estrictamente
secuencial del programa. En general (sentencias goto, break
y continue) no deben utilizarse para elaborar programas
estructurados, aunque pueden ser útiles si se justifica en
forma apropiada su aplicación en un código.
• return <expresión>;
• Se usa para devolver el control del flujo de ejecución desde una
función, siendo <expresión> el valor (dato) retornado por ella.
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Sentencias de salto de C
• goto <etiqueta>; …. <etiqueta>: <acciones>
• Permite efectuar un salto incondicional hasta otro punto del
programa, indicado por una etiqueta.
15
ha iniciado");
1");
2");
3");
4");
5");
• break;
• Se usa para romper el flujo en un switch‐case o terminar sentencias
iterativas (for, while, do‐while).
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
#include<stdio.h>
int main(void)
{
printf("\nEl programa
printf("\nInstrucción
printf("\nInstrucción
goto se_me_antoja;
printf("\nInstrucción
printf("\nInstrucción
se_me_antoja:
printf("\nInstrucción
}
• continue;
• Se puede usar en un bloque iterativo (for, while, do‐while) para
forzar una nueva iteración del ciclo ignorando las sentencias que
están a partir de continue y hasta el fin del ciclo.
16
#include<stdio.h>
int main(void)
{
short i;
for(i=0;i<100;i++)
{
printf("\n%d",i);
continue;
printf("\nDespues del continue");
}
}
Algoritmia y programación estructurada
1.6 Flujo de ejecución
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
#include<stdio.h>
int main(void)
{
short i;
for(i=0;i<100;i++)
{
printf("\n%d",i);
break;
printf("\nDespues del break");
}
}
17
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad II “Modularidad"
2.1 Metodología Divide y vencerás
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Divide y vencerás
• Ventajas de dividir un problema
• Funciones y procedimientos
Algoritmia y programación estructurada
2.1 Metodología Divide y vencerás
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• C fue diseñado como lenguaje para soportar el paradigma
de programación estructurada, el cual permite entre otras
cosas diseñar algoritmos mediante la metodología divide y
vencerás, la cual dice:
• Para un problema complejo, abstraerlo y dividirlo en pequeños
subproblemas.
• Cada subproblema dividirlo en otros más pequeños y fáciles de
entender. Y continuar así hasta tener dicho problema complejo
particionado en pequeños módulos comprensibles y
reutilizables para otros problemas.
Algoritmia y programación estructurada
2.1 Metodología Divide y vencerás
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Divide y vencerás
3
• Abstraer
un problema complejo
metodología trae muchos beneficios:
•
•
•
•
•
mediante
esta
Entender mejor un problema complejo.
Ir aislando de manera especifica cada subproblema.
Escribir algoritmos correctos y más eficientes.
Producir programas que son más fáciles de mantener.
Escribir programas que son reutilizables.
• En la programación estructurada la modularización de
una solución es posible al emplear funciones y
procedimientos.
Algoritmia y programación estructurada
2.1 Metodología Divide y vencerás
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ventajas de dividir un problema
4
• Son elementos que realizan una tarea en particular
y retornan un valor a la salida.
• Son utilizadas como expresiones primarias y por lo
tanto formar parte de expresiones más complejas,
es decir, se pueden utilizar para realizar operaciones
con el valor que retornan a la salida. Por ejemplo,
sumarse, restarse, multiplicarse, dividirse, etc.
float valor;
valor = 2*pow(x,y)+sqrt(4.23245)+7*sin(2*3.1416);
Algoritmia y programación estructurada
2.1 Metodología Divide y vencerás
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funciones
5
• Son elementos que realizan una tarea en particular
pero que no retornan un valor a la salida y pueden
recibir o no parámetros a la entrada.
• Son utilizadas como expresiones instrucción y se
invocan cuando se requiere que el programa realice
esa tarea en particular.
Algoritmia y programación estructurada
2.1 Metodología Divide y vencerás
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Procedimientos
printf( “Imprimir una cadena de caracteres” );
scanf( “%f”, &x );//Capturar el valor de una variable
6
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad II “Modularidad"
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Funciones y procedimientos
• Concepto de función en C
• Funciones en C
• Funciones y procedimientos en C
• Estructura de una función en C
• Llamada o invocación a una función
• Prototipo o declaración de funciones
• Definición de funciones
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• Son elementos que realizan una tarea en particular
y retornan un valor a la salida.
• Son utilizadas como expresiones primarias y por lo
tanto formar parte de expresiones más complejas,
es decir, se pueden utilizar para realizar operaciones
con el valor que retornan a la salida. Por ejemplo,
sumarse, restarse, multiplicarse, dividirse, etc.
float valor;
valor = 2*pow(x,y)+sqrt(4.23245)+7*sin(2*3.1416);
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funciones
3
• Son elementos que realizan una tarea en particular
pero que no retornan un valor a la salida y pueden
recibir o no parámetros a la entrada.
• Son utilizadas como expresiones instrucción y se
invocan cuando se requiere que el programa realice
esa tarea en particular.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Procedimientos
printf( “Imprimir una cadena de caracteres” );
scanf( “%f”, &x );//Capturar el valor de una variable
4
• Una función es un miniprograma dentro de un programa
más general, en otras palabras, una función es un pequeño
fragmento de código “funcional” que realiza una tarea
especifica.
Desarrollar un programa utilizando funciones ayuda a:
• Ahorrar espacio eliminando el código repetido.
• Hace más fácil la programación.
• Proporcionan un medio para dividir un proyecto grande en
pequeños módulos más entendibles y manejables.
• Permiten construir nuevos sistemas a partir de otros ya
desarrollados.
• Facilitan la labor de planeación, desarrollo y
documentación de los programas.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Concepto de función en C
5
• Un programa en C puede constar de una o varias definiciones
de funciones.
• Cada una de estas funciones realiza una tarea en particular.
• Las funciones en C no se pueden anidar, es decir, no se puede
declarar el cuerpo de una función dentro de otra función.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funciones en C
• En C todas las funciones son externas y globales, es decir,
pueden ser invocadas desde cualquier parte del programa,
incluso dentro de otra función.
6
• Las funciones en C provienen de las llamadas a
subrutinas de Fortran, sin embargo, su uso intensivo
se introdujo con los procedimientos y funciones de
Algol y Pascal.
• Las funciones en C se pueden utilizar para modelar los
conceptos de la modularidad como:
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funciones y procedimientos en C
• Funciones (Retornando un valor y recibiendo o no parámetros)
• Procedimientos (No retornando ningún valor y recibiendo o no
parámetros)
7
• La estructura de una función es:
tipo_de_retorno nombreFuncion( listaParámetros )
{
/**Cuerpo de la función*/
return expresión;
}
Donde:
• tipo_de_retorno: Es el valor devuelto por la función o la
palabra reservada void por si la función no retorna ningún valor.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura de una función en C
• nombreFuncion: Es el identificador o nombre de la función.
• listaParametros: Es la lista de parámetros que la función
recibe como entrada, separados por comas.
8
• Expresión: Es el valor que regresa la función.
La sentencia return termina inmediatamente la función
en la se ejecuta.
tipo_de_retorno nombreFuncion( listaParámetros )
{
/**Cuerpo de la función*/
return expresión;
}
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Una llamada a una función produce la ejecución de
las expresiones del cuerpo de la función y un
retorno a la unidad de programa invocadora
después de que la ejecución de la función haya
terminando, normalmente cuando se encuentra una
sentencia return.
9
Por convención el nombre de una función debe comenzar
con una letra en mayúscula o con un guión bajo ( _ ) y
puede estar formado de una longitud n se recomienda una
longitud no máxima de 32 caracteres alfanuméricos,
mayúsculas, minúsculas y guiones bajos, pero sin espacios
intermedios.
• Tipo de retorno:
Una función siempre devuelve un tipo de valor a la salida,
este tipo de retorno puede ser uno de los datos simples de C
o un apuntador a cualquier tipo de dato, sin embargo, si una
función no devuelve un resultado, se utiliza el tipo void,
que se considera como un tipo de dato nulo.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Nombre o identificador de una función:
10
• Una función puede tener cualquier numero de sentencias return, en
el momento que el programa encuentre una de estas sentencias,
devolverá el control a la sentencia invocadora.
• Sí no se encuentra ninguna sentencia return la ejecución de la
función continuará hasta el final de dicha función, es decir, hasta que
se encuentre la llave de cerrado “}”, en ese momento se devolverá el
control a la sentencia invocadora.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Una función devuelve un único valor, el valor devuelto
(expresión) puede ser cualquier tipo de dato conocido en C
(simple o estructurado). Sin embargo, también se puede
retornar valores múltiples devolviendo un apuntador a una
estructura o un arreglo.
11
En C sólo se permite el paso de parámetros por valor y
únicamente de los tipos de datos básicos. No obstante, C
utiliza el paso de apuntadores para el paso de parámetros
por referencia, es decir, se puede pasar apuntadores a tipos
de datos simples, estructuras, arreglos e incluso a funciones.
(Se retomará con el tema de apuntadores).
El paso de parámetros en una función es opcional, pero si se
incluyen, deben estar declarados entre los paréntesis de la
declaración de la función y separados por comas, es decir,
cada parámetro debe tener una declaración independiente.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Parámetros de entrada formales:
12
• Las funciones, para poder ser ejecutadas, han de ser
llamadas o invocadas. Cualquier instrucción o expresión
puede tener una llamada a función que redirigirá el control
del programa a la función invocada.
• Normalmente la invocación a una función ser realiza desde
la función principal main(), sin embargo, también pueden
ser invocadas desde otras funciones, incluso desde ellas
mismas “recursividad”.
• Una función invocada recibe el control del programa, se
ejecuta y cuando termina (cuando se alcanza una sentencia
return o la llave de cierre de la función) el control del
programa retorna a la función principal o a la función
llamadora.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Llamada a una función
13
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Control del flujo
del programa
14
• A la declaración de una función se le llama prototipo. Los
prototipos de funciones comúnmente van declaradas en la
cabecera del código después de la definición de las macros del
preporcesador (directivas #include y #define) pero antes del
método main() y con terminación en (;).
• El prototipo consta de los siguientes elementos:
tipo_retorno nombre_funcion(lista_prototipos_parametros);
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Prototipo o declaración de funciones
• tipo_de_retorno: Es el valor devuelto por la función o la palabra reservada
void por si la función no retorna ningún valor.
• nombreFuncion: Es el identificador o nombre de la función.
• lista_prototipos_parametros:Es la lista de parámetros que la función
recibe como entrada, separados por comas. Colocar el identificador de los
parámetros es opcional, sin embargo se recomienda colocarlos para mejor
entendimiento de la función
15
• Cuando se realiza una invocación a una función, el
compilador ya conoce cuales son el numero y los tipos de
dato que la función debe recibir, confirma que los datos
enviados a la función coincidan con los que conoce
previamente y si no coinciden se generara un error en
tiempo de compilación.
• El compilador sólo utiliza la información de los tipos de dato
que debe recibir una función. Los identificadores de dichos
datos son irrelevantes para tal proceso, sin embargo, se
recomienda utilizarlos con propósito de hacer más
comprensible la utilidad de la función.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El prototipo de la función sirve para que el compilador
realice la comprobación de tipos de dato de retorno y envío.
16
• La declaración de un prototipo de función es diferente a la
definición de dicha función.
• La declaración contiene sólo la cabecera de la función, es decir, su
prototipo y se listan sus características.
• La definición significa colocar el cuerpo de la función, es decir, definir
la estructura del código de la función en alguna parte del programa,
pero fuera del método principal main().
• La declaración del prototipo de la función sirve para el
compilador pueda validar que número y el tipo de datos de
entrada de la función coincidan con los que se utilizan en la
llamada o invocación a dicha función.
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Definición de funciones
17
#include <stdio.h>
double calcularCuadrado( double );
Declaración del Prototipo
de la función sin
identificadores en los
tipos de dato
int main( void )
{
double x = 11.5;
double resultado;
resultado = calcularCuadrado( x );
printf( "El cuadrado de x es: %8.4lf \n", resultado );
return 0;
Definición de la función,
}
en este momento se
double calcularCuadrado( double numero )
colocan los
{
identificadores en los
return numero*numero;
tipos de dato
}
Algoritmia y programación estructurada
2.2 El concepto de función, procedimiento y modulo
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Cuando se define el código de la función, es este momento,
si es necesario colocar tanto tipo de datos y sus
identificadores ya que se le estará indicando al compilador
que utilice dichos identificadores como elementos de
procesamiento para que la función realice la tarea
especificada.
18
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad II “Modularidad"
2.3 El paso de parámetros y valores de retorno
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Parámetros de una función
• Paso por valor
• Paso por referencia
• Ámbito de variables
• Variables locales
• Variables globales
Algoritmia y programación estructurada
2.3 El paso de parámetros y valores de retorno
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• C siempre utiliza el paso de parámetros por valor, para pasar
la copia del valor de una variable a una función. Sin
embargo, C utiliza el paso de apuntadores para el paso de
parámetros por referencia. (Se retomará con el tema de
apuntadores).
Paso de parámetros por valor.
El paso por valor o paso por copia, significa que cuando C
compila la función y el código que hace la llamada a la
función, la función recibe una copia de los valores de los
parámetros, es decir, si se modifica el valor de dichos
parámetros dentro de la función, dichos cambios sólo serán
validos dentro de la función pero no fuera de ella.
Algoritmia y programación estructurada
2.3 El paso de parámetros y valores de retorno
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Parámetros de una función
3
• En la técnica del paso de parámetros por valor, la
modificación de la variable (parámetro recibido) dentro de la
función receptora no afecta el valor original del parámetro
enviado al momento de la invocación a dicha función.
#include <stdio.h>
double calcularCuadrado( double );
int main( void )
{
Parámetro enviado
double x = 11.5;
double resultado;
resultado = calcularCuadrado( x );
printf( "El cuadrado de %d es: %8.4lf \n", x, resultado );
return 0;
Parámetro copia del
}
parámetro enviado
double calcularCuadrado( double x )
{
int aux = x;
Modificación al valor
x++;
del parámetro copia
return aux*aux;
}
Algoritmia y programación estructurada
2.3 El paso de parámetros y valores de retorno
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Parámetros de una función – Paso por valor
4
• Existen dos tipos de ámbito en la variables que puede manejar C,
estas son las variables locales y globales.
• Variables locales son aquellas que son declaradas dentro del
ámbito de una función y su uso se restringe dentro de la misma
función, se dice entonces que la variable es local a esa función.
• Esto implica que todas las variables que se declaren dentro de
una función sólo van a poder ser manipuladas dentro de dicha
función y no podrán ser referenciadas desde fuera de la función.
Algoritmia y programación estructurada
2.3 El paso de parámetros y valores de retorno
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ámbito de variables
• Cualquier variable que se defina dentro de las llaves del cuerpo
de una función el compilador la interpretará como una variable
local a esa función.
• Si otra función declara otra variable con el mismo identificador
entonces dichas variables serán “tocayas” más no iguales.
5
es aquella que se define fuera del
cuerpo de cualquier función, normalmente después de la
definición de las directivas del preprocesador (#include y
#define).
• El ámbito de una variable global son todas las funciones que
componen el programa.
• Cualquier función puede acceder a dichas variables para leer y
modificar su valor. Es decir, se puede hacer referencia a su
dirección de memoria en cualquier parte del programa.
Algoritmia y programación estructurada
2.3 El paso de parámetros y valores de retorno
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Variables globales
• No puede haber declaración de variables globales con el mismo
identificador.
• Las variables globales pueden ser inicializadas en el mismo
instante que se declaran.
• Puede haber variables globales de cualquier tipo de dato que
puede manejar C.
6
• La declaración de las variables globales es la misma
que la declaración de una variable local, es decir:
#include <stdio.h>
Constante también tomada
Como una variable global
#define PI 3.1416
a partir de su declaración
<tipo de dato> <identificador>;
<tipo de dato> <identificador> = <valor>;
int main( void ){
...
}
• Si una función declara una variable local con el
mismo identificador que una variable global
(tocayas), entonces, el compilador le dará mayor
prioridad al uso de la variable local que la global.
