Como programar c++-4taEdicion

PEARSON

EITEL

DEITEL DEITEL

http://alexyniorlls.blogspot.com 2 of 1380.

CUARTA EDICIÓN

CÓMO PROGRAMAR EN

C++



CUARTA EDICIÓN

CÓMO PROGRAMAR EN

Harvey M. Deitel Paul J. Deitel TRADUCCIÓN Alfonso Vidal Romero Elizondo Ingeniero en Sistemas Electrónicos ITESM-Campus Monterrey Jorge Octavio García Pérez Ingeniero en Computación Universidad Nacional Autónoma de México REVISIÓN TÉCNICA M. en C. Gabriela Azucena Campos García Profesora del Departamento de Sistemas de Información ITESM-Campus Estado de México

MÉXICO • ARGENTINA • BRASIL • COLOMBIA • COSTA RICA • CHILE • ECUADOR ESPAÑA • GUATEMALA • PANAMÁ • PERÚ • PUERTO RICO • URUGUAY • VENEZUELA


_________________________ / Dal<» de catalogación bibliográfica

DEITEL, HARVEY M. y DF.ITEL, PAUL J.

Cuarta edición Cómo programar en C++ PEARSON EDUCACIÓN. México. 2003 ISBN: 970-26-0254-8 Área: Universitarios

Formato: 18.5 X 23.5 cm

Páginas: 1376

Authorized translation froni the English language edition. enlitled C ++ / / oh - lo Progrum. Fourth Edition. by Dr. Har\-ey M. Deitel and Paul J. De ite L published by Pearson Education, Inc., publishing as PRENTICE HALL. INC.. Copyright ©2003. All rights reserved. ISBN 0-13-038474-7 Traducción autorizada de la edición en idioma ingles, titulada C ++ How to Prvgram, Fourth Fdition, por Dr. Harvey M. Deitel y Paul J. Deitel, publicada por Ptarson Education, Inc., publicada como PRENT1CE HALL INC., Cop>-right ©2003. Todos los derechos reservados. Esta edición en español es la única autorizada.

Edición en español: Editor:

Guillemo Trujano Mendoza e-mail: guülermodrujaoo^1pcan»m*d..cotB Miguel B. Gutiérrez Hernández Editor de desarrollo: Supervisor de producción: Enrique Trejo Hernández

Edición en inglés: Vice Presidenl and Editorial Director. ECS: Murcia J. Hartón Acquisilions Editor: Petra J. Recler Assistant E ditor Sarah Burrows Projcct Manager: Jennifer Cappello Vice Presiden! and Director o í Produclion and Manufacturing. ESM: David W. U c e a ré Exccutivc Managing Editor: Vince O ’Brien Production Editor: Chirag Thakkar Director of Creative Services: Paul Belfanti Creative Director: Carole Anson Chaptcr Opcncr and Covcr Dcsigncr: Tomara l~ Sew nam , la u ra Treibeck, Dr. Harvey Deitel Manufacturing Manager. Trudy Pisciotti Manufacturing Buyer: Lisa McDowell Marketing Manager: Pamela Sltaffer Marketing Assistant: Barrie Reinhold

CUARTA EDICIÓN. 2003 D.R. © 2003 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Atlacomulco 500-5o. piso Col. Industrial Atoto 53519, Naucalpan de Juárez, Edo. de México e-mail: editorial, universidades @ pearsoned.com Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg-Núm. 1031. Prcntice Hall es una marca registrada de Pearson Educación de México. S.A. de C.V. Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicación pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperación de información, en ninguna forma ni por ningún medio, sea electrónico, mecánico, fotoquímico, magnético o clcctroóptico, por fotocopia, grabación o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor. El préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión de uso de este ejemplar requerirá también la autorización del editor o de sus representantes. ISBN 970-26-0254-8

®

Impreso en México. Printed in México. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 05 0 4 0 3 0 2


PARA Don Kostuch: Por su constante dedicación a la excelencia en la enseñanza y al escribir sobre C++ y la tecnología de objetos. Gracias por ser nuestro mentor, colega y amigo. Gracias por haber sido durante una década nuestro revisor más crítico y. aún así, el más constructivo. Es un privilegio para nosotros ser sus estudiantes. Harvey y Paul Deitel



Contenido

Prefacio

1

xxxiii

Introducción a las co m p u tad oras y a la p ro gra m a ció n en C + +

1.1 Introducción 1.2 ¿Qué es una computadora? 1.3 Organización de las computadoras 1.4 Evolución de los sistemas operativos 1.5 Computación personal, distribuida y diente-servidor 1.6 Lenguajes máquina, lenguajes ensambladores, yde alto nivel 1.7 Historia de C y C++ 1.8 La Biblioteca estándar de C++ 1.9 Java 1.10 Visual Basic, Visual C++ y C# 1.11 Otros lenguajes de alto nivel 1.12 Programación estructurada 1.13 La tendenda clave del software: tecnología deobjetos 1.14 Conceptos básicos de un ambiente típico C++ 1.15 Tendendas de hardware 1.16 Historia de Internet 1.17 Historia de la World Wide Web 1.18 El Consorcio World Wide Web (W3C) 1.19 Notas generales acerca de C++ y de este libro 1.20 Introducdón a la programación en C++ 1.21 Un programa sencillo: imprimir una línea de texto 1.22 Otro programa sencillo: suma de dos enteros 1.23 Conceptos de memoria 1.24 Aritmética 1.25 Toma de dedsiones: operadores de igualdad y dereladón http://alexyniorlls.blogspot.com 9 of 1380.

1 2 4 5 6 7 7 8 10 11 11 13 13 14 15 17 18 19 20 20 21 21 26 30 31 34

Contenido

VIII

1.26 1.27

Acerca de los objetos: introducción a la tecnología de objetos y al Lenguaje Unificado de Modelado (UML™) Recorrido a través del libro

2

Estructuras d e control

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

Introducción Algoritmos Seudocódigo Estructuras de control Estructura de selección i f Estructura de selección i £ / e l s e Estructura de repetición w h ile Cómo formular algoritmos: ejemplo práctico 1 (repetición controlada por un contador) 2.9 Cómo formular algoritmos mediante el mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso: ejemplo práctico 2 (repetición controlada por un centinela) 2.10 Cómo formular algoritmos mediante el mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso: ejemplo práctico 3 (estructuras de control anidadas) 2.11 Operadores de asignación 2.12 Operadores de incremento y decremento 2.13 Fundamentos de la repetición controlada por un contador 2.14 Estructura de repetición f o r 2.15 Ejemplos de la utilización de la estructura f o r 2.16 Estructura de selección múltiple s w i tc h 2.17 Estructura de repet ición d o / wh i 1 e 2.18 Instrucciones b r e a k y c o n t i nue 2.19 Operadores lógicos 2.20 La confusión entre los operadores de igualdad ( - - ) y de asignación (-) 2.21 Resumen sobre programación estructurada 2.22 (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: cómo identificar las clases de un sistema a partir de un problema establecido

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15

Funciones

40 44

70 71 72 72 73 76 77 81 83 86 94 98 99

102 104 109 113

120 122 124 127 128 133

169

Introducción Componentes de un programa en C++ La biblioteca de funciones matemáticas Funciones Definición de funciones Prototipos de función Archivos de encabezado Cómo generar números aleatorios Ejemplo: un juego de azar y la introducción de enum Clases para almacenamiento Reglas de alcance Recursi viciad Ejemplo sobre cómo utilizar la rccursividad: la serie de Fibonacci Recursividad versus iteración Funciones con listas de parámetros vacías http://alexyniorlls.blogspot.com 10 of 1380.

170 170 171 173 174 178 180 182 188 192 195 198

202 206 208

Contenido

3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22

IX

Funciones inline Referencias y parámetros por referencia Argumentos predeterminados Operador unario de resolución de alcance Sobrecarga de funciones Plantillas de función (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: identificación de los atributos de las clases

4

Arreglos

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10

Introducción Arreglos Declaración de arreglos Ejemplos del uso de arreglos Cómo pasar arreglos a funciones Ordenamiento de arreglos Ejemplo práctico: cálculo de la media, la mediana y la moda mediante arreglos Búsqueda en arreglos: búsqueda lineal y búsqueda binaria Arreglos con múltiples subíndices (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: cómo identificar las operaciones de una clase

5

A puntadores y c a d e n a s Introducción Declaración e inicialización de variables de apuntador Operadores para apuntadores Llamada a funciones por referencia Uso de const con apuntadores Ordenamiento burbuja mediante las llamadas por referencia Expresiones con apuntadores y aritmética de apuntadores Relación entre apuntadores y arreglos Arreglos de apuntadores Ejemplo práctico: simulación para barajar y repartir cartas Apuntadores a funciones Introducción al procesamiento de caracteres y texto 5.12.1 Fundamentos de los caracteres y de las cadenas 5.12.2 Funciones para el manejo de cadenas de la biblioteca de manipulación de cadenas (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: colaboración entre objetos