Algoritmia y programación estructurada
2.3 El paso de parámetros y valores de retorno
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ámbito de variables – variables globales
7
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad II “Modularidad"
2.4 Reutilización de código
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Reutilización de código
• Tipos de reutilización
• Copiar y pegar
• Reutilizar código en C
• Concepto de Librería en Programación
• Biblioteca estándar de C
• Creación de bibliotecas para C
• Generación de código ejecutable
• Generando una librería para C
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• La reutilización de código se refiere al
comportamiento y a las técnicas que garantizan que
una parte o la totalidad de un programa informático
existente se puedan emplear en la construcción de
otro programa. De esta forma se aprovecha el
trabajo anterior, se economiza tiempo, y se reduce
la redundancia.
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Reutilización de código
3
• Reutilización oportunistas
• Ocurre cuando al iniciar un proyecto, el programador
se da cuenta de que hay componentes existentes que
se puede reutilizar.
• Reutilización planificada
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Tipos de reutilización
• Sucede cuando un equipo planea estratégicamente
los diseños de componentes que serán reutilizables
en futuros proyectos.
4
• La manera más fácil de reutilizar código es copiarlo total o
parcialmente desde el programa antiguo al programa en
desarrollo. Pero es trabajoso mantener múltiples copias del
mismo código, por lo que en general se elimina la
redundancia dejando el código reusable en un único lugar, y
llamándolo desde los diferentes programas. Este proceso se
conoce como abstracción.
• La abstracción puede verse claramente en las bibliotecas de
software, en las que se agrupan varias operaciones comunes
a cierto dominio para facilitar el desarrollo de programas
nuevos. Hay bibliotecas para convertir información entre
diferentes formatos conocidos, acceder a dispositivos de
almacenamiento externos, proporcionar una interfaz con
otros programas, manipular información de manera
conocida (como números, fechas, o cadenas de texto).
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Copiar y pegar
5
• Para que el código existente se pueda reutilizar,
debe definirse alguna forma de comunicación o
interfaz. Esto se puede dar por llamadas a una
función o procedimiento.
• En lenguaje C como sabemos únicamente podemos
modelar los procedimientos con funciones que
retornan un dato tipo void, estas funciones deberán
estar siempre bien diseñadas para poder reutilizarlas
en más programas. Si además las agrupamos según
su comportamiento puede formarse nuestras
propias librerías de funciones útiles para varios
desarrollos distintos.
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Reutilizar código en C
6
• Es un conjunto de subprogramas utilizados para
desarrollar software.
• Las bibliotecas contienen código y datos, que
proporcionan servicios a programas independientes,
es decir, pasan a formar parte de estos. Esto permite
que el código y los datos se compartan y puedan
modificarse de forma modular.
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Concepto de Librería en Programación
7
• Ejecutables y bibliotecas hacen referencias (enlaces)
entre sí a través de un proceso conocido como
enlace, que por lo general es realizado por un
software denominado enlazador.
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Algunos programas ejecutables pueden ser a la vez
programas independientes y bibliotecas, pero la
mayoría de estas no son ejecutables.
• Las bibliotecas o librerías, pueden ser clasificadas
según el tipo de enlace que se realice para ser parte
de un programa final en:
• Bibliotecas estáticas
• Bibliotecas dinámicas
8
• La biblioteca estándar de C es una recopilación de
archivos cabecera y bibliotecas con funciones,
estandarizadas por un comité de la Organización
Internacional para la Estandarización (ISO), que
implementan operaciones comunes, tales como las
de entrada y salida o el manejo de cadenas. A
diferencia de otros lenguajes como COBOL, Fortran,
o PL/1, C no incluye palabras clave para estas tareas,
por lo que prácticamente todo programa
implementado en C se basa en la biblioteca estándar
para funcionar
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Biblioteca estándar de C
9
• Es posible generar biblioteca para C generando nuestros
propios archivos cabecera y bibliotecas con funciones.
Archivos cabecera
• Es un archivo, que el compilador incluye al procesar
algún código fuente, este contiene, normalmente, una
declaración directa funciones, variables, u otros
identificadores. Aquellos programadores que desean
declarar identificadores estándares en más de un archivo
fuente pueden colocar esos identificadores en un único
header file, que se incluirá cuando el código que
contiene sea requerido por otros archivos.
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Creación de bibliotecas para C
10
Código
fuente
Compilador
Archivos de
Cabecera /
Cabeceras
independientes
Código
objeto
Enlazador
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Bibliotecas con funciones
• Son los códigos fuentes que definen las funciones de
los archivos de cabecera y son independientes. Estos
pueden ser compilados por separados y tenerse
como el código fuente original o códigos objetos
capaces de ser enlazados por otros códigos fuentes
que hagan uso de estas definiciones y programas.
Programa
ejecutable
Biblioteca / Otros
códigos objeto
11
• Como se ve en la etapa de compilación de un
lenguaje compilado, se obtiene un código objeto, el
cuál contiene sólo la traducción del código fuente.
Esto no es suficiente para ejecutar realmente el
programa. Es necesario incluir los archivos de
biblioteca o módulos compilados de manera
independiente.
Código
fuente
Compilador
Archivos de
Cabecera /
Cabeceras
independientes
Código objeto
Biblioteca / Otros
códigos objeto
Enlazador
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Generación de código ejecutable
Programa
ejecutable
12
• Generar los siguientes archivos, con los contenidos que se
muestran y guardarlos con los nombres dados.
#include <stdio.h>
#include "mi_libreria.h"
int main (void)
{
int n,res;
printf("\nIntroduce un número entero")
scanf("%d",n);
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Generando una librería para C
res=mi_funcion01(n);
printf("\nEl resultado es: %d",res)
return 0;
}
programa.c
13
int mi_funcion01(int numero);
mi_libreria.h
#include "mi_libreria.h"
int mi_funcion01(int numero)
{
return numero*CONSTANTE;
}
Algoritmia y programación estructurada
2.4 Reutilización de código
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
#define CONSTANTE 100
def_mi_libreria.c
• Generar el código objeto de la librería
gcc def_mi_libreria.c –c
• Compilar el programa
gcc programa.c def_mi_libreria.o –o programa
14
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad II “Modularidad"
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Introducción
• Biblioteca estándar de C
• Diseño de la biblioteca estándar de C
• El estándar ANSI C
• Historia de ANSI C
• Archivos de cabeceras de la biblioteca ANSI C
• Funciones incorporadas del compilador
• Biblioteca estándar de POSIX
• The C Library Reference Guide
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• El lenguaje de programación C, antes de
normalizarse, no disponía de funcionalidades tales
como operaciones de entrada/salida (a diferencia
de lenguajes tradicionales como Cobol y Fortran).
• Con el tiempo, las comunidades de usuarios de C
fueron compartiendo ideas, así como las
implementaciones de lo que ahora se denomina las
bibliotecas estándar de C para proporcionar esas
funcionalidades.
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción
3
• La biblioteca estándar de C (también conocida como
libc) es una recopilación de ficheros cabecera y
bibliotecas con rutinas, estandarizadas por un
comité de la Organización Internacional para la
Estandarización
(ISO),
que
implementan
operaciones comunes, tales como las de entrada y
salida o el manejo de cadenas. A diferencia de otros
lenguajes como COBOL, Fortran, o PL/1, C no
incluye palabras clave para estas tareas, por lo que
prácticamente todo programa implementado en C
se basa en la biblioteca estándar para funcionar.
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Biblioteca estándar de C
4
• El nombre y las características de cada función, el
prototipo, así como la definición de algunos tipos de
datos y macros, se encuentran en un fichero
denominado archivo de cabecera (con extensión ".h"),
pero la implementación real de las funciones están
separadas en un archivo de la biblioteca. La
denominación y el ámbito de las cabeceras se han
convertido en comunes, pero la organización de las
bibliotecas sigue siendo diversa, ya que éstas suelen
distribuirse con cada compilador.
• Dado que los compiladores de C, a menudo, ofrecen
funcionalidades adicionales que no están especificados
en el ANSI C, la biblioteca de un compilador no siempre
es compatible con el estándar ni con las bibliotecas de
otros compiladores.
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Diseño de la biblioteca estándar de C
5
• La biblioteca estándar de ANSI C consta de 24 archivos
cabecera hasta C99 y 29 en C11 que pueden ser incluidos en
un proyecto de programación con una simple directiva. Cada
cabecera contiene la declaración de una o más funciones,
tipos de datos y macros.
• En comparación con otros lenguajes de programación (como
por ejemplo Java) la biblioteca estándar es muy pequeña,
está proporciona un conjunto básico de funciones
matemáticas, de tratamiento de cadenas, conversiones de
tipo y entrada/salida por consola o por archivos.
• Hasta C99, no se incluyen, ni un conjunto de tipos de datos
contenedores básicos (listas, pilas, colas, ...), ni herramientas
para crear una interfaz gráfica de usuario (GUI), ni
operaciones para trabajar en red.
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
El estándar ANSI C
6
• Tanto Unix como C fueron creados en los laboratorios Bell de
AT&T a finales de la década de los 60 y principios de los 70.
• Fue en los 70 cuando el lenguaje de programación C
acrecentó su popularidad. Muchas organizaciones y
universidades crearon sus propias versiones del lenguaje
para sus propios proyectos. A comienzos de los 80 se
evidenciaron los problemas de compatibilidad derivados de
la existencia de las múltiples implementaciones del lenguaje.
• En 1983 el Instituto Nacional Americano de Estándares
ANSI, creo un comité para establecer una especificación
estándar del lenguaje conocida como ANSI C. Este trabajo
culminó con la creación del llamado estándar C89 en 1989.
Una parte del estándar resultante fue un conjunto de
bibliotecas de software denominado bibliotecas estándar de
ANSI C.
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Historia de ANSI C
7
• Las cabeceras <iso646.h>, <wchar.h> y
<wctype.h> fueron añadidas con Normativa
Addendum 1 (abreviado NA1), y fueron
ratificadas por el estándar en 1995.
• En 1999 se realizó una revisión del estándar que
se denominó C99 a la que se añadieron las
cabeceras <complex.h>, <fenv.h>, <inttypes.h>,
<stdbool.h>, <stdint.h> y <tgmath.h>.
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Posteriores versiones del C estándar han añadido
algunos nuevos ficheros cabecera a la biblioteca.
El soporte de estas nuevas extensiones varía
según implementaciones.
8
• En marzo de 2000, ANSI adoptó el estándar ISO/IEC
9899:1999. A este estándar se le conoce como C99.
http://www.open‐std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1124.pdf
• C11 (antes conocido como C1X) es un nombre
informal para ISO/IEC 9899:2011,3 el último estándar
publicado para C. El borrador final, N1570,4 fue
publicado en abril de 2011. El nuevo estándar superó
su última revisión el 10 de octubre de 2011 y fue
oficialmente ratificado por la ISO y publicado el 8 de
diciembre de 2011.
http://www.open‐std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1570.pdf
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• En 1990, el estándar ANSI C (con algunas
modificaciones menores) fue adoptado por la
International Organization for Standardization bajo la
denominación ISO/IEC 9899:1990.
9
Contiene la macro assert (aserción), utilizada para
<assert.h> detectar errores lógicos y otros tipos de fallos en
la depuración de un programa.
Conjunto de funciones para manipular números
<complex.h>
complejos (nuevo en C99).
Contiene funciones para clasificar caracteres
según sus tipos o para convertir entre mayúsculas
<ctype.h> y minúsculas independientemente del conjunto
de caracteres (típicamente ASCII o alguna de sus
extensiones).
Para analizar los códigos de error devueltos por
<errno.h>
las funciones de biblioteca.
Para controlar entornos en coma flotante (nuevo
<fenv.h>
en C99).
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Archivos de cabeceras de la biblioteca
ANSI C
10
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contiene la definición de constantes que
especifican ciertas propiedades de la biblioteca de
coma flotante, como la diferencia mínima entre dos
<float.h>
números en coma flotante (_EPSOLON), el número
máximo de dígitos de precisión (_DIG), o el rango
de valores que se pueden representar (_MIN,
_MAX).
Para operaciones de conversión con precisión entre
<inttypes.h>
tipos enteros (nuevo en C99).
Para utilizar los conjuntos de caracteres ISO 646
<iso646.h>
(nuevo en NA1).
Contiene la definición de constantes que
especifican ciertas propiedades de los tipos
<limits.h>
enteros, como rango de valores que se pueden
representar (_MIN, _MAX).
Para la función setlocale() y las constantes
<locale.h> relacionadas. Se utiliza para seleccionar el entorno
local apropiado (configuración regional).
11
Contiene las funciones matemáticas comunes.
Declara las macros setjmp y longjmp para
<setjmp.h> proporcionar saltos de flujo de control de
programa no locales.
Para controlar algunas situaciones excepcionales
<signal.h>
como la división por cero.
posibilita el acceso a una cantidad variable de
<stdarg.h>
argumentos pasados a una función.
<stdbool.h> Para el tipo booleano (nuevo en C99).
<stdint.h> Para definir varios tipos enteros (nuevo en C99).
<stddef.h> Para definir varios tipos de macros de utilidad.
Proporciona el núcleo de las capacidades de
<stdio.h> entrada/salida del lenguaje C (incluye la venerable
función printf).
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
<math.h>
12
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Para realizar ciertas operaciones como conversión
de tipos, generación de números pseudo‐
<stdlib.h> aleatorios, gestión de memoria dinámica, control
de procesos, funciones de entorno, de
señalización (??), de ordenación y búsqueda.
<string.h> Para manipulación de cadenas de caracteres.
Contiene funcionalidades matemáticas de tipo
<tgmath.h>
genérico (type‐generic) (nuevo en C99).
Para tratamiento y conversión entre formatos de
<time.h>
fecha y hora.
Para manipular flujos de datos anchos y varias
clases de cadenas de caracteres anchos (2 o más
<wchar.h>
bytes por carácter), necesario para soportar
caracteres de diferentes idiomas (nuevo en NA1).
<wctype.h> Para clasificar caracteres anchos (nuevo en NA1).
13
• Algunos compiladores (por ejemplo GCC1 )
proporcionan versiones incorporadas de muchas de las
funciones de la biblioteca estándar de C; es decir, la
implementación de las funciones está escrita dentro del
fichero objeto compilado, y el programa llama a la
versión incorporada en vez de, a la función del fichero
objeto compartido en la biblioteca de C. Esto reduce el
sobrecoste de una llamada a función, especialmente si
las llamadas a función son remplazadas con variantes
inline, y permiten otras formas de optimización (como
cuando el compilados sabe las características de control
de flujo de las variantes incorporadas), pero puede
causar confusión al depurar (por ejemplo, las versiones
incorporadas no pueden ser remplazadas por las
variantes instrumentadas).
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funciones incorporadas del compilador
14
• POSIX especifica una serie de rutinas que deben
estar disponibles más allá de la propia biblioteca
estándar de C.
• A menudo éstas se implementan conjuntamente
con la biblioteca de C estándar, con distintos niveles
de proximidad. Por ejemplo, glibc implementa
funciones como fork() dentro de libc.so, pero antes
NPTL se fusionó con glibc constituyendo una
biblioteca con su propia marca de linkado.
• A menudo, esta funcionalidad de POSIX se
considera una parte de la biblioteca; la propia
biblioteca de C puede ser identificada como la
biblioteca ANSI C o ISO C.
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Biblioteca estándar de POSIX
15
http://www.acm.uiuc.edu/webmonkeys/book/c_guide/index.html
Algoritmia y programación estructurada
2.5 Bibliotecas estándar de funciones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
The C Library Reference Guide
16
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad III “Control de flujo"
3.1 Sentencias de selección
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Estructuras de selección
• Selección simple
• Selección doble
• Selección múltiple
• Estructuras de selección en C
•
•
•
•
•
if
If else
If ‐else if
switch‐case
operador ?
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• Las estructuras de selección (condicionales)
se utilizan para elegir entre diversos cursos de
acción.