6

C la se s y ab stracción d e datos

6.1 6.2 6.3 6.4

Introducción Definiciones de estructura Acceso a los miembros de una estructura Implementación del tipo Tiempo definido por el usuario mediante una estructura al estilo C Implementación del tipo de dato abstracto Tiempo mediante una clase Alcance de una clase y acceso a los miembros de la dase

6.5 6.6

225

252

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12

5.13

209 211 215 217 219 222


253 253 255 256 272 276 278 283 289 2%

319 320 320 322 325 329 336 341 344 349 350 355 360 360 362 370

404 405 406 407 408 411 418

Separación de la interfaz y la ¡mplementación Control de acceso a los miembros Funciones de acceso y funciones de utilidad Inicialización de los objetos de una clase: constructores Uso de argumentos predeterminados con constructores Destructores Invocación de constructores y destructores Uso de las funciones set (establecer) y get (obtener) Trampa sutil: retomo de una referencia a un dato miembro privado Asignación predeterminada de miembros Reutilización de software (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: Comienzo de la programación de las clases para el simulador del elevador

420 424 426 430 430 435 435 439 445 448 450

Clases: Parte II

168

Introducción Objetos y funciones miembro const (constantes) Composición: objetos como miembros de clases Funciones y clases friend Uso del apuntador this Administración de memoria dinámica con los operadores now y delate Miembros de clase static Abstracción de datos y ocultamicnto de información 7.8.1 Ejemplo: tipo de dato abstracto Arreglo 7.8.2 Ejemplo: tipo de dato abstracto Cadena 7.8.3 Ejemplo: tipo de dato abstracto Cola Clases contenedoras e iteradores Clases proxy (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: programación de las clases para el simulador del elevador

469 469 478 485 489 495 497 502 504 504 505 505 506

451

509

So b re c a rg a d e operadores: objetos d e tipo c a d e n a y d e tipo arreglo

>46

Introducción Fundamentos de la sobrecarga de operadores Restricciones en cuanto a la sobrecarga de operadores Funciones de operador como miembros de la clase o como funciones friend Sobrecarga de los operadores de inserción y de extracción de flujo Sobrecarga de operadores unarios Sobrecarga de operadores binarios Ejemplo práctico: la clase Arreglo Conversión entre tipos Ejemplo práctico: la clase Cadena Sobrecarga de ♦♦ y de — Ejemplo práctico: la clase Fecha Las clases string y vector de la biblioteca estándar

547 548 549 550 552 555 555 556 568 569 581 582 588


Contenido

XI

9

Programación orientada a objetos:herencia

609

9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10

Introducción Clases base y clases derivadas Miembros protected Relación entre las clases base y las clases derivadas Ejemplo práctico: jerarquía de herencia de tres niveles Constructores, destructores y clases derivadas Relaciones "Usa un” y “Conoce a” Herencia public, protected y prívate Ingeniería de software con herencia (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: incorporación de la herencia al simulador del elevador

610 611 614 614 637 642 648 648 648

10

Programación orientada a objetos:polimorfismo

10.1 10.2

Introducción Relaciones entre los objetos en una jerarquía de herencia 10.2.1 Invocación de funciones de clases base a partir de objetos de clases derivadas 10.2.2 Dirigir los apuntadores de clases derivadas a objetos de clases base 10.2.3 Llamadas a funciones miembro de clases derivadas mediante apuntadores de clases base 10.2.4 Funciones virtual Ejemplos de polimorfismo Campos de tipos y estructuras switch Gases abstractas Caso de estudio: herencia de interfaz y de imple mentación Polimorfismo, funciones virtual y vinculación dinámica “tras bambalinas” Destructores virtuales Caso de estudio: sistema de nómina utilizando polimorfismo e información de tipos en tiempo de ejecución con dynamic_cast y typeid

10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9

7 7 Plantillas

650

662 663 664 665 670 672 673 679 680 680 682 695 699 699

718

11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8

Introducción Plantillas de funciones Sobrecarga de plantillas de funciones Plantillas de clases Plantillas de clases y parámetros sin tipo Plantillas y herencia Plantillas y frienda Plantillas y miembros atatic

12

Entrada/salida de flujo en C++

737

12.1 12.2

Introducción Flujos 12.2.1 Comparación entre flujo clásico y flujo estándar 12.2.2 Archivos de encabezado de la biblioteca iostream 12.2.3 Clases y objetos de entrada/salida de flujo

739 739 740 740 741


719 720 723 723 730 731 731 732

XII

12.3

Contenido

12.9

Salida de flujo 12.3.1 Salida de variables tipo ch&r * 12.3.2 Salida de caracteres utilizando la función miembro put Entrada de flujo 12.4.1 Las funciones miembro get y gat lina 12.4.2 Las funciones miembro de istream: peek, putback e ignore 12.4.3 E/S con seguridad de tipos E/S sin formato utilizando read. write y gcount Manipuladores de flujo 12.6.1 Base de flujo integral: dec. oct. hex y setbase 12.6.2 Precisión de punto flotante (precisión, setprecision) 12.6.3 Anchura de campos (width. setw) 12.6.4 Maní puladores defi nidos por el programador Estados de formato de flujo y manipuladores de flujo 12.7.1 Ceros a la derecha y puntos decimales ( showpoint) 12.7.2 Alineación (laft, right c intamal) 12.7.3 Relleno (fill, setfill) 12.7.4 Base integral de flujo (dec. oct, hex. showbase) 12.7.5 Números de punto flotante; notación científica y fija (scientific, fixed) 12.7.6 Control de mayúsculas/minúsculas (uppercase) 12.7.7 Especificación de formato booleano (boolalpha) 12.7.8 Establecer y restablecer el estado del formato mediante la función miembro flags Estados de error de flujo Enlazar un flujo de salida a un flujo de entrada

12.4

12.5 12.6

12.7

12.8

13

Manejo de excepciones

13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 13.10 13.11 13.12 13.13

Introducción Generalidades acerca del manejo de excepciones Otras técnicas para el manejo de errores Ejemplo simple del manejo de excepciones: dividir entre cero Volver a lanzar una excepción Especificaciones de excepciones Procesamiento de excepciones inesperadas Limpieza de la pila Constructores, destructores y manejo de excepciones Excepciones y herencia Procesamiento de fallas con new La clase auto_ptr y la asignación dinámica de memoria Jerarquía de excepciones de la biblioteca estándar

74

Procesamiento de archivos

14.1 14.2 14.3 14.4 14.5

Introducción Jerarquía de datos Archivos y flujos Creación de un archivo de acceso secuencial Cómo leer datos de un archivo de acceso secuencial http://alexyniorlls.blogspot.com 14 of 1380.

743 743 744 744 745 748 748 748 749 750 751 752 754 755 756 757 759 760 761 762 763 764 766 768

779 780 781 783 784 788 789 790 790 792 793 793 797 800

808 809 809 811 812 816

Contenido

XIII

14.6 14.7 14.8 14.9 14.10 14.11 14.12

Actualización de archivos de acceso secuencial Archivos de acceso aleatorio Creación de un archivo de acceso aleatorio Cómo escribir datos en forma aleatoria en un archivo de acceso aleatorio Cómo leer datos secuencialmcnte desde un archivo de acceso aleatorio Ejemplo: un programa para procesar transacciones Entrada/salida de objetos

823 824 824 829 831 834 841

15

La clase s t r i n g y el procesamiento de flujos de cadena

15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 15.10 15.11 15.12

Introducción Asignación y concatenación de objetos tipo string Comparación de objetos tipo string Subcadcnas Intercambio de objetos string Características de la dase string Buscar cadenas y caracteres en un objeto string Sustitución de caracteres en un objeto string Inserción de caracteres en un objeto string Conversión a cadenas ch&r * estilo C Itcradores Procesamiento de flujos de cadena

16

Programación Web con CG I

16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9 16.10 16.11 16.12 16.13 16.14 16.15 16.16 16.17

Introducción Tipos de peticiones HTTP Arquitectura de multinivel Acceso a los servidores Web El servidor HTTP Apache Cómo pedir documentos de XHTML Introducción a CGI Transacción HTTP simple Secuencia de comandos CGI simple Envío de datos de entrada a una secuencia de comandos CGI Uso de formularios en XHTML para enviar datos de entrada Otros encabezados Ejemplo práctico: una página Web interactiva Cookies Archivos del lado del servidor Ejemplo práctico: carrito de compras Recursos en Internet y Web

17 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5

Estructuras de datos Introducción Gases autorreferenciadas Asignación de memoria y estructuras de datos dinámicas Listas enlazadas Pilas http://alexyniorlls.blogspot.com 15 of 1380.

850 851 852 855 857 858 859 862 864 866 867 869 870

880 881 882 882 883 884 885 885 886 888 895 897 905 905 909 915 921 936

942 943 944 945 945 960

XIV

Contenido

17.6 17.7

Colas Árboles

965 969

18 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 18.8 18.9 18.10 18.11 18.12

Introducción Definición de estructuras Inicialización de estructuras Uso de estructuras con funciones typedef Ejemplo: simulación de alto rendimiento para barajar y repartir cartas Operadores a nivel de bits Campos de bits Biblioteca para manejo de caracteres Funciones de conversión de cadenas Funciones de búsqueda de la biblioteca para manejo de cadenas Funciones de memoria de la biblioteca para manejo de cadenas

79

El preprocesador

Bits, caracteres, cadenas y estructuras

19.1 Introducción 19.2 La directiva «inelude del preprocesador 19.3 La directiva «define del preprocesador: constantes simbólicas 19.4 La directiva «define del preprocesador: macros 19.5 Compilación condicional 19.6 Las directivas «error y «pragma del prcproccsador 19.7 Los operadores # y «# 19.8 Números de línea 19.9 Constantes simbólicas predefinidas 19.10 Afirmaciones

20

Temas relacionados con el código heredado de C

20.1

Introducción Redirección de la entrada/salida en sistemas UNIX y DOS Listas de argumentos con longitudes variables Uso de los argumentos de la línea de comandos Notas sobre la compilación de programas con varios archivos de código fuente Terminación de un programa con exit y atexit Calificador de tipo volátil© Sufijos para constantes enteras y de punto flotante Manejo de señales Asignación dinámica de memoria con c&lloc y realloc La ramificación incondicional: goto Uniones Especificaciones de enlazado

20.2

20.3 20.4 20.5 20.6 20.7 20.8

20.9 20.10 20.11 20.12

20.13 21

Biblioteca estándar de plantillas (STL)

21.1

Introducción a la Biblioteca estándar de plantillas (STL) 21.1.1 Introducción a los contenedores 21.1.2 Introducción a los ¡teradores http://alexyniorlls.blogspot.com 16 of 1380.

1000 1001 1001

1003 1004 1004 1005 1007 1017 1020 1026 1031 1036

1053 1054 1054 1055 1056 1057 1058 1059 1059 1060 1060

1065 1066 1066 1067 1070 1071 1073 1075 1075 1075 1078 1079 1080 1084

1090 1092 1094 1098

Contenido

XV

21.6 21.7 21.8

Introducción a los algoritmos 21.1.3 Contenedores de secuencia 21.2.1 Contenedor de secuencia vector 21.2.2 Contenedor de secuencia list 21.2.3 Contenedor de secuencia deque Contenedores asociativos 21.3.1 Contenedor asociativo multiset 21.3.2 Contenedor asociativo set 21.3.3 Contenedor asociativo multimap 21.3.4 Contenedor asociativo map Adaptadores de contenedores 21.4.1 Adaptador stack 21.4.2 Adaptador queue 21.4.3 Adaptador priority_queue Algoritmos 21.5.1 fill, fill_n, generate y generate.n 21.5.2 equal, mismatch y lexicographical_compare 21.5.3 remove, remove_if, remove_copyy remove_copy_if 21.5.4 replace, replace_if,replace_copy y replace_copy_i£ 21.5.5 Algoritmos matemáticos 21.5.6 Algoritmos básicos de búsqueda y ordenamiento 21.5.7 swap, iter_swap y swap_rauges 21.5.8 copy_backward, merge, un ique y reverse inplace_merge, unique_copy y reverse_copy 21.5.9 21.5.10 Operaciones de conjuntos 21.5.11 lowe r_bound, upper bound y equal_range 21.5.12 Heapsort 21.5.13 min y max 21.5.14 Algoritmos que no se cubren en este capítulo La clase bitset Objetos de función Recursos de la STL en Internet y la Web

22

Otros temas

22.1 22.2 22.3 22.4 22.5 22.6 22.7 22.8 22.9 22.10 22.11

Introducción El operador const_cast El operador reinterpret_cast Espacios de nombres Palabras reservadas de los operadores Constructores explicit Miembros de clases mutable Apuntadores a miembros de clases ( . * y - >*) Herencia múltiple Herencia múltiple y clases base virtual Comentarios finales

A

Tabla de precedencia de los operadores

21.2

21.3

21.4

21.5

1103 1105 1105 1113 1117 1119 1119 1122 1124 1126 1128 1128 1130 1132 1133 1134 1136 1138 1141 1144 1148 1150 1152 1154 1156 1160 1162 1165 1166 1168 1172 1175

1183


1184 1184 1185 1186 1190 1192 1197 1199 1201 1205 1210

1214

XVI

B

Contenido

Conjunto de caracteres ASCII

1216 1217

C

Sistemas numéricos

C.l C.2 C.3 C.4 C.5 C. 6

Introducción Abreviatura de los números binarios como números octalcs y hcxadccimalcs Conversión de números ocíales y hexadecimales a números binarios Conversión de un número binario, octal o hcxadccimal a decimal Conversión de un número decimal a binario, octal o hcxadccimal Números binarios negativos: notación de complemento a dos

D

Recursos de C++ en Internet y Web

D. 1 D.2 D.3 D.4 D.5 D.6 D.7

Recursos Tutoriales FAQs Visual C++ Grupos de noticias Compiladores y herramientas de desarrollo Biblioteca de plantillas estándar

1218 1221 1222 1222 1223 1225

1230 1230 1232 1233 1233 1233 1234 1234

E

Introducción a XHTML

El E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E 10 E 11 E 12 E 13 E 14

Introducción Edición de XHTML El primer ejemplo de XHTML Encabezados Vínculos Imágenes Caracteres especiales y más interrupciones de línea Listas desordenadas Listas anidadas y ordenadas Tablas básicas de XHTML Tablas intermedias de XHTML y formato Formularios básicos de XHTML Formularios más complejos de XHTML Recursos en Internet y en World Wide Web

F

Caracteres especiales XHTML

1274

Bibliografía

1275

índice

1281


1236 1237 1237 1238 1240 1242 1245 1249 1250 1251 1252 1257 1259 1262 1269

Ilustraciones

1

Introducción a las computadoras y a la programación en C++

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15

Ambiente típico de desarrollo de C++. 16 Programa que imprime texto. 22 Secuencias de escape. 24 Impresión en una línea mediante instrucciones separadas con cout. 25 Impresión de varias líneas mediante una sola instrucción con cout. 25 Programa de suma. 26 Ubicación de memoria que muestra el nombre y el valor de la variable enterol. 30 Ubicaciones de memoria después de almacenar los valores de enterol y entero2. 31 Ubicaciones de memoria después de calcular la suma de enterol y entero2. 31 Operadores aritméticos. 31 Precedencia de operadores aritméticos. 33 Orden en el cual se evalúa un polinomio de segundo grado. 35 Operadores de igualdad y de relación. 35 Operadores de igualdad y de relación. 36 Precedencia y asociatividad de los operadores que hemos explicado hasta elmomento. 39

2

Estructuras de control

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Diagrama de actividad de una estructura de secuencia. Palabras reservadas de C++. Diagrama de actividad de la estructura de selección simple if. Diagrama de actividad de la estructura de selección doble if/else. Diagrama de actividad de la estructura de repetición while. Algoritmo en seudocódigo para calcular el promedio de una clase, el cual utiliza una repetición controlada por un contador. Problema correspondiente al cálculo del promedio de una clase, el cual utiliza una repetición controlada por un contador. Algoritmo en seudocódigo del problema correspondiente al cálculo del promedio de una clase mediante la repetición controlada por un centinela.

2.7 2.8


1

70 73 75 77 78 82 83 84 89

Problema correspondiente al cálculo del promedio de una clase mediante el uso de una repetición controlada por un centinela. Algoritmo en seudocódigo del problema de resultados de examen. Estructuras de control anidadas: problema de resultados de exámenes. Operadores aritméticos de asignación. Operadores de incremento y decremento. Prcincrcmcnto y posincremento. Precedencia de los operadores explicados hasta este punto. Repetición controlada por un contador. Repetición controlada por un contador mediante la estructura for. Componentes del encabezado de la estructura for. Diagrama de actividad de la estructura de repetición for. Sumatoria mediante for. Cálculo del interés compuesto mediante for. Evaluación de múltiples calificaciones expresadas en letras, mediante la estructura switch. Diagrama de actividad de la estructura de selección múltiple switch con instrucciones break. Estructura do/while. Diagrama de actividad de la estructura de repetición do/while. Instrucción break para interrumpir una estructura for. Instrucción continué que termina una iteración de la estructura for. Tabla de verdad del operador lógico && (AND lógico). Tabla de verdad del operador lógico | | (OR lógico). Tabla de verdad del operador ! (negación lógica). Precedencia y asociatividad de operadores. Estructuras de secuencia de entrada sencilla/salida sencilla, selección y repetición de C++. Reglas para formar programas estructurados. Diagrama de actividad más sencillo. Aplicación repetida de la regla 2 de la figura 2.33 al diagrama de actividad más sencillo. Aplicación repetida de la regla 3 de la figura 2.33 al diagrama de actividad más sencillo. Diagrama de actividad con sintaxis no permitida. Diagrama caso-uso para el sistema del elevador. Lista de sustantivos en el enunciado del problema. Representación de una clase en UML. Asociaciones entre clases de un diagrama de clases. Valores de multiplicidad. Diagrama completo de las clases del simulador del elevador. Diagrama de objetos de un edificio vacío.

89 96 96 99 100

100 102

103 104 105 108 109 111 114 118 121 121 122

123 125 125 126 127 129 130 130 130 131 132 139 140 142 142 143 144 145

Fundones

69

Relación jerárquica función jefe/función trabajador. Biblioteca de funciones matemáticas. Función cuadrado, definida por el programador. Función mayor, definida por el programador.