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras de selección
3
si
condición
Instrucciones
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
•
Estructuras de selección simple
no
Pseudocódigo
4
no
condición
si
Instrucciones2
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
•
Estructuras de selección doble
Pseudocódigo
Instrucciones1
5
•
Algoritmia y programación estructurada
1.1 Algoritmo (pseudo–código)
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras de selección múltiple
no
condición1
si
condición2
Instrucciones1
no
Pseudocódigo
si
Instrucciones2
condición3
si
no
6
• En C hay tres tipos de estructuras de
selección: if (selección simple), if…else
(selección doble) y switch (selección múltiple)
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras de selección en C
7
if (expresión)
sentencia;
Nota: una expresión en C es
todo aquello que regresa un
valor. Como por ejemplo una
condición lógica, operaciones
aritméticas,
llamadas
a
funciones, una variable, una
constante (numérica, carácter,
etc.).
if (expresión)
{
sentencia1;
sentencia2;
}
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (if)
8
if (expresión)
sentencia;
else
sentencia;
if (expresión)
{
sentencia1;
sentencia2;
}
else
{
sentencia1;
sentencia2;
}
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (if – else)
9
if (expresión)
sentencia;
else if (expresión)
sentencia;
…
else
sentencia;
if (expresión)
{
sentencia1;
sentencia2;
}
else if
{
sentencia1;
sentencia2;
}
…
else
{
sentencia1;
sentencia2;
}
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (if – else if)
10
switch(expresión)
{
case 1: sentencias;
break;
case 2: sentencias;
break;
:
case n: sentencias;
break;
default: sentencias_default;
break;
}
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (switch‐case)
11
(expresión)? sentencia1 : sentencia2;
expresión? sentencia1 : sentencia2;
Se ejecuta:
sentencia1 si expresión = verdadero
sentencia2 si expresión = falso.
Es un operador ternario y puede utilizarse
para asignar variables:
Var = (expresión)? sentencia1:sentencia2;
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (operador ?)
12
if (calificacion>=60)
{
printf ("Alumno Aprobado");
}
else
{
printf ("Alumno Reprobado");
}
if (calificacion>=90)
{
printf ("Alumno de muy buena calificación");
}
else if (calificacion>=70&& calificacion<90)
{
printf ("Alumno regular");
}
else if (calificacion>=60&& calificacion<70)
{
printf ("Alumno");
}
else
{
printf ("No es alumno");
}
Algoritmia y programación estructurada
3.1 Sentencias de selección
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selección (ejemplos)
13
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad III “Control de flujo"
3.2 Sentencias iterativas
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Estructuras iterativas
• Iterativa “mientras”
• Iterativa “repetir”
• Iterativa “para”
• Estructuras iterativas en C
• Estructura iterativa “while” en C
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Estructura iterativa “do‐while” en C
• Estructura iterativa “for” en C
2
• Estas estructuras permiten repetir una serie de veces la
ejecución de unas líneas de código.
• Esta iteración se realiza o bien un número determinado
de veces o bien hasta que se cumpla una determinada
condición de tipo lógico o aritmético.
• En C hay 3 tipos de instrucciones de repetición: while,
do…while y for.
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras iterativas
3
condición
si
no
Pseudocódigo
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
•
Estructura de control Iterativa “mientras”
Instrucciones
4
Pseudocódigo
Repetir
Instrucciones
condición
si
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
•
Estructuras de control Iterativa “repetir”
no
Mientras ≈ Repetir
5
Pseudocódigo
i←x
i≤n
no
si
Para
Instrucciones
i ← i+1
Para → mientras
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
•
Estructuras de control Iterativa “para”
6
• La sentencia while permite repetir un bloque de instrucciones.
• La sintaxis del ciclo while es:
while(condición)
{
sentencia o bloque;
};
verdadero
condición
sentencias
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura iterativa “while” en C
falso
• Si la condición se cumple se ejecutan las sentencias del bloque
y se regresa el flujo de control a evaluar nuevamente la
condición. El proceso se repite hasta que la condición sea falsa.
• El ciclo puede ejecutarse 0 veces si la condición no se cumple.
7
• El ciclo do‐while es similar al ciclo while excepto que la
condición se realiza al final del ciclo, esto fuerza a que se
ejecute por lo menos una vez.
do{
sentencias;
}while(condición);
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura iterativa “do‐while” en C
sentencias
condición
falso
verdadero
8
• La sentencia for permite definir fácilmente ciclos controlados por
contador.
for(expresion1; expresion2; expresion3)
{
sentencias;
}
• Esta es equivalente a la siguiente sentencia while:
expresion1;
while(expresion2)
{
sentencias;
expresion3;
}
expresion1 = sentencia de iniciación
expresion2 = condición de terminación
expresion3 = sentencia de incremento
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura iterativa “for” en C
expresion1
verdadero
condición
falso
sentencias
expresion3
9
Algoritmia y programación estructurada
3.2 Sentencias iterativas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El encabezado de un bucle for tiene tres partes separadas
por ";". En la primera se inicializan las variable de control y
sólo se ejecuta una vez, antes de la primera iteración, la
segunda es una expresión que indica la condición lógica que
debe cumplirse para que la próxima iteración se ejecute; esta
condición se evaluá antes de cada iteración y, cuando deja de
satisfacerse, el bucle for termina. La tercera parte del
encabezado es la actualización de las variables de control y se
ejecuta después de cada iteración.
1 . ; 2
7
for(. .
. .5 .;. 4. .)
{
3
6
sentencias;
}
n
10
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad III “Control de flujo"
3.3 Teorema de la programación estructurada
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• ¿Qué es programación?
• ¿Qué es el código fuente?
• ¿Qué es un programa computacional?
• Lenguaje de programación
• Primeras programaciones
• Paradigma de programación
• Programación estructurada
•
•
•
•
Paradigma de la programación estructurada
Teorema de la programación estructurada
Lenguajes de programación estructurada
La programación estructurada y el lenguaje C
• Estructuras secuenciales
• Estructuras selectivas
• Estructuras iterativas o repetitivas
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• La programación es el proceso de diseñar,
codificar, depurar y mantener el código fuente de
programas computacionales.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
¿Qué es programación?
3
• El código fuente de un programa computacional (o software)
es un conjunto de líneas de texto que son las instrucciones
que debe seguir la computadora, escritas en un lenguaje de
programación para ejecutar dicho programa.
• Por tanto, en el código fuente de un programa está descrito
por completo su funcionamiento.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
¿Qué es el código fuente?
4
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El proceso de escribir código requiere frecuentemente
conocimientos en varias áreas distintas, además del
dominio del lenguaje a utilizar, algoritmos especializados y
lógica formal.
5
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El código fuente es escrito en un lenguaje de
programación. El propósito de la programación es
crear programas que exhiban un comportamiento
deseado.
6
• Un programa computacional es un conjunto de
instrucciones que una vez ejecutadas realizarán una o
varias tareas en una computadora.
• Al conjunto general de programas, se le denomina software,
que se refiere al equipamiento lógico o soporte lógico de
una computadora digital.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
¿Qué es un programa computacional?
7
• Un lenguaje de programación es un idioma artificial
diseñado para expresar computaciones que pueden ser
llevadas a cabo por un equipo computacional.
• Un lenguaje de programación se usa para crear programas
que controlen el comportamiento físico y lógico de una
máquina, esto permite crear soluciones a problemas reales
e interacciones humano‐maquina.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Lenguaje de programación
8
• Sintáctica (reglas que gobiernan la combinatoria de los
símbolos y la formación de unidades superiores a estos)
• Semántica (aspectos del significado, sentido o
interpretación del significado de un determinado elemento,
símbolo, palabra, expresión o representación formal)
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Un lenguaje de programación está formado de un conjunto
de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su
estructura y el significado de sus elementos y expresiones.
9
• En los inicios de la programación de computadoras (segunda
mitad de la década de 1950), el nacimiento de los primeros
lenguajes de alto nivel como Fortran y Cobol apoyaban en la
codificación de soluciones a problemas computacionales,
pero la gran mayoría de las veces el diseño y la
implementación de la solución quedaba determinados
según criterios personales y de cada programador.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Primeras programaciones
10
• Un paradigma de programación es una propuesta
tecnológica que es adoptada por una comunidad de
programadores cuyo núcleo central es incuestionable en
cuanto a que unívocamente trata de resolver uno o varios
problemas claramente delimitados.
• Un paradigma de programación representa un enfoque
particular o filosofía para la construcción del software.
• Es decir un paradigma de programación establece como
programar la solución a un problema de cierta manera en un
código fuente bajo un lenguaje de programación.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Paradigma de programación
11
• Es una forma de escribir programas de computadora
(paradigma de programación).
• Los principios que rigen este paradigma de
programación son el uso de únicamente tres
estructuras de control: secuencia, selección e
iteración
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Programación estructurada
12
• El paradigma del la programación estructurada es un
resultado en la teoría de lenguajes de programación.
• Establece a grandes rasgos que toda función computable
puede ser implementada en un lenguaje de programación
que combine subrutinas en únicamente tres formas. Esas
tres formas (también llamadas estructuras de control) son:
1. Ejecutar una subrutina y luego otra subrutina (secuencia)
2. Ejecutar una de dos subrutinas, dependiendo del valor de una
variable booleana (selección)
3. Ejecutar una subrutina mientras una variable booleana sea
'verdadera' (iteración, ciclo o bucle)
• Los científicos de la computación usualmente acreditan el teorema a un artículo
de 1966 escrito por Corrado Böhm y Giuseppe Jacopini. Sin embargo, David
Harel rastreó sus orígenes hasta la descripción de 1946 de la arquitectura de
von Neumann y el teorema de la forma normal de Kleene.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Paradigma de la programación estructurada
13
• En 1966 los matemáticos Corrado Böhm y Giuseppe Jacopini
demostraron que: "Un programa propio puede ser escrito
utilizando solamente 3 tipos de estructuras de control
(Secuenciales, selectivas e iterativas)".
• A su vez un programa propio:
• Posee un solo punto de entrada y uno de salida o fin.
• Existen caminos desde la entrada hasta la salida que se
pueden seguir y que pasan por todas partes del programa.
• Todas las instrucciones son ejecutables (sin código muerto) y no
existen lazos o bucles infinitos (sin fin).
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Teorema de la programación estructurada
14
• Un lenguaje de programación estructurada es aquel que establece
una sintaxis y semántica propia para expresar computaciones, y se
basa en el teorema de la "programación estructurada", ofreciendo
instrucciones para expresar las tres estructuras de control del
teorema.
SECUENCIA
Indica que las instrucciones de un
programa se ejecutan una
después de la otra, en el mismo
orden en el cual aparecen en el
programa.
Se
representa
gráficamente como una caja
después de otra, ambas con una
sola entrada y una única salida
SELECCIÓN
También conocida como la estructura
SI‐CIERTO‐FALSO, plantea la selección
entre dos alternativas con base en el
resultado de la evaluación de una
condición o predicado; equivale a la
instrucción IF de todos los lenguajes
de programación.
ITERACIÓN
También llamada la estructura
HACER‐MIENTRAS‐QUE,
corresponde a la ejecución
repetida de una instrucción
mientras que se cumple una
determinada condición.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Lenguajes de programación estructurada
15
• C es un lenguaje de programación que permite programar de manera
estructurada ya que establece una sintaxis y semántica propia para
expresar computaciones, ofreciendo sentencias de control para
describir secuencias, selecciones e iteraciones.
SECUENCIA
SELECCIÓN
if ..else
switch
ITERACIÓN
while
do...while
for
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
La programación estructurada y el
lenguaje C
16
• Son las sentencias (asignaciones e invocaciones a funciones)
escritas en el código fuente, cada una de estas será
ejecutada de manera secuencial (en orden de aparición) una
vez compilado el fuente.
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int byte=0xFF;
printf("\nEl valor de byte es: %4X H",byte);
byte&=0x00;
printf("\nEl valor de byte es: %4X H",byte);
Instrucción1
Instrucción2
Instrucción3
Instrucción4
byte|=0xFF;
printf("\nEl valor de byte es: %4X H",byte);
byte>>=1;
printf("\nEl valor de byte es: %4X H",byte);
byte<<=2;
printf("\nEl valor de byte es: %4X H",byte);
return 0;
Instrucciónn
Diagrama de flujo
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras secuenciales
}
Pseudocódigo
Código en C
17
• Las estructuras selectivas se utilizan para tomar decisiones
con bases en la evaluación de una condición.
Selectiva simple
si
condición
if(condición)
{
Instrucciones;
};
no
Instrucciones
Diagrama de flujo
Pseudocódigo
Código en C
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras selectivas (if)
18
no
condición
if(condición)
{
Instrucciones1;
}
else
{
Instrucciones2;
};
si
Instrucciones2
Instrucciones1
Diagrama de flujo
Pseudocódigo
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selectiva doble
Código en C
19
if(condición1)
{
Instrucciones1;
}
else if (condición2)
{
Instrucciones2;
}
else if (condición3)
{
Instrucciones3;
}
…
else
{
Instruccionesn;
};
no
condición1
si
no
condición2
si
Instrucciones1
In
no
Instrucciones2
In
condición3
si
Diagrama de flujo
Pseudocódigo
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Selectiva múltiple
Código en C
20
if(expresión1)
{
sentencias1;
}
else if(expresión2)
{
sentencias2;
}
else if(expresión3)
{
sentencias3;
}
else
{
sentencias4;
}
*Las preposiciones else if
(sino si) y else (sino)
pueden omitirse.
Si la expresión1 se evaluá y si esta es
verdadera (diferente de 0) entonces se lleva a
cabo el código inmediato entre llaves.
Sino si (else if) la expresión2 se evaluá y si
esta es verdadera (diferente de 0) entonces se
lleva a cabo el código inmediato entre llaves.
Sino si (else if) la expresión3 se evaluá y si
esta es verdadera (diferente de 0) entonces se
lleva a cabo el código inmediato entre llaves.
…
Sino (else) si ninguna condición ha sido
verdadera entonces se lleva a cabo el código
inmediato entre llaves.
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La preposición de control de flujo if se utiliza para expresar
decisiones, formalmente la sintaxis es:
21
#include<stdio.h>
int main(void)
{
float a,b;
printf("\nIntroduce dos números reales separados por una coma: ");
scanf("%f,%f",&a,&b);
if(a<0&&b<0)
{
printf("\nAmbos numeros son negativos");
}
else if(a>0&&b>0)
{
printf("\nLos dos numeros son positivo");
}
else if(a>0||b>0)
{
printf("\nUno de los dos numeros es positivo");
}
else if(a==0&&b==0)
{
printf("\nAmbos numeros son igual a cero");
}
else
{
printf("\n...");
}
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo (if‐else)
22
• Una estructura selectiva del lenguaje c, que facilita
implementar algunas decisiones múltiples cuando se
presentan todas con base en la evaluación de una expresión
es switch‐case.
switch(expresión)
{
case exp-constante1: <acción
break;
case exp-constante2: <acción
break;
...
case exp-constanteN: <acción
break;
default:
<acción
}
1>;
1>;
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura selectiva (switch)
N>;
M>;
*El uso de switch es valido si se utiliza apropiadamente bajo la teoría de la
programación estructurada, ya que incluye una sentencia de salto que no debería
de ser utilizada indiscriminadamente (break)
23
#include<stdio.h>
int main(void)
{
short opcion;
printf("\nOpción 1");
printf("\nOpción 2");
printf("\nOpción 3");
printf("\nOpción 4");
printf("\nOpción 5");
printf("\nSelecciona una opción...");
scanf("%d",&opcion);
switch(opcion)
{
case 1: printf("\nOpción 1 seleccionada");
break;
case 2: printf("\nOpción 2 seleccionada");
break;
case 3: printf("\nOpción 3 seleccionada");
break;
case 4: printf("\nOpción 4 seleccionada");
break;
case 5: printf("\nOpción 5 seleccionada");
break;
default:printf("\nOpción no valida");
}
}
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo (switch)
24
• Las estructuras repetitivas se utilizan para realizar varias veces
el mismo conjunto de operaciones con base en una condición.
Iterativa "mientras"
condición
si
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras iterativas o repetitivas
while(condición)
{
Instrucciones;
};
no
instrucciones
25
Diagrama de flujo
Pseudocódigo
Código en C
Iterativa "repetir"
instrucciones
do
{
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Con "repetir" se asegura que las instrucciones de dentro del
ciclo se ejecutan al menos una vez.