172 172 174 177


lustraciones

XIX

3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32

180 181 183 184 186 188 191 196 200 200 202 205 207 208 210 212 213 214 216 217 219 221 223 225 226 228 228

Jerarquía de promoción de tipos de datos integrados. Archivos de encabezado de la biblioteca estándar. Escala y cambio de enteros producidos por 1 ♦ r an d () % 6. Tiro de un dado de seis lados 6,000 veces. Randomización del programa de dados. Simulación del juego “craps” Salidas de ejemplo para el programa “craps”. Ejemplo de alcance. Evaluación recursiva de 5!. Cálculo de factoriales mediante una función recursiva. Números de Fibonacci generados mediante una función recursiva. Conjunto de llamadas recursivas al método F ib o n a c c i. Resumen de los ejemplos y ejercicios sobre recursividad que aparecen en el libro. Funciones que no toman argumentos. Función i n l i n e que calcula el volumen de un cubo. Paso de argumentos por valor y por referencia. Cómo inicializar una referencia. No inicializar una referencia local ocasiona un error de sintaxis. Argumentos predeterminados de una función. Operador unario de resolución de alcance. Definición de funciones sobrecargadas. Destrucción de nombres para permitir la vinculación segura de tipos. Uso de una plantilla de función. Palabras y frases descriptivas en el enunciado del problema. Diagrama de clase que muestra los atributos. Diagrama de estados para las clases B o to n P is o y B o to n E e le v a d o r. Diagrama de estados para la clase E le v a d o r . Diagrama de actividad que modela la lógica del elevador correspondiente a la presión de los botones del piso. 3.33 Programa de ejemplo para el ejercicio 3.2. 3.34 Las torres de Hanoi para el caso con cuatro discos.

4

Arreglos

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15

Arreglo de 12 elementos. Precedencia y asociatividad de operadores. Inicialización en ceros de los elementos de un arreglo y su impresión. Inicialización de los elementos de un arreglo mediante una declaración. Generación de valores a colocarse en los elementos de un arreglo. Inicialización y uso de una variable constante. Las variables c o n s t deben inicial izarse. Cálculo de la suma de los elementos de un arreglo. Programa para desplegar un histograma. Programa de tiro de dados mediante el uso de arreglos en lugar de s w i t ch. Programa de encuesta a estudiantes. Arreglos de caracteres procesados como cadenas. Inicialización de un arreglo s t a t i c y uno automático. Paso de arreglos y de elementos individuales de un arreglo a funciones. Calificador de tipo c o n s t aplicado a un parámetro de arreglo.

230 237 247

252


254 255 256 257 259 260 260 261 262 263 265 268 270 273 275

XX

lustTaclones

4.16 Ordenamiento de un arreglo mediante el método burbuja. 4.17 Programa de análisis de una encuesta. 4.18 Muestra de la ejecución del programa de análisis de datos de una encuesta. 4.19 Búsqueda lineal en un arreglo. 4.20 Búsqueda binaria en un arreglo ordenado. 4.21 Arreglos con doble subíndice con tres filas y cuatro columnas. 4.22 Inicialización de arreglos multidimensionales. 4.23 Manipulación de un arreglo con doble subíndice. 4.24 Frases para cada clase de nuestro simulador del elevador. 4.25 Diagrama de clase que incluye los atributos y las operaciones. 4.26 Diagrama de secuencia que modela los pasos que repite el edificio durante la simulación. 4.27 Diagrama de secuencia para el proceso de planificación. 4.28 Las 36 posibles salidas para el tiro de dos dados. 4.29 Comandos de gráficos de tortuga. 4.30 Los ocho movimientos posibles del caballo. 4.31 Los 22 cuadros eliminados al colocar una reina en la esquina superior izquierda.

5

Apuntadores y cadenas

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7

Referencia directa e indirecta hacia una variable. Representación gráfica de un apuntador que apunta a una variable en memoria. Representación de y y p tr Y en memoria. Operadores de apuntadores & y *. Precedencia y asociatividad de operadores. Paso por valor utilizado para elevar al cubo el valor de una variable. Paso por referencia con un apuntador como argumento utilizado para elevar al cubo el valor de una variable. Análisis del paso por valor del programa de la figura 5.6. Análisis del paso por referencia (con apuntadores como argumentos) del programa de la figura 5.7. Conversión de una cadena a mayúsculas. Impresión de una cadena, carácter por carácter, mediante el uso de un apuntador no constante a un dato constante. Intento de modificar datos a través de un apuntador no constante a un dato constante. Intento para modificar un apuntador constante a un dato no constante. Intento de modificar un apuntador constante a un dato constante. Ordenamiento por el método burbuja mediante paso por referencia. Cuando el operador s i z e o f se aplica al nombre de un arreglo, éste devuelve el número de bytes en el arreglo. Uso del operador s i z e o f para determinar los tamaños de los tipos de datos estándar. El arreglo v y la variable de apuntador p tr V que apunta a v. El apuntador p tr V después de la aritmética de apuntadores. Referencia a elementos de un arreglo mediante el nombre de arreglo y apuntadores. Copia de cadenas mediante la notación de arreglos y la de apuntadores. Representación gráfica del arreglo p a lo . Representación de un arreglo con dos subíndices de una baraja.

5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21 5.22 5.23


277 279 282 284 286 290 290 293 297 298 300 302 311 313 314 316

319 321 322 322 323 324 326 327 328 329 331 332 333 334 335 336 339 340 342 342 345 347 349 350

Ilustraciones

XXI

5.24 5.25 5.26 5.27 5.28 5.29 5.30 5.31 5.32 5.33 5.34 5.35 5.36 5.37 5.38 5.39 5.40 5.41 5.42 5.43 5.44

Programa para barajar y repartir cartas. Programa de ordenamiento multipropósito mediante apuntadores a funciones. Arreglo de apuntadores a funciones. Funciones para la manipulación de cadenas de la biblioteca estándar. Funciones strepy y stracpy. Funciones strcat y atraeat. Funciones stremp y straemp. Función atrtok. Función atrlen. Lista modificada de verbos y frases para las clases del sistema. Colaboraciones que ocurren en el sistema del elevador. Diagrama de colaboración para cargar y descargar pasajeros. Arreglo baraja no revuelto. Ejemplo del arreglo baraja revuelto. Reglas de movimiento para la tortuga y la liebre. Códigos de operación del lenguaje máquina Simplctron (LMS). Ejemplo 1 de LMS. Ejemplo 2 de LMS. Un vaciado de muestra. Arreglo con dos subíndices, el cual representa un laberinto. Alfabeto en clave Morse.

352 355 358 363 364 365 366 368 370 371 371 373 386 386 386 388 389 389 392 396 402

6

Clases y abstracción de datos

6.1

Creación de una estructura, establecimiento de sus miembros e impresión de la estructura. Definición de la clase Tiempo. Implementación dd tipo de dato abstracto Tiempo como una clase. Acceso a los datos y funciones miembro de un objeto a través de cada tipo de manipulador del objeto, del nombre del objeto, de la referencia al objeto y de un apuntador al objeto. Definición de la clase Tiempo. Definiciones de las funciones miembro de la clase Tiempo. Programa para probar la clase Tiempo. Los miembros privados de una clase no son accesibles fuera de la misma. Definición de la clase Vendedor. Definiciones de las funciones miembro de la clase Vendedor. Demostración de una función de utilidad. Case Tiempo que contiene un constructor con argumentos predeterminados. Definiciones de las funciones miembro de la clase Tiempo, incluyendo un constructor que toma argumentos. Constructor con argumentos predeterminados. Definición de la clase CreaYDestraye. Definiciones de las funciones miembro de la clase CreaYDestraye. Orden en el que se llama a los constructores y a los destructores. Definición de la clase Tiempo con funciones establecer y obtener. Definiciones de la función miembro de la clase Tiempo, incluyendo a las funciones establecer y obtener. Funciones establecer y obtener que manipulan un dato privado de un objeto.

6.2 6.3 6.4

6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6 .18 6.19 6.20


404 408 411 413

419 421 421 422 425 427 428 429 431 431 433 436 437 438 440 441 443

XXII

lustTaclones

6.21 6.22 6.23 6.24 6.25 6.26 6.27 6.28 6.29 6.30 6.31 6.32 6.33 6.34 6.35 6.36 6.37

Retomo de una referencia a un dato miembro privado. Retomo de una referencia a un dato miembro privado. Retomo de una referencia a un dato miembro privado. Asignación predeterminada de miembros. Diagrama de clases que incluye atributos y operaciones. Lista de manipuladores para cada clase. Archivo de encabezado de la clase Campana. Archivo de encabezado de la clase Reloj . Archivo de encabezado de la clase Persona. Archivo de encabezado de la clase Puerta. Archivo de encabezado para la clase Luz. Archivo de encabezado de la clase Edificio. Archivo de encabezado de la clase BotonElevador. Archivo de encabezado de la clase BotonPiso. Archivo de encabezado de la clase Bitácora. Archivo de encabezado de la clase Piso. Archivo de encabezado de la clase Elevador.

7

Clases: Parte II

7.1 7.2

Definición de la clase Tiempo con funciones miembro const . Definición de las funciones miembro de la clase Tiempo, incluyendo las funciones miembro const. Objetos y funciones miembro const. Inicializador de miembros utilizado para inicializar una constante de un tipo de dato integrado. Intento incorrecto de inicializar una constante de un tipo de dato integrado mediante una asignación. Definición de la clase Pecha. Definición de las funciones miembro de la clase Fecha. Definición de la clase Empleado que muestra la composición. Definición de las funciones miembro de la clase Empleado. incluyendo a un constructor con una lista de inicializadores de miembros. Inicializadores de los objetos miembro. Las funciones amigas pueden acceder a los miembros privados de una clase. Las funciones no amigas/no miembro no tienen acceso a miembros privados. Uso implícito y explícito del apuntador this para acceder a los miembros de un objeto. Definición de la clase Tiempo modificada para permitir llamadas en cascada a funciones miembro. Definición de las funciones miembro de la clase Tiempo modificadas para permitir las llamadas en cascada a funciones miembro. Llamadas en cascada a funciones miembro. Definición de la clase Empleado con un dato miembro static para dar seguimiento al número de objetos Empleado en memoria. Definición de las funciones miembro de la clase Empleado. Dato miembro estático que da seguimiento al número de objetos de una clase. Definición de la clase implementación.

7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 7.18 7.19 7.20

446 446 447 449 452 452 453 454 454 455 456 456 457 458 458 459 461

468


471 471 473 475 476 479 480 481 482 483 486 488 490 491 492 494 498 499 501 506

XXIII

Ilustraciones

7.21 7.22 7.23 7.24 7.25 7.26 7.27 7.28 7.29 7.30 7.31 7.32 7.33 7.34 7.35 7.36 7.37 7.38 7.39 7.40 7.41 7.42 7.43 7.44 7.45 7.46

Definición de la clase Interfaz. Definición de las funciones miembro de la clase Interfaz. Implementación de una clase proxy. Simulación del elevador. Archivo de encabezado de la clase Edificio. Archivo de implementación de la clase Edificio. Archivo de encabezado de la clase Reloj. Archivo de implementación de la clase Reloj. Archivo de encabezado para la clase Bitácora. Archivo de implementación de la clase Bitácora. Archivo de encabezado para la clase Campana. Archivo de implementación de la clase Campana. Archivo de encabezado para la clase Luz. Archivo de implementación de la clase Luz. Archivo de encabezado de la clase Puerta. Archivo de implementación de la clase Puerta. Archivo de encabezado de la clase BotonElevador. Archivo de implementación de la clase BotonElevador. Archivo de encabezado para la clase BotonPiso. Archivo de implementación de la clase BotonPiso. Archivo de encabezado para la clase Elevador. Archivo de implementación de la clase Elevador. Archivo de encabezado de la clase Piso. Archivo de implementación de la clase Piso. Archivo de encabezado para la clase Persona. Archivo de implementación de la clase Persona.

8

Sobrecarga de operadores: objetos de tipo cadena y de tipo arreglo

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8

Operadores que pueden sobrecargarse. Operadores que no pueden sobrecargarse. Operadores de inserción y de extracción de flujo sobrecargados. Definición de la clase Arreglo con operadores sobrecargados. Definición de las funciones miembro y friend de la clase Arreglo. Programa de prueba para la clase Arreglo. Definición de la clase Cadena con sobrecarga de operadores. Definición de las funciones miembro y las funciones friend de la clase Cadena. Programa de prueba para la clase Cadena. Definición de la clase Fecha mediante operadores de incremento sobrecargados. Definición de las funciones miembro y friend de la clase Fecha. Programa de prueba para la clase Fecha. Clase string de la biblioteca estándar. Clase vector de la biblioteca estándar. Definición de la clase Complejo. Definición de las funciones miembro de la clase Complejo. Números complejos. Definición de la clase IntOrande.

8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16 8.17 8.18


507 507 508 511 511 512 514 514 515 516 519 519 520 520 522 522 524 525 526 526 528 530 535 536 538 539

546 549 549 552 557 558 561 569 571 574 582 583 586 588 592 601 602 603 604

XXIV

lustTaclones

8.19 8.20

Definición de las funciones miembro y amigas de la clase intQrande. Enteros grandes.

9

Programación orientada a objetos: herencia

9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10 9.11

Ejemplos de herencia. Jerarquía de herencia para MiembrosDeLaComunidad universitaria. Jerarquía de herencia para Formas. Archivo de encabezado de la clase Punto. La clase Punto representa un par de coordenadas x-y. Programa de prueba para la clase Punto. Archivo de encabezado de la clase Circulo. La clase Circulo contiene una coordenada x-y y un radio. Programa de prueba de la clase Circulo. Archivo de encabezado de la clase Circulo2. No es posible acceder a los datos privados de la clase base desde una clase derivada. Archivo de encabezado de la clase Punto2. La clase Punto2 representa un par de coordenadas *->’ como datos protected. Archivo de encabezado de la clase Circulo3. La clase Circulo3 hereda las propiedades y el comportamiento de la clasePunto2 . Es posible acceder a los datos protegidos de la clase base desde una clase derivada. Archivo de encabezado de la clase Punto3. La clase Punto3 utiliza funciones miembro para manipular sus datos private. Archivo de encabezado de la clase Circulo!. La clase Circulo! hereda las propiedades y el comportamiento de la clase Punto3, la cual no proporciona datos protected. Los datos private de la clase base son accesibles a la clase derivada mediante una función miembro public o protected heredada por la clase derivada. Archivo de encabezado de la clase Cilindro. La clase cilindro hereda las propiedades y el comportamiento de la clase Circulo! y redefine a la función miembro obtieneArea. Programa de prueba de la jerarquía Punto/Circulo/Cilindro. Archivo de encabezado de la clase Punto!. La clase base Punto! contiene un constructor y un destructor. Archivo de encabezado de la clase Circulo5. La clase Circuios hereda las propiedades y el comportamiento de la clasePunto! . Orden de llamadas a constructores y destructores. Resumen de accesibilidad de los miembros de la clase base en una clase derivada. Los atributos y las operaciones de las clases BotonElevador y BotonPiso. Diagrama de clases que incorpora la herencia al simulador del elevador. Archivo de encabezado de la clase Boton. Archivo de implementación de la clase Boton; clase base para BotonElevador y BotonPiso. Archivo de encabezado de la clase BotonElevador. Definición de las funciones miembro para la clase BotonElevador. Archivo de encabezado de la clase BotonPi so. Definición de las funciones miembro para la clase BotonPiso.

9.12 9.13 9.14 9.15 9.16 9.17 9.18 9.19 9.20 9.21 9.22 9.23 9.24 9.25 9.26 9.27 9.28 9.29 9.30 9.31 9.32 9.33 9.34 9.35 9.36 9.37 9.38


604 607

609 612 613 614 615 616 617 618 619 621 622 623 625 625 627 627 629 631 632 633 634 636 638 639 640 643 643 644 645 647 649 651 652 653 653 654 655 656 656

lustraclones

XXV

10

Programación orientada a objetos: polimorfismo

10.1 10.2 10.3 10.4 10.5

Archivo de encabezado de la clase P u n to . La clase Punto representa un par de coordenadas x-y. El archivo de encabezado de la clase C ir c u lo . La clase Circulo que hereda de la clase Punto. Asignación de direcciones de objetos de clase base y clase derivada a apuntadores de clase base y clase derivada. Dirigir un apuntador de clase derivada a un objeto de clase base. Intento de invocar funciones que sólo existen en la clase derivada mediante un apuntador de la clase base. El archivo de encabezado de la clase P u n to declara a la función imprimir como virtual. El archivo de encabezado de la clase Circulo declara a la función imprimir como virtual. Demostración del polimorfismo mediante la invocación de una función virtual de una clase derivada a través de un apuntador de la clase base que apunta a un objeto de la clase derivada. Definición de la interfaz polimórfica para las clases de la jerarquía de Figura. El archivo de encabezado de la clase base abstracta Figura. La clase base abstracta Figura. Archivo de encabezado de la clase P u n to . El archivo de implcmcntación de la clase P u n to . El archivo de encabezado de la clase C ir c u lo . Laclase C i r c u l o que hereda de laclase P u n to . El archivo de encabezado de la clase Cilindro. El archivo de implementación de la clase Cilindro. Demostración del polimorfismo mediante una jerarquía encabezada por una clase base abstracta. El flujo de control de la llamada a una función virtual. Jerarquía de clases para la aplicación polimórfica de nómina de empleados. El archivo de encabezado de la clase Empleado. Archivo de implcmcntación de la clase Empleado. El archivo de encabezado de la clase EmpleadoAsalariado. Archivo de implcmcntación de la clase EmpleadoAsalariado. Archivo de encabezado de la clase EmpleadoPorHoras. El archivo de implementación de la clase EmpleadoPorHoras. Archivo de encabezado de la clase EmpleadoPorComision. Archivo de implementación de la clase EmpleadoPorComision. Archivo de encabezado de la clase EmpleadoBaseMasComision. Archivo de implementación de la clase EmpleadoBaseMasComision. Programa controlador de la jerarquía de la clase Empleado.