Instrucciones;
}while(!(condición));
no
condición
si
Diagrama de flujo
Pseudocódigo
Código en C
26
• La estructura de control while evaluá la expresión antes de
comenzar cada iteración, si esta es verdadera (diferente de 0)
se realizan las sentencias de dentro de las llaves.
• La estructura de control do‐while se utiliza cuando se quiere
asegurar que las sentencias de dentro del ciclo se ejecuta al
menos una vez puesto que la evaluación de la expresión
lógica se hace al final de este.
while(expresión)
{
Sentencias;
};
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructura while & do‐while
do
{
Sentencias;
}
while(expresión);
27
• La estructura for permite definir un bucle controlado por un
contador, denominado variable de control o de inducción.
i←x
for(i=x;i<=n;i++)
{
instrucciones;
}
si
i≤n
no
instrucciones
i ← i+1
Diagrama de flujo
Pseudocódigo
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Iterativa "para"
Código en C
28
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int i,n;
for(i=0,n=10000;i<n;i++,n=n-i)
{
printf("\t%3d",i);
}
return 0;
Algoritmia y programación estructurada
3.3 Teorema de la programación estructurada
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo (for)
}
29
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad III “Control de flujo"
3.4 La importancia de realizar pruebas
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Introducción
• Pruebas del Software
• Relación entre error, defecto y fallo
•
•
•
•
•
Objetivo de la prueba
Principios de las pruebas
Facilidad de Prueba
Características de una Prueba
El proceso de Prueba
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Ciclo completo de las Pruebas
• Enfoque de Diseño de Casos de Prueba
• Pruebas de Caja Blanca
• Pruebas de Caja Negra
• Pruebas Aleatorias
2
¿Qué es probar software?
Algunas definiciones incorrectas:
• Probar es demostrar que no hay errores presentes
en un programa.
• El propósito de probar es mostrar que el programa
realiza correctamente las funciones esperadas.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción
La definición Correcta
• Probar es el proceso ejecución de un programa
con el fin de encontrar errores.
3
Otras Definiciones
•Verificar.
•Validar.
•Pruebas.
•Caso de Prueba.
•Defecto.
•Fallo.
•Error.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Pruebas del Software
4
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Relación entre error, defecto y fallo
5
• La prueba es el proceso de ejecución de un
programa con la intención de descubrir un error.
• Un buen caso de prueba es aquel que tiene una alta
probabilidad de mostrar un error no descubierto
hasta entonces.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Objetivos de la Prueba.
• Una prueba tiene éxito si descubre un error no
detectado hasta entonces.
6
• A todas las pruebas se les debería poder hacer un
seguimiento hasta los requisitos del cliente.
• Las pruebas deberían planificarse mucho antes de que
empiecen.
• Las pruebas deberían empezar por “lo pequeño” y
progresar hacia “lo grande”.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Principios de las pruebas
• No son posibles las pruebas exhaustivas.
• Para ser más eficaces (pruebas con la más alta
probabilidad de encontrar errores), las pruebas
deberían ser realizadas por un equipo independiente.
7
• Cada caso de prueba debe definir el resultado de salida
esperado.
• Al generar casos de prueba, se deben incluir tanto datos de
entrada válidos y esperados como no válidos e inesperados.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Se debe inspeccionar a conciencia el resultado de cada
prueba para, así, poder descubrir posibles síntomas de
defectos.
• Las pruebas deben centrarse en dos objetivos (es habitual
olvidar el segundo)
• Probar si el software no hace lo que debe hacer
• Probar si el software hace lo que no debe hacer, es decir si
provoca efectos secundarios
8
• Se deben evitar los casos desechables.
• La experiencia indica que donde hay un defecto hay
otros.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• No deben hacerse planes de prueba suponiendo
que, prácticamente, no hay defectos en los
programas, y dedicando pocos recursos a las
pruebas.
• Las pruebas son una tarea creativa como el
desarrollo de software.
9
• Operatividad
• Observabilidad
• Controlabilidad
• Capacidad de descomposición
• Simplicidad
• Estabilidad
• Facilidad de comprensión
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Facilidad de Prueba
10
• Debe tener una alta probabilidad de encontrar un
error.
• No debe ser redundante.
• Debe ser la mejor de todas las posibles.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Características de una Prueba
• No debe ser ni demasiado sencilla ni demasiado
compleja.
11
1. La depuración (localización y corrección de
defectos).
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
El proceso de Prueba
2. El análisis de la estadística de errores.
12
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ciclo completo de las Pruebas
13
1. Enfoque estructural o de caja blanca
2. Enfoque funcional o de caja negra
3. Enfoque aleatorio
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Enfoque de Diseño de Casos de Prueba
14
• Se denomina cajas blancas a un tipo de pruebas de software
que se realiza sobre las funciones internas de un módulo. Las
pruebas de caja blanca están dirigidas a las funciones
internas. Entre las técnicas usadas se encuentran:
• La cobertura de caminos (pruebas que hagan que se recorran
todos los posibles caminos de ejecución).
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Pruebas de Caja Blanca
• Pruebas sobre las expresiones lógico‐aritméticas.
• Pruebas de camino de datos (definición‐uso de variables).
• Comprobación de bucles (se verifican los bucles para 0,1 y n
iteraciones, y luego para las iteraciones máximas, máximas
menos uno y más uno).
15
• Se centra en las funciones, entradas y salidas. Intenta
encontrar errores de las siguientes categorías:
• Funciones Incorrecta o ausente.
• Errores de Interfaz.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Pruebas de Caja Negra.
• Errores en estructuras de datos o acceso a base de datos
externas.
• Errores de rendimiento.
16
• Errores de inicialización y de terminación.
• En las pruebas aleatorias simulamos la entrada habitual
del programa creando datos de entrada en la secuencia y
con la frecuencia con las que podrían aparecer en la
práctica (de manera repetitiva). Para ello habitualmente
se utilizan generadores automáticos de casos de prueba.
• Consiste en utilizar modelos (en muchas ocasiones
estadísticos) que representen las posibles entradas al
programa para crear a partir de ellos los casos de prueba
• Si el proceso de generación se ha realizado
correctamente, se crearán eventualmente todas las
posibles entradas del programa en todas las posibles
combinaciones y permutaciones.
• Baja probabilidad de encontrar errores.
Algoritmia y programación estructurada
3.4 La importancia de realizar pruebas
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Pruebas Aleatorias
17
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad IV “Arreglos y tipos estructurados”
4.1 Arreglo unidimensional
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Introducción
• Arreglos unidimensionales
• Lectura‐escritura de elementos en arreglos
unidimensionales
• Inicialización de un arreglo
• Tamaño de un arreglo
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Función Sizeof
• Cadenas en C
• Manejo de cadenas en C <string.h>
• Prueba y manejo de caracteres en C
<ctype.h.h>
2
• Un arreglo estático es una colección finita y
constante (que no cambia su tamaño) de elementos
del mismo tipo.
• Un arreglo también es conocido como vector, matriz
o array.
• Se pueden crear arreglos de cualquier tipo de dato
en C, es decir, tipos de dato simple, estructurado,
archivos e incluso de apuntadores.
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción
3
• Se conocen dos tipos de arreglos: los unidimensionales
y los multidimensionales. Y al igual que otra variable
primero se debe declarar antes de utilizarse.
• Sintaxis para declarar un arreglo unidimensional:
<tipo_de_dato> identificador[tam_arreglo];
• Cuando se declara un arreglo unidimensional o
multidimensional, se debe indicar el tamaño de dicho
arreglo y este permanecerá constante durante el ciclo de
vida del programa o de la función, es decir, no podrá
cambiar su tamaño de manera dinámica. (Arreglos
estáticos)
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Arreglos unidimensionales
4
int arreglo[ 10 ];
• Esta declaración hace que el compilador le indique
al sistema operativo que reserve espacio suficiente
para almacenar 10 valores enteros.
• En estos casos, cuando se declara un arreglo el S.O.
le asigna a dicho arreglo una porción consecutiva de
memoria que es múltiplo del tamaño del tipo de
dato con el que se declaro el arreglo.
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Por ejemplo:
5
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• int arreglo[ 10 ];
6
• Cada ítem del arreglo se le denomina elemento del
arreglo.
• Todos los elementos que constituyen un arreglo se
numeran consecutivamente comenzando en 0 hasta
n‐1 donde:
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Lectura‐escritura de elementos en
arreglos unidimensionales
• 0: es el primer elemento del arreglo,
• n‐1: es el ultimo elemento del arreglo y
• n: es el tamaño total del arreglo.
7
• Por ejemplo:
int arreglo[30];
int dato;
dato = arreglo[10];
arreglo[25] = 2344;
Tamaño total del arreglo
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• A los valores de 0 a n‐1 se les denomina índices o
subíndices del arreglo, es decir, un índice o
subíndice nos ubica en una posición determinada
dentro del arreglo y nos permite tener acceso
directo al elemento de ese índice, para obtener su
valor o para modificarlo,
Índice o subíndice del
arreglo
Se obtiene el valor del
elemento (10 + 1)
Se modifica el valor del
elemento (25 + 1)
8
• Al igual que una variable local, un arreglo puede estar
previamente inicializado antes de usarlo, caso contrario el
arreglo contendrá datos basura.
• Existen diferentes formas de inicializar un arreglo:
1.
2.
3.
4.
int numeros[6] = { 10,20,30,40,50,60 };
int numeros[] = { 10,20,30 };
char cad[] = {‘h’,‘o’,‘l’,‘a’,‘\0’};
char s[] = “hola";
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Inicialización de un arreglo
• Cada elemento dentro de las llaves corresponde a un
elemento que se almacena en una localidad del arreglo.
• Un caso especial es el de las comillas dobles ʺcadenasʺ, este
tipo de inicialización aplica solamente para arreglos de
caracteres y también significa que se está inicializando dicho
arreglo.
9
• Inicializar un arreglo de números aleatorios
int i;
for( i = 0, i < 6, i++ )
{
numeros[i] = rand();
}
• Inicializar un arreglo de con el abecedario
char i;
int h = 0;
for( i = ‘a’, i <= ‘z’, i++ )
{
letras[h] = i;
h++;
}
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Ejemplos
10
• Para obtener saber el tamaño de un arreglo, se
puede utilizar la función sizeof(), esta función
nos devolverá el numero de bytes reservados para el
arreglo completo.
• Por ejemplo:
int arreglo[ 10 ];
int tamanio;
tamanio = sizeof( arreglo );
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Tamaño en bytes de un arreglo
11
• sizeof() también sirve para darnos el tamaño de un
tipo de dato en especifico o el tamaño de un elemento
dentro del arreglo.
• Por ejemplo:
int tamanio;
double a = 3.1455; float b = 3.084;
char c = ‘e’;
tamanio = sizeof( a );
tamanio = sizeof( b );
tamanio = sizeof( c );
tamanio = sizeof( tamanio );
tamanio = sizeof( arreglo[1] );
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Función Sizeof ( )
12
• A diferencia de otros lenguajes de programación que
emplean un tipo denominado cadena string para
manipular un conjunto de símbolos, en C, se debe
simular mediante un arreglo de caracteres, en
donde la terminación de la cadena se debe indicar
con nulo con valor 0.
char c [4];
char cad[5];
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Cadenas en C
13
• Por ejemplo, si se quiere declarar un arreglo cadena
que guarde una cadena de diez caracteres, se hará
como:
char cadena[11];
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Un nulo se especifica como '\0'. Por lo anterior,
cuando se declare un arreglo de caracteres para ser
usado como cadena, se debe considerar un carácter
adicional a la cadena más larga que se vaya a
guardar.
14
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Se pueden hacer también inicializaciones de arreglos de
caracteres en donde automáticamente C asigna el carácter
nulo al final de la cadena, de la siguiente forma:
char nombre_arr[ tam ]="cadena";
• Por ejemplo, el siguiente fragmento inicializa cadena con
``hola'':
char cadena[5]="hola";
• El código anterior es equivalente a:
char cadena[5]={'h','o','l','a','\0'};
15
operador & en el scanf paras el argumento, ya que el nombre
del arreglo es un apuntador estático al arreglo), de igual
forma para mostrarlo en la salida estándar.
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char nombres[15], apellido[30];
printf("Introduce tu nombre(s): ");
scanf("%[^\n]",nombres); //Leer caracteres hasta fin de línea
printf("Introduce tu apellido: ");
scanf("%s",apellido);
printf("Usted es %s %s\n",nombres,apellido); //Leer caracteres
hasta el primer espacio
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Para asignar la entrada estándar a una cadena se
puede usar la función scanf con la opción %s
(cadenas sin espacios) %[^\n] (cadenas con espacios
hasta el fin de línea) (observar que no se requiere usar el
16
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char a[25];
printf("Ingresa tu nombre: ");
scanf("%24s",a); // 24 caracteres a tomar
printf("Tu nombre es: %s\n",a);
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El %s puede delimitar los caracteres a considerar
como máximos a tomar para almacenar en una
cadena. %24s indica que 24 es la máxima cantidad
de caracteres que esperemos se ingresen (uno
menos que el tamaño del arreglo). Si se intenta
ingresar más de 24 sencillamente no los almacenará.
Esta es una buena costumbre cada vez que se utiliza
scanf() para capturar cadenas.
17
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char nombre[40], apellidos[40], completo[80];
nombre="José María";
// Asignaciones ilegales
apellidos="Morelos y Pavón";
completo="Gral."+ nombre + apellidos; // Operación Ilegal
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El lenguaje C no maneja cadenas de caracteres,
como se hace con enteros o flotantes, por lo que lo
siguiente no es válido:
return 0;
}
18
• string.h es un archivo de la Biblioteca estándar que
contiene la definición de macros, constantes, funciones
y tipos de utilidad para trabajar con cadenas de
caracteres.
• Las funciones declaradas en string.h funcionan en
cualquier plataforma que soporte ANSI C. Sin embargo,
existen algunos problemas de seguridad con estas
funciones, como el desbordamiento de arreglos, que
hacen que algunos programadores prefieran opciones
más seguras frente a la portabilidad que estas funciones
ofrecen. Además, las funciones para cadenas de
caracteres sólo trabajan con conjuntos de caracteres
ASCII o extensiones ASCII compatibles.
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Manejo de cadenas en C <string.h>
19
• Además, es importante preservar el carácter de
terminación NULL ‘\0’, ya que con éste es como C
define y maneja las longitudes de las cadenas.
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Para poder utilizar las funciones del manejo de
cadenas, es necesario incluir la biblioteca:
#include <string.h>
• Todas las funciones de la biblioteca estándar para el
manejo de cadenas de C lo requieren para una
operación satisfactoria.
20
• Las funciones de uso más común de dicho archivo
de cabecera son:
Nombre de la
función
Descripción
strcat()
char* strcat (char* destino, const char* fuente)
Añade la cadena fuente al final de la destino. Devuelve la
cadena destino.
strlen()
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funciones para manipulación de arreglos de
caracteres (Manipulación de cadenas)
size_t strlen( const char* s )
Devuelve la longitud de la cadena s
strncpy()
char* strncpy( char* dest, const char* fuente, size_t n)
Copia n caracteres de la cadena fuente a la cadena destino
strcpy()
char* strcpy( char* dest, const char* fuente)
Copia la cadena de caracteres de la cadena fuente a la
cadena destino
21
Descripción
strncat()
char* strncat( char* s1, const char* s2, size_t n)
Añade los primeros n caracteres de S2 a S1. Devuelve s1 si
n>=strlen(s2), entonces strncat tiene el mismo efecto que
strcat.
strchr()
char* strchr( const char* s1, int ch)
Devuelve un apuntador a la primera ocurrencia de ch en s1, devuelve
NULL si ch no se encuentra en s1.
strcmp()
int strcmp( const char* s1, const char* s2)
Compara alfabeticamente la cadena s1 con s2 y devuelve un dato de:
cero si s1 == s2
menor que cero si s1 < s2
mayor que cero si s1 > s2
strcspn()
size_t strcspn( const char* s1, const char* s2)
Devuelve la longitud de la subcadena más larga de s1 que comienza
con el carácter s1[0] y no contiene ninguno de los caracteres de la
cadena s2.
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Nombre de la función
22
*Consultar las funciones de la librería "string.h" de ANSI C
• Una biblioteca relacionada #include <ctype.h> la
cual contiene muchas funciones útiles para convertir
y probar caracteres individuales.
• Las funciones más comunes para revisar caracteres
tienen los siguientes prototipos:
•
•
•
•
•
•
int isalnum(int c): Verdad si c es alfanumérico.
int isalpha(int c): Verdad si c es una letra.
int isascii(int c): Verdad si c es ASCII.
int iscntrl(int c): Verdad si c es un caracter de control.
int isdigit(int c): Verdad si c es un dígito decimal.
int isgraph(int c): Verdad si c es un caracter
imprimible, exceptuando el espacio en blanco.
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Prueba y manejo de caracteres en C <ctype.h>
23
• Las funciones para conversión de caracteres son:
• int toascii(int c): Convierte c a ASCII o un unsigned char
de 7 bits, borrando los bits altos.
• int tolower(int c): Convierte la letra c a minúsculas, si
es posible.
• int toupper(int c): Convierte la letra c a mayúsculas, si
es posible.
Algoritmia y programación estructurada
4.1 Arreglo unidimensional
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• int islower(int c): Verdad si c es una letra minúscula.
• int isprint(int c): Verdad si c es un caracter imprimible,
incluyendo el espacio en blanco.
• int ispunct(int c): Verdad si c es un signo de
puntuación.
• int isspace(int c): Verdad si c es un espacio
• int isupper(int c): Verdad si c es una letra mayúscula.
• int isxdigit(int c): Verdad si c es un dígito hexadecimal.
24
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad IV “Arreglos y tipos estructurados”
4.2 Arreglos de más dimensiones
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Arreglos multidimensionales
• Inicialización de arreglos multidimensionales
• Lectura‐escritura de elementos de arreglos
multidimensionales
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• Los arreglos multidimensionales son los que tienen
más de una dimensión, los más usuales son los de
dos dimensiones que también son conocidos como
tablas o matrices.
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Arreglos multidimensionales
3
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Una arreglo de dos dimensiones tienen 2 índices
que nos ayudan a ubicar un elemento dentro del
arreglo.
4
<tipo_dato> identificador [tam_filas][tam_columnas];
• Por ejemplo:
int datos[3][3];
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
La sintaxis para la declaración de un arreglo de dos
dimensiones seria:
• Esta línea de código declara un arreglo en dos
dimensiones de 3 X 3 elementos, es decir, este arreglo
contendrá en su interior 9 elementos de tipo entero.
5
• Para acceder a alguno de sus elementos se utilizan los
dos índices, es decir:
0
datos[0][2] = 12;
datos[2][0] = 0;
datos[2][2] = 30;
Los arreglos van
de 0 hasta n‐1, datos es un arreglo
de 3 X 3 entonces datos[2][2] hace
referencia al ultimo elemento del arreglo
0
1
2
12
1
2
0
30
• Un arreglo en dos dimensiones en realidad es un arreglo
de arreglos unidimensionales, es decir, cada elemento
del un arreglo no es un valor entero, sino que cada
elemento es un arreglo.
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Acceso arreglos multidimensionales
6
int datos[3][3];
Es un arreglo que contiene 3 arreglos de tres
elementos cada uno.
datos[0]
datos[1]
datos[2]
datos[2][0]
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Es decir:
datos[2][2]
datos[2][1]
7
• Existen varia formas de inicializar un arreglo de dos
dimensiones:
a)
b)
c)
int datos[3][3] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int datos[3][3] = { {1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
int datos[3][3] = { {1,2,3},
{4,5,6},
{7,8,9}};
d) o finalmente con un ciclo anidado:
for ( i = 0; i < 3; i++){
for( j = 0; j < 3; j++){
datos[i][j] = rand()%30;
}
}
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Inicialización de arreglos multidimensionales
//i manipulara las filas
//j las columnas
//Se delimita los valores
//entre 0 y 30
Todas estas inicializaciones tienen el mismo efecto.
8
• Para escribir o leer un elemento de un arreglo
bidimensional siempre se va a requerir utilizar los
dos índices con los cuales se declaro el arreglo.
• Para escribir en uno de ellos, obteniendo el valor
desde consola sería:
int datos[3][3];
printf( "Escribe un dato entero: \n" );
scanf( "%d", &datos[1][2] );
printf( El dato capturado fue: %d , &datos[1][2] );
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Lectura‐escritura de elementos de arreglos
multidimensionales
9
• Para mandar por referencia un arreglo a una función se
debe entender que el nombre del arreglo, es decir, el
identificador que se le coloco al arreglo es un apuntador,
por lo tanto para mandar un arreglo a una función se
hace de la siguiente forma:
int arregloInt[10];
funcion( arregloInt );
.
.
.
int funcion( int *ptr ){
ptr[0] = 123;
ptr[1] = 7;
}
Se manda el nombre arregloInt
que es un apuntador que
contiene la dirección del primer
elemento dentro del arreglo.
La referencia del arregloInt se
debe recibir con una variable
apuntador del mismo tipo que fue
declarado el arreglo.
Hacen ya referencia
directamente a los
elementos de arregloInt
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Mandar por referencia a una función un arreglo
unidimensional o de dos dimensiones
10
• Para un arreglo de dos dimensiones sucede lo mismo,
solo hay que tomar en cuenta que el nombre de arreglo
multidimensional es un apuntador a apuntadores, es
decir, el apuntador a apuntadores quedara definido
dependiendo de la dimensión del arreglo, así para un
arreglo de dos dimensiones:
int arreglo2D[5][10];
funcion(arreglo2D);
.
.
.
Algoritmia y programación estructurada
4.2 Arreglos de más dimensiones
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Mandar por referencia a una función un arreglo
unidimensional o de dos dimensiones
Se recibe con un apuntador a cadena
ya que se trata de un arreglo de 2D
y su nombre seria un apuntador a
una cadena
int funcion2( int (*ptr)[10] ){
ptr[5][8] = 1;
Hacen ya referencia
ptr[9][6] = 7542;
directamente a los
}
elementos de arreglo2D
11
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad IV “Arreglos y tipos estructurados”
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Introducción
• Dirección de memoria
• Definición de apuntador
• Declaración de un apuntador
• Inicialización de un apuntador
• Indirección de un apuntador
•
•
•
•
•
• Operadores para utilizar apuntadores
Apuntadores NULL y void
Apuntadores a apuntadores
Aritmética de apuntadores
Paso por referencia en funciones
Memoria dinámica
• Asignación dinámica de memoria
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Función malloc()
• Uso de malloc() para generar un arreglo bidimensional
• Uso de free() para liberar la memoria asignada dinámicamente
• Función calloc()
• Función realloc()
2
• Los apuntadores o punteros son otros tipos de dato
que se utilizan en lenguaje de programación C.
• Su utilidad radica en que permiten a un programa
ser más potente, dinámico y flexible.
• Además, su uso le da al lenguaje C su potencia y la
popularidad que ha adquirido, debido a que
permiten el acceso a memoria de manera más
eficiente, sin embargo, una mala referencia a dicha
memoria provocará en el programa una salida
inesperada.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción
3
• Una variable apuntador o puntero, es una variable
que contiene direcciones de otras variables, es
decir, almacenan la dirección de memoria donde se
encuentran los datos asociados a dichas variables.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Trabajar con apuntadores implica la no
manipulación de variables en sí, sino manejar
direcciones de memoria en la cuales residen los
datos.
4
• Cuando una variable se declara, se le asocian tres
atributos fundamentales a dichas variables: su
identificador, su tipo de dato y su dirección de
memoria.
por ejemplo:
int n;
0x4fffd34
n
1234
int
identificador
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Dirección de memoria
dirección de memoria
valor de la variable
tipo de dato
5
• Cuando se declara una variable en C, el compilador
establece un área de memoria para almacenar el
contenido de la variable, cuando se hacer referencia
a dicha variable, el compilador accede
automáticamente a la dirección de memoria donde
se almacena el contenido la variable para poder
utilizarla.
• Cuando se declara una variable de tipo apuntador,
el compilador también le asigna una dirección de
memoria
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Definición de apuntador
6
int variable = 30;
int *ptr = &variable;
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Cuando se declara una variable de tipo apuntador,
el compilador también le asigna una dirección de
memoria, sin embargo, en esa localidad de
memoria no se almacena un dato, sino la dirección
de una variable del mismo tipo que se declaro el
apuntador, es decir:
7
1. Un apuntador es una variable como cualquier otra;
2. Una variable apuntador contiene una dirección que
apunta a otra posición de memoria;
3. En esa posición de memoria se almacenan los datos
a los que apunta el apuntador;
4. Un apuntador apunta a una variable que se
encuentra almacenada en alguna parte de la
memoria física.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Los apuntadores en C se rigen por la siguientes
reglas básicas:
8
• Al igual que todas la variables, los apuntadores deben de ser
declarados antes de ser utilizados, la forma de declarar un
apuntador es el siguiente:
<tipo_de_dato_apuntado> * <identificador_apuntador> = & <variable_a_apuntar>;
donde:
• <tipo_de_dato_apuntado>: Es el tipo de dato al cual va a
apuntar el apuntador;
• *: Es el elemento que dice que la variable va a ser un
apuntador;
• <identificador_apuntador>: Es el nombre del
apuntador;
• &: Es el elemento para obtener la dirección de la variable
apuntada;
• <variable_a_apuntar>: Identificador de la variable a
apuntar.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Declaración de un apuntador
9
• Como sucede con las variables locales, C no inicializa un
apuntador cuando se declara y es preciso inicializarlo
antes de su uso ya que de lo contrario no se estará
haciendo referencia a ninguna localidad de memoria,
provocando un error en tiempo de compilación.
• Para asignar la dirección de memoria a un apuntador se
utiliza el operador de referencia de dirección &, por
ejemplo:
int *ptr = &x;
A este tipo de inicialización también se le llama inicialización
estática ya que la dirección de memoria es fija y no puede
desaparecer, es decir, la memoria para la variable siempre estará
reservada hasta que termine el programa.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Inicialización de un apuntador
10
• Para asignar un nuevo valor o recuperar dicho valor que se
encuentra almacenado en localidad de memoria a la que
apunta el apuntador se utiliza el operador de indirección *.
por ejemplo:
int variable2;
int variable = 30;
int *ptr = &variable;
*ptr = 45;
variable2 = *ptr;
Se inicializa el apuntador ptr
Se cambia el valor de la localidad de memoria
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Existe un segundo método para inicializar un apuntador y es
mediante la asignación dinámica de memoria, para realizar
este proceso se utilizan funciones de asignación de memoria
como malloc(), calloc(), realloc() y free(). Se
retomarán cuando se vea el tema de manejo de memoria
dinámica.
Se obtiene el valor de la localidad de
memoria a la que apunta ptr
11
int n=1234;
int * ap = &n;
tipo de dato identificador valor de la variable
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Los apuntadores se enlazan a tipos de datos
específicos y el compilador también verifica que las
variables que se asignan al apuntador son del tipo
correcto, ya que de otra forma se estará generando
un error en tiempo de ejecución, es decir, C
requiere que las variables apuntador direccionen
realmente variables del mismo tipo de dato ligado
en s declaración.
dirección de memoria
int
n
1234
0x4fffd34
Int *
ap
0x4fffd34
0x4fffd38
12
Otro ejemplo:
int edad;
int *ptr_edad;
ptr_edad = &edad;
*ptr_edad = 50;
printf("%d", edad);
printf("%d", *ptr_edad);
Ejemplo:
Otra forma de inicializar ptr, nótese que en
esta línea ya no es necesario utilizar el *
ya que si se utiliza sería un error. Se utiliza el *
sólo en la declaración del apuntador
#include <stdio.h>
char c;
//variable global
int main( void ){
char *ptr_char;
ptr_char = &c;
//apuntar a la variable global
for( c = 'A'; c <= 'Z'; c++ ){
printf( "%c",*ptr_char );
}
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Indirección de un apuntador
13
Operador
Propósito
&
Operador de dirección: obtiene la dirección de la variable
*
Operador de indirección: permite modificar u obtener el
contenido del dato que se encuentra en la localidad de memoria
que apunta el apuntador.
*
Nota: En una declaración define la variable como apuntador
P.e. int * apuntador;
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operadores para utilizar apuntadores
14
• Cuando se declara un apuntador, el
compilador no lo inicializa, es decir, tendrá un
valor aleatorio, esto condiciona a que si se le
asigna la dirección de una variable, el
compilador no sepa a que tipo de dato se
quiera apuntar.
• Si se requiere, existen dos tipos de
apuntadores especiales: los apuntadores
void y NULL (nulo).
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Apuntadores NULL y void
15
• Un apuntador nulo no apunta a ninguna localidad de
memoria o dato valido, este es muy útil cuando se
requiere indicar al programa que valide cuando el
apuntador no esta apuntando a nada (dato no valido). Es
decir, es muy útil para propósitos de comparación en una
estructura condicional o en una iterativa, por ejemplo:
if( ptr == NULL )
{
. . .
}
while( ptr != NULL )
{
. . .
}
NULL es una macro de tipo:
#define NULL 0
que se encuentra definida en las
bibliotecas stdef.h, stdio.h,
stdlib.h
y string.h
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Apuntador NULL
16
int *ptr = (int *) 0;
El casting (int *) no es necesario ya que existe una
conversión estándar de 0 a una variable apuntador.
• Nunca se utiliza un apuntador para referenciar un valor, solo
se utiliza para saber si el apuntador se ha inicializado
correctamente o para saber cuando el apuntador a dejado
de apuntar a un dato valido, es decir, en un test de
comparación.
char *ptr;
ptr = malloc(121*sozeof(char));
if( ptr == NULL )
printf("Error de asignacion de memoria…");
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Otra forma de declarar un apuntador nulo es:
17
• Los apuntadores void son apuntadores que apuntan a
cualquier tipo de dato, es decir, no se inicializa con un
tipo de dato especifico, también son llamados
apuntadores genéricos. La forma de declarar un
apuntador void es:
void *ptr;
• Un apuntador void permite a una función especificar
un parámetro de entrada para recibir cualquier tipo de
apuntador sin que se produzca un error de tipos.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Apuntador void
18
int main( void )
{
char *ptr_char;
float *pf;
int *pd;
int variable1 = 10;
float variable2 = 343.3543;
ptr_char = &c;
pd = &variable1;
pf = &variable2;
funcion( pd );
printf( "\n%d",variable1 );
c = ‘a’;
funcion( ptr_char );
printf( "\n%c", c );
funcion( pf );
printf( "\n%f",variable2 );
return 0;
}
void funcion( void *p )
{
int *ptr = p;
*ptr+=1;
}
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
#include <stdio.h>
void funcion( void *p );
char c; //variable global
19
• Un apuntador puede apuntar a otro apuntador, para
realizar esta operación se hace preceder a la variable
apuntador el numero de asteriscos necesarios para
direccionar a los apuntadores, es decir:
int valor = 1222;
int *ptr_1 = &valor;
int **ptr_2 = &ptr_1;
int ***ptr_3 = &ptr_2;
*ptr_1 = 105;
**ptr_2 = 3292;
***ptr_3 = 232;
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Apuntadores a apuntadores
20
Actualizan el valor de
la variable valor
• Un apuntador es una variable que puede modificar
el valor al que apunta, es decir, se puede realizar
ciertas operaciones aritméticas con ellos.
• A un apuntador se le puede sumar o restar un
entero n; esto hace que apunte n posiciones hacia
adelante o hacia atrás de la dirección actual en la
pila de memoria, sin embargo, a un apuntador no se
le puede sumar o restar un número de coma
flotante, ni multiplicar, ni dividir.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Aritmética de apuntadores
21
ptr = ptr + n;
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• A un apuntador se le puede aplicar el operador ++ y ‐‐,
esto hace que obtenga la dirección del siguiente o
anterior elemento en la memoria de datos, por
ejemplo, si se declara un apuntador con un tipo de dato
int entonces la siguiente dirección que apunte el
apuntador será cuatro localidades después o antes de
la referencia actual dependiendo del tipo de operador
que se le haya aplicado.