10.6 10.7 10.8 10.9

10.10

10.11 10.12 10.13 10.14 10.15 10.16 10.17 10.18 10.19 10.20 10.21 10.22 10.23 10.24 10.25 10.26 10.27 10.28 10.29 10.30 10.31 10.32 10.33

11

Plantillas

11.1 11.2 11.3 11.4

Espccializacioncs de la plantilla de función imprimirArreglo. Plantilla de la clase Pila. Programa de prueba para la plantilla de clase Pila. Piso de un objeto de la plantilla de Pila a una plantilla de función.

662 665 666 667 667 669 671 672 675 675

676 683 684 684 685 686 687 688 690 691 692 697 700 701 701 703 704 705 705 707 708 709 710 711

718


721 724 726 728

XXVI

12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 12.10 12.11 12.12 12.13 12.14 12.15 12.16

12.17 12.18 12.19 12.20 12.21 12.22

lustTaclones

Entrada/salida de flujo en C++ Porción de la jerarquía de plantillas de E/S de flujo. Porción de la jerarquía de plantillas de E/S de flujo que muestra las plantillas principales de procesamiento de archivos. Imprimir la dirección almacenada en una variable c h a r *. Las funciones miembro g e t . p u t y e o f . Introducción de una cadena utilizando c i n con extracción de flujo, en comparación con la introducción de una cadena mediante c i n . g e t . Introducción de datos tipo carácter con la función miembro g e t l i n o de c i n . E/S sin formato mediante las funciones miembro r e a d . g c o u n t y w r i t e . Los manipuladores de flujo hex. o c t . d e c y s e t b a s e . La precisión de los valores de punto flotante. La función miembro w id th de la clase i o s j b a s e . Manipuladores de flujo no parametrizados, definidos por el usuario. Los manipuladores de flujo de estado de formato incluidos en . Control de la impresión de ceros a la derecha y puntos decimales para valores d o u b le . Alineación a la izquierda y a la derecha con los manipuladores de flujo l e f t y r i g h t . Cómo imprimir un entero con cspaciamiento intemo y el signo positivo. Uso de la función miembro f i l l y del manipulador de flujo s e t f i l l para cambiar el carácter de relleno para los campos que sean más grandes que los valores a imprimir. El manipulador de flujo show base. Valores de punto flotante mostrados en los formatos predeterminado, científico y fijo. El manipulador de flujo u p p e r c a e e . Los manipuladores de flujo b o o la lp h a y n o b o o la lp h a . La función miembro f l a g s . Evaluación de los estados de error.

73


13.1

Ejemplo de manejo de excepciones que lanza excepciones al intentar dividir entre cero. Volverá lanzar una excepción. Limpieza de la pila. new devolviendo 0 al fallar. new lanzando la excepción b a d _ a l l o c al fallar. s e t_ n e w _ h a n d le r especificando la función a llamar cuando falle new. El objeto a u t o _ p t r administra la memoria asignada en forma dinámica.

13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7

74


14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6

Jerarquía de datos. La forma en que C++ ve a un archivo de n bytes. La porción de la jerarquía de plantillas de E/S de flujos. Creación de un archivo secuencial. Modos de apertura de archivos. Combinaciones de teclas para indicar el fin del archivo en varios sistemas computacionales populares. http://alexyniorlls.blogspot.com 28 of 1380.

737 741 743 743 745 746 747 749 750 751 753 754 755 756 757 758

759 761 762 763 764 765 767

779 785 788 791 793 795 797 798

808 810 811 812 813 814 815

XXVII

Ilustraciones

14.7 14.8 14.9 14.10 14.11 14.12 14.13 14.14 14.15

Cómo leer e imprimir un archivo secuencia!. Programa de investigación de créditos. La forma en que C++ ve a un archivo de acceso aleatorio. El archivo de encabezado de DatosCliente. La clase DatosCliente representa la información crediticia de un cliente. Creación de un archivo de acceso aleatorio en forma secuencial. Cómo escribir en un archivo de acceso aleatorio. Cómo leer un archivo de acceso aleatorio en forma secuencial. Programa de cuentas bancarias.

75


15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 15.10 15.11 15.12

Demostración de las operaciones de asignación y concatenación con objetos string. Comparación de objetos tipo string. Demostración de la función miembro substr de string. Uso de la función swap para intercambiar dos objetos string. Impresión de las características de un objeto string. Demostración de las funciones f ind de string. Demostración de las funciones erase y replace. Demostración de las funciones miembro insert de la clase string. Conversión de objetos tipo string a cadenas estilo C y arreglos de caracteres. Uso de un iterador para mostrar un objeto string. Uso de un objeto ostringstream asignado en forma dinámica. Demostración de la entrada desde un objeto istringstream.

76

Programación Web con CG I

16.1 16.2 16.3 16.4

Modelo de una aplicación de tres niveles. Monitor del servidor Apache. El proceso de pedir la página prueba . html al servidor Apache. El cliente interactuando con el servidor y el servidor Web. Paso 1: La petición get, OET /libros/descargas.html HTTP/1.1. Su primera secuencia de comandos CGI. Paso 1: I-a petición get, OET /cgi-bin/horalocal.cgi HTTP/1.1. La salida de horalocal . egi cuando se ejecuta desde la línea de comandos. Cómo recuperar las variables de entorno mediante la función getenv. Cómo leer los datos de entrada de query _ s t r in q . Elementos de un formulario de XHTML. Uso de OET con un formulario de XHTML. Uso de POST con un formulario de XHTML. Portal interactivo para crear una página Web protegida por contraseña. Manejador de portal interactivo. Documento de XHTML que contiene un formulario para enviar datos al servidor mediante el método post. Cómo escribir una cookic. Programa para leer cookies de la computadora del cliente. Documento de XHTML para leer la información de contacto de un usuario. Creación de un archivo del lado del servidor para almacenar los datos de los usuarios. El contenido del archivo de datos clientes . txt.

16.5 16.6 16.7 16.8 16.9 16.10 16.11 16.12 16.13 16.14 16.15 16.16 16.17 16.18 16.19 16.20


817 819 825 825 826 828 829 832 835

850 853 855 858 858 859 862 865 866 867 869 871 873

880 883 885 885 887 889 891 892 893 896 898 899 901 906 907 910 911 914 916 917 921

XXVIII

lustTaclones

16.21 Programa que muestra una página de inicio de sesión. 16.22 Secuencia de comandos CGI que permite a los usuarios comprar un libro. 16.23 Secuencia de comandos CGI que permite a los usuarios ver el contenido de sus carritos. 16.24 Programa para cerrar sesión. 16.25 E lc o n te n id o d e c a ta lo g o .tx t.

77

Estructuras d© datos

17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 17.9 17.10 17.11 17.12 17.13 17.14 17.15 17.16 17.17 17.18 17.19 17.20 17.21 17.22 17.23 17.24 17.25 17.26 17.27

Dos objetos de una clase autorrefercnciada enlazados entre sí. Una representación gráfica de una lista. Definición de la plantilla de clase N o d o L is ta . Definición de la clase de plantilla L i s t a . Manipulación de una lista enlazada. La operación i n e e r t a r A l F r e n t e representada en forma gráfica. La operación i n s e r t a r A l F i n a l representada en forma gráfica. La operación q u i t a r D e l F r e n t e representada en forma gráfica. La operación q u it & r D e lF r e n te representada en forma gráfica. Definición de la plantilla de clase Pila. Un programa simple sobre el uso de pilas. La plantilla de clase P i l a con un objeto L i s t a compuesto. Definición de una plantilla de clase llamada C o la . Programa para procesar colas. La representación gráfica de un árbol de búsqueda binaria. Un árbol de búsqueda binaria. La definición de la plantilla de clase N odoA rbol. Definición de la plantilla de clase A r b o l. Creación y recorrido de un árbol binario. Un árbol de búsqueda binaria. Un árbol de búsqueda binaria con 15 nodos. Comandos simples. Programa de Simple que determina la suma de dos enteros. Programa de Simple que encuentra el mayor de dos números. Calcular los cuadrados de varios enteros. Cómo escribir, compilar y ejecutar un programa en lenguaje Simple. Las instrucciones de LMS producidas después de la primera pasada del compilador. 17.28 Tabla de símbolos para el programa de la figura 17.27. 17.29 Código no optimizado del programa de la figura 17.27. 17.30 Código optimizado para el programa de la figura 17.27.

18

Bits, caracteres, cadenas y estructuras

18.1

Posible alineación de almacenamiento para una variable de tipo E jem p lo , mostrando un área indefinida en la memoria. Simulación de alto rendimiento para barajar y repartir cartas. La salida del programa de simulación de alto rendimiento para barajar y repartir cartas. Operadores a nivel de bits. Cómo imprimir un entero sin signo en bits.