22
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
#include <stdio.h>
int main( void )
{
//programa que utiliza un apuntador para modificar el
//valor de diferentes variables de tipo entero
int a,b,c,d,e,f,g,h,i,j;
int n;
int *ptr = &a;
for( n = 0; n < 10; n++ )
{
*ptr = n;
ptr‐‐;
}
printf( "valor de las variables: \n" );
printf( "%d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d", a, b, c,d, e, f, g, h, i,j);
printf( "\n\nvalor de sus direcciones: \n" );
printf( "%d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d", &a, &b,&c, &d, &e, &f, &g, &h, &i, &j);
return 0;
}
23
24
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El resto de los apuntadores aumentarán y
decrementarán la longitud de memoria referente al tipo
de dato a los que apuntan.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• En general, cada vez que se incrementa un apuntador,
apuntará a la posición de memoria del siguiente
elemento de su tipo base. Cada vez que se decrementa
apuntará a la posición de memoria del anterior. Cuando
se utilizan variables de tipo char, pareciera que la
aritmética toma sentido, esto es debido a que un char
ocupa un byte de espacio de memoria.
25
• El convenio de paso de parámetros a una función de C sólo
es el paso por valor (se pasa la copia del valor de la variable
en cuestión), sin embargo, se puede realizar el paso de
parámetros a una función por referencia, es decir, pasar la
dirección de memoria de una variable a una función para
que dicha función pueda trabajar sobre la localidad de
memoria que se le asigno a la variable.
• En este caso, se dice que se esta pasando un apuntador a la
función.
• Un apuntador se pasa a una función como cualquier otro
argumento, para que esto funcione en la función se debe
declarar los parámetros como tipo apuntador.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Paso por referencia en funciones
26
#include <stdio.h>
int funcion( int *, int * );
int main( void ){
int x,y;
int valorRetorno;
x = 20;
y = 34;
printf( "Valor de x: %d y de y: %d",x,y );
valorRetorno = funcion( &x, &y );
printf( "\nNuevo valor de x: %d y de y: %d",x,y );
printf( "\nEl valor de valorRetorno es: %d", valorRetorno );
return 0;
}
int funcion( int *x, int *y ){
int variable;
*x = *x * 4;
*y = *x ‐ *y;
variable = *x + *y;
return variable;
}
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Para pasar una variable por referencia, el operador de
dirección & debe de anteceder el identificador de la
variable y el parámetro que reciba la dirección de esa
variable se deberá declarar como apuntador.
27
• En muchas ocasiones no es posible conocer de antemano la
cantidad de variables necesarias para un programa
computacional.
• Existen aplicaciones que requieren de enormes cantidades de
arreglos o datos por momentos breves en el funcionamiento
del mismo, por lo que no es viable declarar de antemano a
estas como variables, globales o locales de una función. Lo
anterior implica emplear funciones de ANSI C que permiten
reservar memoria de manera dinámica y ampliarla, reducirla
o destruirla en tiempo de ejecución.
• El manejo de memoria dinámica es la base del poder del
lenguaje C y le da la capacidad de crear programas complejos
que emplean grandes cantidades de memoria y los maneja de
manera eficiente.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Memoria dinámica
28
• Las variables globales y del programa principal (main) se
almacenan en posiciones fijas de la memoria llamada
memoria de datos.
• Las variables locales se almacenan en el segmento de
memoria llamada pila y existen solo cuando se hace una
invocación a la función que las declaro. También se pueden
declarar variables estáticas locales que también se
almacenan en segmentos fijos de memoria o en la
memoria de datos , sin embargo, también están
disponibles en la función que las declaro.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Todos los programas definen variables que pueden ser
definidas como globales y locales.
29
• Sin embargo, no todas las veces es posible conocer el
numero de variables con el que va a constar nuestro
programa. C ofrece al desarrollador la opción de crear
diferentes tipos de variables de forma dinámica, para crear
tales variables se utilizan funciones como: malloc(),
realloc(), calloc(), y free().
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Todas estas variables comparten una característica en
común, se definen cuando se compila el programa. Esto
significa que el compilador reserva espacio en memoria para
almacenar los valores para estas variables.
• Las regiones de memoria que reservan/liberan estas
funciones son almacenadas en el montículo o heap.
30
(Main y código de funciones empleadas)
Datos
Memoria de
proceso activo
(Variables globales y declaradas dentro del
main)
Montículo
(Heap)
(Variables
dinámicas del
programa)
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Código
Pila
Pila
(Stack)
(Variables y datos
de las funciones al
estar en ejecución)
31
• Por lo regular cuando se diseña un algoritmo, se debe
conocer que elementos de entrada tendrá y cual será la
salida, sin embargo, en algunas ocasiones no se sabe de
forma exacta el numero de variables que requerirá
nuestro algoritmo.
• Por ejemplo, suponga que se van a registrar el numero
de calificaciones de un conjunto de alumnos, para
resolver este problema se podría utilizar una arreglo de
calificaciones, sin embargo, si el numero de alumnos
crece, nuestro programa ya no seria valido, puesto que
no existen los recursos necesarios para almacenar todos
los datos validos.
Para resolver este problema es necesario recurrir al uso de
apuntadores y a la asignación dinámica de memoria.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Asignación dinámica de memoria
32
• Una variable que es generada dinámicamente, se
construye (por ejemplo con malloc) y se puede
destruir en tiempo de ejecución (uso de free).
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El espacio de memoria asignado a una variable
generada de manera dinámica se crea durante la
ejecución del programa (tiempo de ejecución), al
contrario de las variables declaradas en código, que
el espacio de memoria se les asigna en tiempo de
compilación.
33
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Recordatorio
• Las instrucciones de un programa compilado se
sitúan en segmentos de memoria denominado
segmento de código (memoria de programa). Los
datos del programa, tales como variables globales,
se almacenan en un área denominado segmento de
datos. Las variables locales y el respaldo de los
registros de control del programa se sitúan en el
segmento llamado pila. Y cuando un programa
solicita memoria dinámica para una variable, se le
asigna memoria del segmento denominado
montículo o heap.
34
• malloc() es la forma más habitual de obtener
bloques de memoria dinámica. La función genera o
asigna un bloque de memoria que es el numero de
bytes pasados como argumento.
• malloc() devuelve un apuntador void* al bloque de
memoria asignado, por lo tanto, hay que realizar un
cast al tipo de apuntador requerido, para hacer
buen uso de la memoria o de los datos que se
lleguen a almacenar en dicho bloque de memoria.
Nota: Todas las funciones de asignación dinámica de
memoria se encuentran definidas en la biblioteca
stdlib.h
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Función malloc()
35
void* = malloc( size_t bytes);
• Donde:
• void*:
•
es el apuntador que almacenará la
referencia o apuntara al bloque de
memoria generado.
bytes: es el tamaño en bytes del bloque
de memoria que se va a solicitar.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El prototipo de la función malloc() sería:
36
//otra forma de generar la memoria
//dinámica seria:
c = (char *)malloc( sizeof(char) );
entero = (int *)malloc( sizeof(int) );
flotante = (float *)malloc( sizeof(float) );
doble = (double *)malloc( sizeof(double) );
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main( void ){
char *c;
int *entero;
float *flotante;
double *doble;
//Uso de malloc para generar variables sencillas
c = (char *)malloc( 1 );
entero = (int *)malloc( 4 );
flotante = (float *)malloc( 4 );
doble = (double *)malloc( 8 );
*c = 'c';
*entero = 2378;
*flotante = 128.89172378;
*doble = 18947282.48263;
printf( "valores: caracter %c, entero %d, flotante
%f, doble %lf",
*c, *entero, *flotante, *doble );
free( c );
free( entero );
free( flotante );
free( doble );
return 0;
}
*c = 'a';
*entero = 10;
*flotante = 3.89172378;
*doble = 1.48263;
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Por ejemplo:
printf( "valores: caracter %c, entero %d, flotante %f, doble %lf \n\n",
*c, *entero, *flotante, *doble );
//Importantísimo liberar la memoria
//cuando ya no es requerida
free( c );
free( entero );
free( flotante );
free( doble );
37
int *ptr;
ptr = (int *)malloc( 10 * sizeof(int) );
• Al llamar a malloc() puede ser que no haya suficiente
memoria disponible, entonces, malloc() devolverá
NULL en la operación, por lo tanto, siempre es
conveniente preguntar después de la operación si se
asigno el bloque de memoria.
int *ptr;
ptr = (int *)malloc( 10 * sizeof(int) );
if( ptr == NULL){
printf( "No hay memoria disponible…\n" ); //no utilizar ptr
return; //fin del programa o realizar la acción conveniente
}
//utilizar ptr
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La función sizeof se utiliza con mucha frecuencia para
referirnos al tamaño de memoria que se va a generar
por las funciones de memoria dinámica. Por ejemplo, si
se requiere reservar un bloque de memoria para un
arreglo de 10 enteros:
38
int tam;
int *ptr;
printf( "Ingresa el tamaño del arreglo " );
scanf( "%d", &tam; );
ptr = (int *)malloc( tam * sizeof(int) );
Nota importante: Los apuntadores que se utilizan para hacer referencia al bloque de
memoria asignado por malloc() son de tipo dinámico y NO es conveniente que
dichos apuntadores apunten a otro lugar antes de liberar el bloque de memoria
asignado ya que se estará perdiendo la referencia al bloque de memoria y no abra
forma de recuperar la referencia ha esta, por lo tanto, la memoria no será liberada y
hasta finalizar el programa.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Si no se conoce el tamaño de memoria que se quiere
reservar al momento de diseñar un algoritmo, dicho tamaño
se puede solicitar al usuario y generar el bloque de memoria
en tiempo de ejecución. Un pequeño ejemplo seria el
siguiente:
39
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Un arreglo bidimensional en realidad es
un arreglo cuyos elementos son arreglos.
Si el nombre de un apuntador
unidimensional es un apuntador sencillo,
entonces, el nombre de un arreglo
bidimensional será un apuntador a
apuntadores sencillos. Para asignar
memoria a un arreglo multidimensional,
se indica cada dimensión del arreglo al
igual que se declara un arreglo
unidimensional.
40
• Para generar al arreglo bidimensional
utilizando memoria dinámica se hace en dos
pasos:
1. Se solicita la memoria para crear un arreglo
de apuntadores que van a apuntar a cada
fila del arreglo.
int **arr2d = (int *)malloc( 10 * sizeof(int *) );
1. Se solicita memoria para almacenar el
numero de elementos que va a formar
cada fila o arreglo unidimensional.
arr2d[i] = (int*)malloc( elemFilas * sizeof( int ) );
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Uso de malloc() para generar
un arreglo bidimensional
41
arr2d[0]
arr2d[1]
arr2d[2]
arr2d[3]
arr2d[4]
arr2d[5]
arr2d[6]
Arreglos
unidimensionales
de tamaño n
arr2d[7]
arr2d[8]
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
arr2d
Arreglo de apuntadores sencillos
arr2d[9]
Donde cada arr2d[i] es un apuntador sencillo que apunta a un arreglo
unidimensional de tamaño n.
42
int main(){
int **arr2d, **aux;
int tamFilas, elemFilas,i,j;
int tam;
do{
system( "cls" );
printf( "Ingresa el numero de filas: " );
scanf( "%d", &tamFilas );
}while( !(tamFilas > 0) );
arr2d = (int**)malloc( tamFilas * sizeof( int* ) );
aux = arr2d;
//para asignar el tamaño de cada una de las filas o arreglos
//unidimensionales
for( i = 0; i < tamFilas; i++ ){
do{
printf( "Ingresa un valor valido de elementos de una fila: " );
scanf( "%d", &elemFilas );
}while( !(elemFilas > 0) );
//asignar valores a cada arreglo
arr2D[i]
srand( time(NULL) );
for( j=0; j<elemFilas; j++ ){
arr2d[i][j] = rand()%100;
}
//imprimir los valores
for( j=0; j<elemFilas; j++ ){
printf( "%d ", arr2d[i][j] );
}
printf( "\n");
}
//liberar la memoria
for(i=0; i<tamFilas; i++ ){
free( arr2d[i] );
}
free( arr2d );
return 0;
//dos formas para generar los arreglos unidimensional
//de elementos
//1.‐
arr2d[i] = (int*)malloc( elemFilas * sizeof( int ) );
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
}
//2.‐
/* *aux = (int*)malloc( elemFilas * sizeof( int ) );
aux++;*/
43
• Cuando se termina de utilizar un bloque de memoria
previamente asignado por cualquier función de asignación
dinámica de memoria, se debe liberar el espacio de
memoria y dejarlo disponible para otros procesos, esto se
realiza utilizando la función free(). El prototipo la
función free es:
void free(void *ptr);
• Donde: *ptr es el apuntador que hace referencia al bloque
de memoria asignado, si ptr es NULL entonces free no
hace nada.
• Si embargo, si ptr es un apuntador mal referenciado, el uso
de free probablemente destruya el mecanismo de gestión
de memoria y provocará un fallo en la aplicación.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Uso de free() para liberar la
memoria asignada dinámicamente
44
• calloc() es otra función que permite
obtener memoria dinámica. Al igual que
malloc() devuelve un apuntador void*
que hace referencia al bloque de memoria
generado o NULL si no existe memoria
suficiente para generar el bloque solicitado,
por tal motivo, también es necesario realizar
un cast a un apuntador valido para manejar
los datos que se van a almacenar en el
bloque de memoria asignado.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Función calloc()
45
void* calloc( size_t n, size_t t );
• Donde:
• n: es el numero de datos que se van a almacenar
en la memoria.
• t: es el tamaño de cada elemento, es decir, el
tamaño del tipo de dato.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El prototipo de la función calloc() es:
46
• Forma de uso:
Donde:
puntero: es un apuntador valido que hace referencia al bloque de
memoria generado.
tipo *: es el cast al un apuntador valido.
numElem: es el numero de elementos que se van a almacenar en el
bloque de memoria.
tamElem: es el tamaño del tipo de dato que se va a almacenar en la
memoria.
calloc() una cantidad de memoria igual a numElem * tamElem.
Es decir, calloc() asigna memoria suficiente para un arreglo que
contiene numElem elementos con un tamaño tamElem cada uno.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
puntero = (tipo*) calloc( numElem, tamElem );
Por ejemplo:
int *ptr;
ptr = (int *)calloc( 10, sizeof(int) );
47
//otra forma de generar la memoria
//dinamica seria:
c = (char *)calloc( 1, sizeof(char) );
entero = (int *)calloc( 1, sizeof(int) );
flotante = (float *)calloc( 1, sizeof(float) );
doble = (double *)calloc( 1, sizeof(double) );
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main( void ){
char *c;
int *entero;
float *flotante;
double *doble;
c = (char *)calloc( 1,1 );
entero = (int *)calloc( 1,4 );
flotante = (float *)calloc( 1,4 );
doble = (double *)calloc( 1,8 );
*c = 'c';
*entero = 2378;
*flotante = 128.89172378;
*doble = 18947282.48263;
printf( "valores: caracter %c, entero %d, flotante %f,
doble %lf",
*c, *entero, *flotante, *doble );
free( c );
free( entero );
free( flotante );
free( doble );
return 0;
}
*c = 'a';
*entero = 10;
*flotante = 3.89172378;
*doble = 1.48263;
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Ejemplo:
printf( "valores: caracter %c, entero %d, flotante %f, doble %lf \n\n",
*c, *entero, *flotante, *doble );
//Importantisimo liberar la memoria
//cuando ya no es requerida
free( c );
free( entero );
free( flotante );
free( doble );
48
• realloc() es la tercera función para obtener
memoria dinámica. También devuelve un
apuntador void* que hace referencia al bloque
de memoria por lo tanto necesario realizar un
cast a un apuntador valido.
• A diferencia de malloc() y calloc(),
realloc() cambia el tamaño de un bloque de
memoria asignado dinámicamente, es decir,
toma como parámetro de entrada un apuntador
*ptr a esa memoria y dependiendo de un
segundo parámetro incrementará o reducirá el
tamaño de dicho bloque de memoria.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Función realloc()
49
void* realloc(void* ptr, size_t t);
• Donde:
• ptr: es el apuntador que hace referencia a un
bloque de memoria generado dinámicamente.
• t: es el nuevo tamaño en bytes para el bloque de
memoria referenciado por ptr. t pude ser mayor
o menor que el bloque original.
• Se devuelve un apuntador debido a que puede
que realloc() tenga que desplazar el bloque
original para poder modificar su tamaño. Si este
es el caso, se copia la información del bloque
original (hasta t bytes) en el nuevo bloque.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El prototipo de la función es:
50
puntero = (tipo*) realloc( ptr, nuevoTam );
Donde:
puntero: es un apuntador valido que hace referencia al
bloque de memoria generado.
tipo *: es el cast al un apuntador valido.
ptr: el apuntador que hace referencia a un bloque de
memoria generado dinámicamente.
nuevoTam: es el nuevo tamaño para el bloque de
memoria referenciado por ptr.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Forma de uso:
51
1. En el C99 se especifico que la memoria referenciada
por ptr se libera y se crea un nuevo bloque.
2. El nuevo bloque contiene la misma información que el
bloque original (hasta la longitud especificada por
nuevoTam). Se regresa un apuntador al nuevo bloque
de memoria, sin embargo, el compilador puede
generar el nuevo bloque a partir de la misma
dirección de inicio del bloque anterior, es decir, el
nuevo bloque puede contener la misma dirección de
inicio que el bloque anterior.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Hay que tener en cuanta varias consideraciones al
utilizar la función realloc():
52
4. Si no hay memoria suficiente para asignar
nuevoTam bytes, realloc() devuelve un
apuntador NULL y el bloque original permanecerá
intacto.
Algoritmia y programación estructurada
4.3 Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
3. Si ptr es NULL, realloc() simplemente genera el
bloque de memoria especificado por nuevoTam. Si
nuevoTam es cero, se libera la memoria
referenciada por ptr y la función devuelve NULL.
53
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad IV “Arreglos y tipos estructurados”
4.4 Tipos estructurados
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Introducción
• Estructuras
• Declaración de una estructura
• Definición de variables de una estructura
• Inicialización de una estructura
• Crear una referencia a una estructura desde el
método main
• Acceso a una estructura
• Estructuras anidadas
• Sinónimo de un tipo de dato
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• C proporciona cinco diferentes elementos para
creación de tipos de datos propios, es decir, tipos
de datos que permiten al programador crear
aplicaciones más potentes:
• Estructuras: es la agrupación de variables del
diferente tipo, bajo un mismo nombre.
• Unión: permite que la misma parte de memoria sea
definida como dos o más tipos de variables
diferentes.
• Campo de bits: es un tipo especial de estructura o
unión que permite el fácil acceso a bits individuales.
• Enumeración: es una lista de constantes enteras con
nombre.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción
3
• El uso de las estructuras o tipos de datos
estructurados, permiten al usuario crear nuevos
tipos de datos más versátiles y específicos, para
crear aplicaciones más potentes y resolver
problemas aun más complejos. E.g., diseñar
elementos que contengan registros para una base
de datos, creación de datos como: pilas, colas,
árboles, etc.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras
4
• Un arreglo es un tipo de dato estructurado, la
diferencia entre un arreglo y una estructura radica
en que: un arreglo está constituido por un
determinado numero de elementos, todos del mismo
tipo, sin embargo, como ya se menciono, una
estructura es homogénea, es decir, puede estar
constituida por diferentes tipos de datos (datos
simples, arreglos, estructuras, etc).
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La potencia de las estructuras radica en que están
constituidas por múltiples variables, que pueden ser
de diferentes tipos de datos e incluso una estructura
puede contener a otras estructuras como tipos de
dato.
5
• La declaración de una estructura forma una
plantilla que puede utilizarse para crear objetos
estructuras, es decir, generar múltiples variables
que tengan el cuerpo de la estructura ya definida.
• A las variables que componen o se encuentran
dentro de una estructura se les llama miembros,
elementos o campos de la estructura.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Definición de estructura: Una estructura es una
colección de variables que se referencian bajo un
único nombre, proporcionando un medio
conveniente de mantener junta información
relacionada.
6
• Como ya se menciono, un estructura es un tipo de
dato definido por el programador y al igual que las
demás variables se debe declarar antes de utilizarla.
La firma de una estructura es:
struct <identificador de la estructura>
{
<tipo de dato miembro1> <identificador1>
<tipo de dato miembro2> <identificador2>
. . .
<tipo de dato miembron> <identificadorn>
};
El fin de la declaración de
la estructura debe
terminar con punto y
coma (;)
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Declaración de una estructura
7
struct persona
{
char nombre[20];
char domicilio[100];
int edad;
char CURP[18];
long int telefono;
. . .
};
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Por ejemplo si quisiéramos declarar una estructura
que almacene los datos de una persona, en este
caso seria:
8
• Hasta el momento se ha declarado el cuerpo o la
plantilla de una estructura, para poder utilizarla se
debe definir una variable que haga referencia a los
elementos de la estructura. Para declarar una
variable de la estructura siguen los mismos pasos
que cuando se declaran variables de tipos de datos
simples, es decir:
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Definición de variables de una
estructura
struct <identificador de la estructura> <identificador
de la variable de la estructura>;
9
struct persona per1, per2, per3;
Donde:
per1, per2, per3 son diferentes variables que contienen los mismos
elementos definidos en la estructura persona.
Otro ejemplo:
struct libro
{
char titulo[200];
char autor[100];
char editorial[100];
char ISBN[100];
int numPaginas;
. . .
};
struct libro book1, book2, book3;
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Para definir una o varias variables de la estructura de tipo
persona:
10
Se puede inicializar una estructura de dos formas:
1.
Al momento de definir la plantilla de la estructura, se especifican
los valores iniciales entre llaves, por ejemplo:
struct libro
{
char titulo[200];
char autor[100];
char editorial[100];
char ISBN[100];
int numPaginas;
} book1 = {
"Manual de referencia en C",
"Herbert Schildt",
"Mc Graw Hill",
"84‐481‐2895‐8",
709
};
2. Dentro de la sección donde se va a utilizar la estructura, es decir,
por asignación.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Inicialización de una estructura
11
Ejemplo 2:
struct info_libro
{
char titulo[200];
char autor[100];
char editorial[100];
int anio;
} book1 = {"Maravilla del saber", "Lucas Garcia", "Mc
Graw Hill", 1999};
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Otro ejemplos para inicializar una estructura seria:
12
struct corredor
{
char nombre[200];
int edad;
char sexo;
char categoria[100];
char club[100];
float tiempoPromedio;
};
struct corredor v1 = {
"Salvador Hernandez",
29,
'H',
"Senior",
"Independiente",
0.0
};
También con terminación
punto y coma (;)
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Ejemplo 3:
13
#include <stdio.h>
struct persona{
char nombre[30];
int edad;
float altura;
float peso;
};
Se define la variable de la
estructura persona dentro de
main. Para este caso p1 será
una variable local a main
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Crear una referencia a una estructura
desde el método main
int main( void ){
struct persona p1;
printf( "El tamanio de la estructura persona es: %d", sizeof(p1) );
return 0;
}
14
• Para tener acceso a los elementos de una estructura,
bien para modificar o recuperar su valor se utilizan dos
operadores:
1. El operador punto (.)
2. Y el operador flecha (‐>)
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Acceso a una estructura
15
Operador punto ( . )
El operador punto es la forma más sencilla de tener acceso a
los elementos de una estructura, para utilizarlo basta con
definir una variable al tipo de estructura y utilizar esta
variable para referirnos a los miembros de la estructura
anteponiendo el operador punto. La sintaxis de acceso es:
<identificador_variable_a_la_estructura>.<nombreMiembro> = dato;
o
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Acceso a una estructura
dato = <identificador_variable_a_la_estructura>.<nombreMiembro>;
El operador punto proporciona el camino directo al miembro
correspondiente y los datos que se almacenan en cada
miembro deben ser del mismo tipo con el que se declaro
cada miembro.
16
• Refiriéndonos nuevamente a la estructura persona
#include <stdio.h>
struct persona{
char nombre[30];
int edad;
float altura;
float peso;
};
int main( void ){
Se está teniendo acceso ó haciendo
struct persona p1;
referencia a los elementos de la
strcpy(p1.nombre,"Jacinto Dominguez");
estructura persona a través del
p1.edad = 25;
operador punto
p1.altura = 1.82;
p1.peso = 76.3;
printf( "El tamanio de la estructura persona es: %d", sizeof(p1) );
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operador punto ( . )
17
• El operador flecha se utiliza cuando se
están manejando apuntadores a una
estructura.
• Hay que recordar que un apuntador puede
hacer referencia a cualquier tipo de dato y
una estructura no es la excepción.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operador flecha ( ‐> )
• Para definir un apuntador a una estructura, la
sintaxis es la siguiente:
18
struct<identificador_de_la_estructura>*<identificador_del_apuntador>;
#include <stdio.h>
struct estudiante
{
char nombre[30];
long int matricula;
float promedio;
short int numMaterias;
};
int main( void ){
struct estudiante e1;
struct estudiante *ptr_e = &e1;
strcpy(ptr_e‐>nombre,"Julian Arreaga");
ptr_e‐>matricula = 2010568912;
ptr_e‐>promedio = 9.06;
ptr_e‐>numMaterias = 6;
return 0;
Se declara el apuntador a la
estructura estudiante
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operador flecha ( ‐> )
Se hace referencia a los elementos
de la estructura estudiante a
través del apuntador ptr_e con el
operador flecha
}
19
• El uso más general para utilizar
apuntadores a estructuras es cuando se
requiere pasar por referencia una
estructura a una función o cuando se están
trabajando listas, colas o generación de
estructuras dinámicas, es decir, uso de
memoria dinámica.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operador flecha ( ‐> )
• El operador flecha sirve para tener acceso a
los elementos de una estructura a partir de
un apuntador.
20
• Otro aspecto muy importante para pasar por
referencia una estructura a una función radica
en que si una estructura se pasa por valor (por
copia) a una función o el tipo de retorno de
dicha función es la misma estructura y si esta
estructura consta de muchísimos miembros,
entonces, copiar todos estos elementos de ida
y de regreso en la llamada a la función
degradaría mucho la ejecución del programa e
incluso a niveles inaceptables, por lo tanto, es
más conveniente pasar la referencia a dicha
estructura a través de apuntadores, esto
conlleva a que la llamada a la función sea muy
rápida.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Operador flecha ( ‐> )
21
• Cuando se utiliza el operador punto, quiere decir que se
están creando variables a estructuras de manera
estática, es decir, cuando se declaran dichas variables el
compilador les asigna memoria como a cualquier otra
variable y esta memoria se mantendrá asignada todo el
ciclo de vida de nuestra aplicación.
• El operador flecha se utilizará mayormente cuando se
estén creando estructuras de manera dinámica o cuando
se pase por referencia una estructura a una función.
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La mayor diferencia de utilizar el operador punto (.) y el
operador flecha (‐>) para tener acceso a los miembros
de una estructura radica en:
22
• Una estructura puede contener variables a otras
estructuras llamadas estructuras anidadas. Usar
estructuras anidadas nos permite ahorrar tiempo en la
escritura de programas que utilizan estructuras con
información similar, por ejemplo:
struct empleado
{
int ID;
char nombre[30];
char direccion[30];
char ciudad[30];
long int CP;
double salario;
};
struct cliente
{
int ID;
char nombre[30];
char direccion[30];
char ciudad[30];
long int CP;
double credito;
};
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Estructuras anidadas
23
struct info_persona
{
int ID;
char nombre[30];
char direccion[30];
char ciudad[30];
long int CP;
};
struct empleado
{
struct info_persona info_empleado;
double salario;
};
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Las dos estructuras anteriores contiene información que
es muy similar, para ahorrarnos el código repetido, se
podría generar una estructura que contenga los datos
similares y anidarla dentro de las dos estructuras más
generales, es decir:
struct cliente
{
struct info_persona info_cliente;
double credito;
};
24
#include <stdio.h>
int main( void ){
struct empleado emp;
struct cliente cli;
//Para introducir los datos del empleado
strcpy(emp.info_empleado.nombre,"Julian Arreaga");
strcpy(emp.info_empleado.direccion,"Bugambilias #48");
strcpy(emp.info_empleado.ciudad,"Tlalpan");
emp.info_empleado.CP = 68643;
emp.salario = 20345.123;
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Y para tener acceso a cada uno de los elementos de cada
estructura sería de la siguiente manera:
//Para introducir los datos del cliente
strcpy(cli.info_cliente.nombre,"Hernesto Juarez");
strcpy(cli.info_cliente.direccion,"Matamoros S/N");
strcpy(cli.info_cliente.ciudad,"Tlalpan");
cli.info_cliente.CP = 68643;
cli.credito = 10000000.000;
return 0;
}
25
• Existe en C una palabra reservada que nos permite definir
sinónimos de un tipo de dato ya definido, esta palabra
reservada es typedef.
La firma para utilizar typedef es:
typedef <identificador_datoDefinido> <nuevoNombre>;
Así por ejemplo si quisiéramos dar un nuevo nombre a los
datos dobles sería:
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Sinónimo de un tipo de dato
typedef double dobles;
y su uso seria:
dobles a = 3.13473;
dobles b = 0.47293764;
dobles c = 947282.43232;
26
typedef char* String;
typedef conts char* string = "Adios a todos…";
String nombre = "Luis Joyanes Aguilar";
typedef también se puede utilizar para definir nuevos
nombres a una estructura, por ejemplo:
struct complejo
{
float imaginario;
float real;
};
typedef struct complejo complex;
Algoritmia y programación estructurada
4.4 Tipos estructurados
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Otros ejemplos de typedef:
//definición de variables de estructuras complejo, ya no es necesario
//colocar la palabra struct ya que va implícita en el nombre complex.
complex c1, c2, c3;
27
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad IV “Arreglos y tipos estructurados”
5.1 Entrada/Salida
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Entrada y salida estándar
• Funciones de <stdio.h>
• Captura
• Scanf
• Salida
• Modificadores de formato
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
• Secuencias de escape
• Re‐direccionar la entrada y salida estándar
2
• En lenguaje C no existen palabras reservadas para
realizar entradas y salidas. Para ello, el programador
puede hacer uso de las funciones de entrada y salida
estándar proporcionadas por la biblioteca estándar
de lenguaje C, como son printf y scanf, entre otras
que se encuentran declaradas en la cabecera
<stdio.h>.
• stdio.h "standard input‐output header" (cabecera
estándar E/S), es la biblioteca estándar del lenguaje
de programación C, el archivo de cabecera que
contiene las definiciones de macros, las constantes,
las declaraciones de funciones y la definición de
tipos usados por varias operaciones estándar de
entrada y salida.
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Entrada y salida estándar
3
fclose
fopen
freopen
fdopen
remove
tmpfileme
rewind
auto
clearerr
feof
ferror
fflush
fgetpos
fgetc
fputsputcgets
ftell
fseek
fsetpos
fread
fwrite
getc
getchar
gets
printf
fprintf
sprintf
snprintf
vprintf
perror
putc
putchar
fputchar
scanf
fscanf
sscanf
vfscanf
vscanf
vsscanf
setbuf
setvbuf
tmpnam
ungetc
puts
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Funciones de <stdio.h>
4
• La función scanf() (scan‐format) incluida en stdio.h,
representa a una familia de funciones que analizan una
entrada de datos con formato y cargan el resultado en
los argumentos que se pasan por referencia a dichas
funciones:
• scanf() lee los datos de entrada en el stdin (flujo de
entrada estándar).
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Captura
• fscanf() (file‐scanf) lee en un flujo de entrada dado,
por lo general un fichero (file) abierto para lectura.
• sscanf() (string‐scanf) obtiene la entrada que se va a
analizar de una cadena de caracteres dada (string).
5
• Cada uno cuenta con varios argumentos: por un
lado, un formato de la secuencia del control (se
describe más abajo), por otro, un sistema de
argumentos del indicador que señala dónde la
entrada convertida debe ser almacenada.
• El resultado es indefinido si hay escasos argumentos
para dar formato. Si se agota el formato mientras
que sigue habiendo las argumentos, los argumentos
sobrantes son evaluados pero no procesados de
ninguna otra manera.