18.2 18.3 18.4 18.5


922 929 931 935 937

942 945 946 947 948 952 956 957 958 959 961 962 964 966 967 969 970 970 971 974 976 980 987 988 988 988 989 992 992 997 997

1000 1003 1005 1007 1008 1009

Ilustraciones

XXIX

18.6 18.7 18.8 18.9 18.10 18.11 18.12 18.13 18.14 18.15 18.16 18.17

1010 1011 1013 1013 1014 1014 1016 1016 1017 1019 1020

18.18 18.19 18.20 18.21 18.22 18.23 18.24 18.25 18.26 18.27 18.28 18.29 18.30 18.31 18.32 18.33 18.34 18.35 18.36 18.37 18.38 18.39

Resultados de comparar dos bits con el operador AND a nivel de bits (&). Los operadores AND, OR inclusivo, OR exclusivo y complemento a nivel de bits. Ejemplo de la salida del programa de la figura 18.7. Combinación de dos bits con el operador OR inclusivo a nivel de bits ( |) . Combinación de dos bits con el operador OR exclusivo a nivel de bits (A). Operadores de desplazamiento a nivel de bits. Operadores de asignación a nivel de bits. Precedencia y asociatividad de operadores. Uso de campos de bits para almacenar un juego de cartas. Ejemplo de la salida del programa de la figura 18.14. Las funciones de la biblioteca para el manejo de caracteres. Las funciones i s d i g i t , i s a l p h a . is a ln u m c i s x d i g i t para manejo de caracteres. Las funciones is l o w e r , i s u p p e r . t o l o w e r y t o u p p e r para manejo de caracteres. Las funciones i s s p a c e . i s c n t r l , i s p u n c t , i s p r i n t n e i s g r a p h para manejo de caracteres. Las funciones de conversión de cadenas de la biblioteca de utilerías generales. 1.a función a t o f de conversión de cadenas. La función a t o l de conversión de cadenas. La función a t o l de conversión de cadenas. La función s t r t o d de conversión de cadenas. La función s t r t o l de conversión de cadenas. La función s t r o t o u l de conversión de cadenas. Las funciones de búsqueda de la biblioteca para manejo de caracteres. La función s t r e h r para buscar en cadenas. La función s t r e s p n para buscar en cadenas. La función s t r p b r k para buscar en cadenas. La función s t r r c h r para buscar en cadenas. La función s t r s p n para buscar en cadenas. La función s t r s t r para buscar en cadenas. Las funciones de memoria de la biblioteca para manejo de cadenas. La función memepy para manejo de memoria. La función memmove para manejo de memoria. La función mememp para manejo de memoria. La función memchr para manejo de memoria. La función m em set para manejo de memoria.

19

El preprocesador

19.1

Las constantes simbólicas predefinidas.

20


20.1 20.2 20.3 20.4 20.5 20.6

El tipo y las macros definidas en el encabezado < c s td a r g > . Uso de listas de argumentos con longitud variable. Uso de los argumentos de la línea de comandos. Uso de las funciones e x i t y a t e x i t . Las señales definidas en el encabezado < c s ig n a l> . Uso del manejo de señales. http://alexyniorlls.blogspot.com 31 of 1380.

1021 1023 1025 1026 1027 1027 1028 1029 1030 1030 1031 1032 1033 1034 1034 1035 1036 1037 1038 1038 1039 1040 1041

1053 1060

1065 1067 1068 1070 1074 1076 1076

XXX

20.7 20.8 20.9 20.10

lustTaclones

Uso de goto. Imprimir el valor de una unión en ambos tipos de datos miembro. Uso de una unión anónima. Ejemplo de salida para el ejercicio 20.8.

21

Biblioteca estándar de plantillas (STL)

21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 21.8 21.9 21.10 21.11 21.12 21.13 21.14 21.15

Clases contenedoras de la Biblioteca estándar. Funciones comunes de los contenedores de la STL. Archivos de encabezado de los contenedores de la Biblioteca estándar. Elementos typedef encontrados en los contenedores de primera clase. Iteradores de flujos de entrada y salida. Categorías de iteradores. Jerarquía de categorías de iteradores. Tipos de iteradores soportados por cada contenedor de la Biblioteca estándar. Elementos typedef de los iteradores. Operaciones de iteradores para cada tipo de ¡terador. Algoritmos alteradores de secuencia. Algoritmos no alteradores de secuencia. Algoritmos numéricos del archivo de encabezado . La plantilla de clase vector de la Biblioteca estándar. Funciones de manipulación de elementos de la plantilla de clase vector de la Biblioteca estándar. Tipos de excepciones de la STL. Plantilla de clase liet de la Biblioteca estándar. Plantilla de clase deque déla Biblioteca estándar. Plantilla de clase multiset de la Biblioteca estándar. Plantilla de clase set de la Biblioteca estándar. Plantilla de clase multimap de la Biblioteca estándar. Plantilla de clase map de la Biblioteca estándar. Clase de adaptador stack de la Biblioteca estándar. Plantilla de clase del adaptador queue de la Biblioteca estándar. La clase de adaptador priority_queue de la Biblioteca estándar. IjOS algoritmos £111. £ill_n, genérate y generate_n. Los algoritmos equal.mismatch y lexicographical_compare. Los algoritmos remo ve. remove_if, remove_copy y remove_copy_if . Los algoritmos replace. replace_i£, replace_copy y replace_copy_i£. Algoritmos matemáticos de la Biblioteca estándar. Algoritmos básicos de búsqueda y ordenamiento de la Biblioteca estándar. Demostración de swap. iter_swap y swap ranges. Demostración de copy_backward, merge, unique y reverse. Demostración de inplace_merge. unique_copy y reverse_copy. Operaciones set de la Biblioteca estándar. Los algoritmos lowerbound. upper_bound y equal_range. Uso de las funciones de la Biblioteca estándar para realizar el algoritmo heapsort. Los algoritmos min ymax. Los algoritmos que no se cubren en este capítulo. La dase bit set y la Criba de Eratóstenes.

21.16 21.17 21.18 21.19 21.20 21.21 21.22 21.23 21.24 21.25 21.26 21.27 21.28 21.29 21.30 21.31 21.32 21.33 21.34 21.35 21.36 21.37 21.38 21.39 21.40


1079 1082 1083 1089

1090 1094 1095 1096 1097 1098 1100 1100 1101 1101 1102 1104 1104 1104 1106 1109 1112 1113 1118 1120 1123 1124 1126 1129 1131 1132 1 134 1136 1139 1142 1144 1148 1150 1152 1155 1157 1160 1163 1165 1166 1170

Ilustraciones

XXXI

21.41 Objetos función de la Biblioteca estándar. 21.42 Objeto función binaria.

1172 1173

22

Otros temas

22.1 22.2 22.3 22.4

Demostración del operador const_cast. Demostración del operador reinterpret_cast. Demostración del uso de los espacios de nombres. Las palabras reservadas de los operadores como alternativas al uso de sus símbolos. Demostración de las palabras reservadas de los operadores. Constructores con un solo argumento y conversiones implícitas: arreglo.h. Constructores con un solo argumento y conversiones implícitas: arreglo . cpp. Constructores con un solo argumento y conversiones implícitas: f ig22_08 . cpp. Demostración de un constructor explicit: arreglo.h. Demostración de un constructor explicit: arreglo.cpp. Demostración de un constructor explicit: fig22_ll.cpp. Demostración de un miembro de datos mutable. Demostración de los operadores . * y -> *. Demostración de la herencia múltiple: basel .h. Demostración de la herencia múltiple: base2 .h. Demostración de la herencia múltiple: derivada .h. Demostración de la herencia múltiple: derivada . cpp. Demostración de la herencia múltiple: £ig22_18.cpp. Herencia múltiple para formar la clase iostream. Intento de llamar polimórfícamente a una función con herencia múltiple. Uso de las clases base virtual. Espacios de nombres para el ejercicio 22.10.

22.5 22.6 22.7 22.8 22.9 22.10 22.11 22.12 22.13 22.14 22.15 22.16 22.17 22.18 22.19 22.20 22.21 22.22

A


A. 1

Tabla de precedencia de los operadores.

B


B. 1

El conjunto de caracteres ASCII.

C

Sistemas numéricos

C. 1 C.2 C.3 C.4 C.5 C.6 C.7 C.8 C.9 C. 10

Dígitos de los sistemas numéricos binario, octal, decimal y hexadecimal. Comparación de los sistemas binario, octal. decimal y hexadecimal. Valores posicionales en el sistema numérico decimal. Valores posicionales en el sistema numérico binario. Valores posicionales en el sistema numérico octal. Valores posicionales en el sistema numérico hexadecimal. Equivalentes en decimal, binario, octal y hexadecimal. Conversión de un número binario en decimal. Conversión de un número octal en decimal. Conversión de un número hexadecimal en decimal.

D

Recursos de C++ en Internet y Web http://alexyniorlls.blogspot.com 33 of 1380.