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Todas las funciones anteriores leen caracteres, los
interpretan según un formato, y almacenan los
resultados en sus argumentos.
6
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int entero1;
float real1,real2;
scanf("%d",&entero1);
scanf("%f %f",&real1,&real2);
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• En el ejemplo siguiente se lee un número entero
decimal desde el teclado, que se almacena en la
variable entero1, posteriormente se leen dos
números reales separados por un espacio o salto
de línea y se almacenan en las variables real1 y
real2.
7
• El primer parámetro de scanf() es la cadena de
formato, que indica como debe interpretar el dato
leído. El segundo parámetro corresponde a la
variable en memoria donde quedará almacenado
ese dato, y su tipo debe de ser consistente con lo
que se espera como entrada.
scanf("
formato de la entrada
",
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
scanf
);
variables donde guardar
8
• Existen funciones dentro de stdio.h (getc , getchar
y fgetc), las cuales obtienen el valor de un carácter
de la entrada estándar.
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La función scanf() es útil para capturar por parte de
la entrada estándar cualquier tipo de dato. En
muchas ocasiones es necesario recibir caracteres
del teclado, ya sea para compararlo con su valor
real o su valor ASCII. *Investigación del alumno Codificación ASCII
#include<stdio.h>
int main(void)
{
char caracter;
caracter=getchar();
printf("El caracter introducido es %c y su valor ASCCI es
%d decimal %x hexadecimal",caracter,caracter,caracter);
return 0;
}
•.
9
• La función printf() y las funciones derivadas fprintf(),
sprintf() y snprintf(); permiten escribir una cadena de
caracteres en salida estandar (stdout), su nombre
proviene de "print formatted".
• La instrucción printf escribe en pantalla
• Mensajes de texto
• Valores de variables y expresiones
• Una mezcla de ambas cosas
printf ( “cadena de formato”, arg1, arg2,... argN );
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Salida
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int entero1=10;
float real1=0.34;
printf("El valor del número entero es: %d y del número real es: %f",entero1,real1);
return 0;
}
.
10
#include<stdio.h>
int main(void)
{
char caracter, caracter2;
caracter='A';
caracter2=65;
putchar(caracter);
putchar(caracter2);
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• La función printf() es útil para enviar a la salida
estándar cualquier tipo de dato. En muchas
ocasiones es necesario mostrar solo un carácter.
• Existen dos funciones dentro de stdio.h (putchar y
fputchar), las cuales muestran el carácter a la salida
estándar.
11
%c Carácter
%d Número entero(int)
%D Número entero long(o también %ld)
%i Número entero(int)
%f Punto flotante(float)
%e Notación científica con e minúscula
%E Notación científica con E mayúscula
%g Utiliza %f o %e según sea más corto
%G Utiliza %f o %E según sea más corto
%o Número octal sin signo
%s Cadena de texto
%u Entero sin signo
%U Entero sin signo long(o también %lu)
%x Hexadecimal sin signo con minúsculas
%X Hexadecimal sin signo con mayúsculas
%p Puntero, dirección de memoria
%n Número de caracteres
%o Formato entero octal
%O Formato entero octal long(o también %lo)
%lf Formato double
%LF Formato long double
Indican el tipo o trato
que se le deberá de dar a
la variable a la que se
hace
referencia.
Se
utilizan dentro de las
funciones de entrada y
salida; como printf() y
scanft().
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Modificadores de formato
12
• Son un conjunto de caracteres en los textos que son
interpretados con algún fin.
Secuencia
Descripción
\n
Nueva línea: Coloca el cursor en el principio de la siguiente línea.
\t
Tabulador horizontal: Mueve el cursor al siguiente tabulador.
\v
Tabulador vertical: Mueve el cursor al siguiente tabulador.
\r
Retorno de carro: Coloca el cursor hacia el principio de la línea actual.
\b
Retroceso: Backspace o retroceso del cursor.
\\
Diagonal invertida: Imprime la diagonal invertida, una sola diagonal sería
interpretada como un carácter de escape.
\"
Comillas: Imprime la doble comilla. Sin la diagonal invertida, se interpretaría
como un inicio o un fin de una cadena.
\a
Alerta: Suena la beep del sistema.
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Secuencias de escape
13
#include<stdio.h>
int main(void)
{
printf("\nHola\tmundo\n¿Como estás? \"Bien\"");
printf("\aEsto es una\b \\Alerta\\");
printf("\rNo sobrescribir");
return 0;
}
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
El siguiente código muestra el uso de algunas
secuencias de escape.
14
• La entrada estándar es el lugar desde donde un
comando obtiene la información necesaria de entrada.
Habitualmente, por omisión, ésta es el teclado.
• La salida estándar es el lugar a donde un comando envía
el resultado de su ejecución, por omisión, este lugar es
la pantalla).
• < Acepta la entrada estándar desde un archivo.
Algoritmia y programación estructurada
5.1 Entrada/Salida
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Re‐direccionar la entrada y salida estándar
• > Envía la salida estándar a un archivo.
• >> Añade la salida estándar a un archivo.
• | Conecta la salida estándar de un comando con la entrada
estándar de otro.
15
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Academia de Ciencias de la Computación
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Unidad IV “Arreglos y tipos estructurados”
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Estructuras de datos (Prof. Edgardo A. Franco)
1
• Introducción
• Tipos de archivos
• Manejo de archivos en C
• Modo texto
• Modo binario
• Manejo del desplazamiento sobre el archivo
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Contenido
2
• Los datos que hemos tratado hasta el momento han
residido en la memoria principal. Sin embargo, las
grandes cantidades de datos se almacenan
normalmente en un dispositivo de memoria
secundaria. Estas colecciones de datos se conocen
como archivos.
• Un archivo es un conjunto de bits almacenado en un
dispositivo de memoria secundaria, el cuál puede ser
almacenado con un conjunto de propiedades y
recuperado de la misma manera por el sistema
operativo para que un programa tenga acceso a este.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Introducción
3
• Los archivos digitales se llaman así porque son los
equivalentes digitales de los archivos en tarjetas,
papel o microfichas del entorno de oficina
tradicional.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Un archivo es identificado por un nombre y la
descripción de la carpeta o directorio que lo
contiene.
4
• Hay dos tipos de archivos, archivos de texto y
archivos binarios.
• Un archivo de texto es una secuencia de caracteres
organizadas en líneas terminadas por un carácter
de nueva línea.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Tipos de archivos
• En estos archivos se pueden almacenar, fuentes de
programas, texto plano, base de datos simples, etc.
• Los archivos de texto se caracterizan por ser planos,
es decir, solo contienen caracteres de texto.
5
• El número de bytes escritos (leídos) será el mismo
que los encontrados en el dispositivo externo.
• E.g. de estos archivos son Fotografías, imágenes,
texto
con
formatos,
archivos
ejecutables
(aplicaciones), etc.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Un archivo binario es una secuencia de bytes que
tienen una correspondencia uno a uno con un
dispositivo externo. Así que no tendrá lugar
ninguna traducción de caracteres.
6
• En C, un archivo es un concepto lógico que puede
aplicarse a muchas cosas desde archivos de disco
hasta terminales o una impresora.
• Para trabajar con un archivo se asocia una
estructura especial de tipo FILE con un archivo
especifico realizando una operación de apertura.
• Una vez que el archivo está abierto, la información
puede ser intercambiada entre este y el programa.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Manejo de archivos en C
7
• La tabla siguiente da un breve resumen de las
funciones que se pueden utilizar.
• Observe que la mayoría de las funciones comienzan
con la letra “f” (file), esto es un vestigio del estándar C
de Unix.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• Se puede conseguir la entrada y la salida de datos a
un archivo a través del uso de la biblioteca de
funciones estándar "stdio.h"; C puro no tiene
palabras claves que realicen las operaciones de E/S.
8
Función
fopen()
Abre un archivo
fclose()
Cierra un archivo
fgets()
Lee una cadena de un archivo
fputs()
Escribe una cadena de un archivo
fseek()
Busca un byte especifico de un archivo
fprintf()
Escribe una salida con formato en el archivo
fscanf()
Lee una entrada con un formato en el archivo
feof()
Devuelve cierto si se llega al final del archivo
ferror()
Devuelve cierto si se produce un error
rewind()
Coloca el cursor de posición en el archivo al principio del mismo
remove()
Borra un archivo
fflush()
Vacía un archivo
fread()
Lee un bloque de una “stream” de datos (binario)
fwrite()
Escribe un bloque de datos a un archivo como “stream” (binario)
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Nombre
9
• Un puntero a un archivo es un puntero a una
información que define varias cosas sobre él,
incluyendo el nombre, el estado y la posición actual
del archivo.
• En esencia identifica un archivo especifico y utiliza
la secuencia asociada para dirigir el funcionamiento
de las funciones de E/S con buffer.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
El puntero a un archivo.
• El puntero a un archivo es un tipo especial que
opera como hilo común que unifica el sistema de
E/S con buffer.
10
• Un puntero a un archivo es una variable de tipo
puntero al tipo FILE que se define en "stdio.h".
• Un programa necesita utilizar punteros a archivos
para leer o escribir en los mismos. Para obtener una
variable de este tipo se utiliza una secuencia como
esta:
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
…El puntero a un archivo.
FILE *F;
11
FILE * fopen (const char nombre_archivo, const char modo);
• Donde nombre_archivo es un puntero a una cadena
de caracteres que representan un nombre valido del
archivo y puede incluir una especificación del
directorio.
• La cadena a la que apunta modo determina como se
abre el archivo.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Apertura de un archivo
• La función fopen() abre una secuencia para que
pueda ser utilizada y la asocia a un archivo. Su
prototipo es:
12
Modo
Significado
r
Abre un archivo de texto para lectura (read)
w
Abre un archivo de texto para escritura desde el comienzo (write)
a
Abre un archivo de texto para escritura al final del archivo (append)
rb
Abre un archivo binario para lectura (read binary)
wb
Abre un archivo de binario para escritura desde el comienzo (write binary)
ab
Abre un archivo binario para escritura al final del archivo (append binary)
r+
Abre o crea un archivo de texto para lectura / escritura
w+
Crea un archivo de texto para lectura / escritura
a+
Añade o crea un archivo de texto para lectura / escritura
rb+
Abre o crea un archivo binario para lectura / escritura
wb+
Crea un archivo binario para lectura / escritura
ab+
Añade o crea un archivo binario para lectura / escritura
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Modos de apertura de un archivo
13
• La función fopen() devuelve un puntero a archivo. Un
programa nunca debe alterar el valor de ese puntero.
• Si se produce un error cuando se esta intentando abrir
un archivo, fopen() devuelve un puntero nulo (NULL).
• Se puede abrir un archivo bien en modo texto o binario.
En la mayoría de las implementaciones, en modo texto,
la secuencias de retorno de carro / salto de línea se
convierten a caracteres de salto de línea en lectura.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Abrir un archivo ‐ fopen()
14
• En la escritura, ocurre lo contrario: los caracteres de salto de
línea se convierten en salto de línea. Estas conversiones no
ocurren en archivos binarios.
• La macro NULL está definida en "stdio.h". La función fopen()
detecta cualquier error al abrir un archivo: como por ejemplo
disco lleno o protegido contra escritura antes de comenzar a
escribir en él.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
… Abrir un archivo ‐ fopen()
• Si se usa fopen() para abrir un archivo para escritura,
entonces cualquier archivo existente con el mismo nombre se
borrará y se crea uno nuevo.
15
• Si se quiere añadir al final del archivo entonces debe usar el
modo a. Si se usa a y no existe el archivo, se devolverá un
error.
• La apertura de un archivo para las operaciones de lectura
requiere que exista el archivo. Si no existe, fopen() devolverá
un error.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
… Abrir un archivo ‐ fopen()
• "+" abre un archivo para las operaciones de leer / escribir, el
sistema operativo no lo borrará si existe; sin embargo, si no
existe, el sistema operativo lo creará.
16
• La función fclose() cierra una secuencia que fue
abierta mediante una llamada a fopen(). Escribe
toda la información que todavía se encuentre en el
buffer en el disco y realiza un cierre formal del
archivo a nivel del sistema operativo.
• Un error en el cierre de una secuencia puede
generar todo tipo de problemas, incluyendo la
pérdida de datos, destrucción de archivos y posibles
errores intermitentes en el programa.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Cierre de un archivo ‐ fclose()
17
• Donde F es el puntero al archivo devuelto por la
llamada a fopen(). Si se devuelve un valor cero
significa que la operación de cierre ha tenido éxito.
• Generalmente, esta función solo falla cuando un
disco se ha retirado antes de tiempo o cuando no
queda espacio libre en el mismo.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
…Cierre de un archivo.
int fclose(FILE *F);
18
• Para introducir u obtener datos en modo texto de un archivo
tenemos las siguientes cuatro funciones:
•
•
•
•
fprintf()
fscanf()
fgets()
fputs()
• Estas funciones se comportan exactamente como prinft() y
scanf(), gets() y puts() excepto que operan sobre archivo. Sus
prototipos son:
int fprintf(FILE *F, const char *cadena_de_control, .....);
int fscanf(FILE *F, const char *cadena_de_control, .....);
char *fputs(char *str, FILE *F);
char *fgets(char *str, int long, FILE *F);
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Manejo de archivos en C (Modo texto)
19
• Desgraciadamente esta es la forma más compleja de
almacenar registros e información así como recuperarla por
parte de aplicaciones profesionales, por ello no es
recomendable trabajar solo con el modo texto.
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
• El operar con los archivos en modo texto facilita la
comprensión de los archivos por cualquier usuario que logre
abrir el archivo con otra aplicación que permita leer el texto
claro.
• El modo binario permite un almacenamiento mucho más
seguro, fiable y fácil de manejar (si se diseña correctamente
la aplicación).
20
• Para introducir u obtener datos en modo binario de un
archivo tenemos las siguientes funciones:
• fread()
• fwrite()
• Sus prototipos son:
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Manejo de archivos en C (Modo binario)
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * archivo);
size_t fwrite(void *ptr, size_t tamano, size_t count, FILE * archivo);
21
• Esta función lee un bloque de una "stream" de datos. Efectúa
la lectura de un arreglo de elementos "count", cada uno de los
cuales tiene un tamaño definido por "size". Luego los guarda
en el bloque de memoria especificado por "ptr". El indicador
de posición de la cadena de caracteres avanza hasta leer la
totalidad de bytes. Si esto es exitoso la cantidad de bytes
leídos es (size*count).
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
fread()
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * archivo);
22
• ptr: Puntero a un bloque de memoria con un tamaño
mínimo de (size*count) bytes.
• size: Tamaño en bytes de cada elemento (de los que se van a
leer).
• count : Número de elementos, los cuales tienen un tamaño
"size".
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * archivo);
• archivo: Puntero a FILE, que especifica el archivo de entrada.
23
• Esta función está pensada para trabajar con registros de
longitud constante y forma pareja con fread.
• Es capaz de escribir hacia un fichero uno o varios registros de
la misma longitud almacenados a partir de una dirección de
memoria determinada. El valor de retorno es el número de
registros escritos, no el número de bytes. Los parámetros son:
un puntero a la zona de memoria de donde se obtendrán los
datos a escribir, el tamaño de cada registro, el número de
registros a escribir y un puntero FILE del fichero al que se hará
la escritura.
size_t fwrite(void *ptr, size_t tamano, size_t count, FILE * archivo);
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
fwrite()
24
(Manejo del desplazamiento sobre el archivo)
fseek()
• Esta función está sitúa el puntero (cursor) de un archivo en
una posición deseada, trabaja para modo binario y texto.
int fseek(FILE *archivo, long offset, int origen);
• archivo es un puntero a la estructura del archivo
• offset es un entero largo que especifica el número de bytes de origen,
donde se colocará el cursor.
• origen es un número entero que especifica la posición de origen.
Puede ser:
• SEEK_SET: El origen es el comienzo del archivo
• SEEK_CUR: El origen es la posición actual
• SEEK_END: El origen es el final del archivo
Algoritmia y programación estructurada
5.2 Bibliotecas de funciones para acceder archivos
Autor: M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez
Manejo de archivos en C
25