1183 1184 1186 1187 1190 1191 1192 1193 1193 1195 1195 1196 1198 1199 1201 1202 1202 1203 1204 1206 1206 1208 1212

1214 1214

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1230

XXXII

lustTaclones

E


E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E 10 E li E 12 E 13 E 14

El primer ejemplo de XHTML Los elementos de encabezado, de hl hasta h6. Vínculos hacia otras páginas Web. Creación de un vínculo a una dirección de correoelectrónico. Cómo colocar imágenes en archivos de XHTML. Uso de imágenes como anclas de vínculos. Inserción de caracteres especiales en XHTML. Listas desordenadas en XHTML. Listas anidadas y ordenadas en XHTML. Tabla de XHTML. Tabla compleja de XHTML. Formulario simple con campos ocultos y un cuadro de texto. Formulario con áreas de texto, cuadros de contraseñay casillas de verificación. Formulario que incluye botones de opción y listas desplegables.

F

Caracteres especiales XHTML

F.l

Caracteres especiales XHTML.


123ó 1238 1241 1242 1244 1245 1247 1249 1251 1252 1255 1257 1260 1263 1266

1274 1274

Prefacio

¡Bienvenidos a ANSI/ISO C++ Estándar! En Dcitcl & Associates, escribimos libros de texto de nivel universitario, así como libros profesionales, sobre lenguajes de programación, y trabajamos mucho para que los libros publicados se mantengan actualizados a través de un flujo constante de nuevas ediciones. Escribir la cuarta edición de este libro fue un placer. Este libro y el material de apoyo inclu yen todo lo que los maestros y los estudiantes necesitan para tener una experiencia educativa intere sante, informativa, entretenida y desafiante con respecto a C++. Esta publicación concuerda con la última versión del estándar ANSI/ISO de C++ (uno de los estándares de la comunidad de compu tación más importantes del mundo) y con el diseño orientado a objetos de la última versión de UML (Lenguaje Unificado para Modelado) del Object Management Group (OMG). Pusimos a tono la es critura, la pedagogía, nuestro estilo para codificar, el paquete de accesorios del libro, y además in cluimos un análisis importante de las aplicaciones de desarrollo para Internet y Web. También, en el capítulo 1, le ofrecemos una sección integral llamada Recorrido a través del libro, que ayudará a los maestros, a los estudiantes y a los profesionales a darse cuenta de la rica cobertura que este libro ha ce de la programación orientada a objetos con C++. del diseño orientado a objetos con UML y de la programación en general. Si está evaluando el libro, consulte las páginas 44 a 56 de la sección Re corrido a través del libro. Ya sea usted maestro, estudiante, profesional experimentado o programador principiante, este li bro tiene mucho que ofrecerle. C++ es un lenguaje de programación de clase mundial que se utiliza para desarrollar aplicaciones de cómputo de alto rendimiento. En nuestro caso, comparamos cuida dosamente nuestro borrador con el documento estándar ANSI/ISO de C++,1el cual define a C++, y tuvimos el privilegio de contar con Stevc Clamagc como revisor, quien labora en Sun Microsystems y quien encabeza el comité J 16 de ANSI, responsable de la evolución del C++ estándar. Como re sultado. los programas que genere estudiando este texto deben adaptarse fácilmente a cualquier com pilador compatible con ANSI/ISO. En este prefacio planteamos información general de Cómo programar en C++, la cuarta edición de este libro, la cual ayuda a los maestros a maximizar la experiencia relacionada con el aprendiza 1. Puede disponer de una copia electrónica en formato PDF del documento estándar de C++, número 1SO-IEC 148821998. por una módica cantidad, en w * b s t o r « . a n a l . o r g / a n s i d o c s t o r a / d e f a u l t . a s p . asimismo si k> desea puede obtener una copia impresa.


XXXIV

Prefacio

je de C++ de sus estudiantes. Explicamos las convenciones que utilizamos, tal como la presentación de la sintaxis del código de los ejemplos, para “lavar código”, y para resaltar segmentos importantes de código, lo que ayuda a los estudiantes a enfocar su atención en los conceptos clave que introducimos en cada capítulo. También planteamos las nuevas características de la cuarta edición de este libro, in cluyendo el primer tratamiento que hicimos sobre arreglos y cadenas como objetos, un tratamiento mejorado sobre programación orientada a objetos, desarrollo de aplicaciones Web con CGI, el ejem plo práctico mejorado del diseño orientado a objetos (DOO) con UML, sobre la simulación de un elevador, y el amplio uso de los diagramas UML que se han actualizado de acuerdo con la versión 1.4 de los estándares de UML. El libro incluye un CD con el software de Microsoft Visual C++® 6.0 Introductory Edition. Pa ra que los programadores principiantes obtengan soporte adicional, ofrecemos seis de nuestras pu blicaciones Dive -Into ™ Series para que las descarguen gratuitamente de www.deitel.com. * Es te material, en inglés, explica cómo compilar, ejecutar y depurar programas en C++, utilizando di versos ambientes de desarrollo populares de C++. Además, en este sitio damos una idea general del paquete completo de materiales auxiliares para maestros y estudiantes que utilicen la cuarta edición de este libro. Dichos materiales, también en in glés, incluyen un CD llamado Instructor’s Resource, el cual contiene las soluciones a los ejercicios planteados en los capítulos del libro, así como el archivo Test-Item que contiene cientos de pregun tas de opción múltiple y sus respectivas respuestas. Para los maestros que deseen mantener sesiones cerradas de laboratorio (o asignar tareas altamente estructuradas), les proporcionamos la opción de adquirir el manual C++ in the lab. Esta publicación incluye actividades previas al laboratorio, ejer cicios de laboratorio y actividades posteriores al laboratorio, que han sido cuidadosamente elabo radas. Este prefacio también analiza la cuarta edición del C++ Multimedia Cyber Classroom, que es la versión multimedia, en inglés, de la versión original de este libro. Esta herramienta de aprendiza je contiene “recorridos” con audio a través de los programas, animaciones sobre la ejecución de pro gramas y cientos de ejercicios y soluciones. Analizamos diversas herramientas Deitel™ de aprendizaje en línea, incluyendo una explica ción del contenido de Blackboard, CourseCompass y WebCT de la serie Course Management Sys tems, cada uno de los cuales apoya el material de este libro. Este libro fue revisado por 52 distinguidos académicos y profesionales de la industria; men cionamos sus nombres y en dónde laboran para que tenga una idea de qué tan cuidadosamente examinaron el libro. FJ prefacio concluye con información sobre los autores y sobre Deitel & Asso ciates, Inc. Cuando lea este libro, si surge alguna pregunta, envíenos un correo electrónico a del ta 10deitel.can; le responderemos inmediatamente. Visite con regularidad nuestro sitio Web, www.deitel.com.y asegúrese de registrarse para el correo de noticias DeíTEL™ Ruyz On une , en www.deitel.com/newsletter/8ubscribe.Nosotros utilizamos el sitio Web y las noti cias para mantener al día a nuestros lectores, con respecto a las publicaciones y servicios Dfjtel.

Características de Cóm o programar en C++, cuarta edición Este libro contiene, entre otras características, las siguientes: Resaltado de código y de entradas de usuario En este libro, hemos agregado mucho código resaltado. Al revisar nuestro código, eliminamos la ma yoría de los fragmentos de código “redundante” que aparecían en el texto de la tercera edición. Di •

Todo el material complementario referido en este prefacio, disponible en los sitios Web mencionados, está en idio ma inglés y es responsabilidad de sus autores.


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chos fragmentos los mantuvimos en la primera parte del libro como una herramienta pedagógica que ayudara a los principiantes. Queremos que el lector vea, en contexto, todas las características del nuevo código, por lo que en el capítulo 3 nuestras revisiones al código simplemente hacen referen cia a los números de línea de los segmentos del nuevo código que se encuentran en los programas fuente. Para facilitar a los lectores la detección de los segmentos destacados, los hemos resaltado. Esta característica ayuda a los estudiantes a revisar el material rápidamente, cuando se preparan para algún examen o laboratorio. “IAvado de código” Lavado de código es el término que utilizamos para aplicar comentarios, para utilizar identificadores importantes, para aplicar sangría y espaciado vertical para separar unidades importantes de un programa. Este proceso da como resultado programas que son más fáciles de leer y que sirven como autodocumentación. Hemos hecho un amplio “lavado” a todo el código de los programas fuente de este texto, del manual de laboratorio, de los accesorios y del Cyber Classmom. Introducción inicial a la biblioteca estándar: objetos stringy vector Los lenguajes de programación orientada a objetos por lo general ofrecen la capacidad de crear obje tos string y array utilizando una instancia de las bibliotecas de clases o de clases definidas por el programador. También es importante que los estudiantes de C++ se familiaricen con el estilo C, arre glos y cadenas basados en apuntadores, debido a la gran cantidad de código heredado de C y del pri mer C++ que encontrarán en la industria. En este libro mostramos los tres medios para crear cadenas y arreglos. En los capítulos 4 y 5 mostraremos el tradicional estilo C. basado en apuntadores, para arreglos y cadenas, respectivamente. En el capítulo 8, creamos nuestras propias clases definidas por el usuario Arreglo y Cadena. Al final del capítulo 8 introducimos las bibliotecas de clases vec tor y string, las cuales explicamos detalladamente en los capítulos 15 y 21 respectivamente. El material del capítulo 15, que trata sobre string, podría enseñarse en cualquier momento, después de cubrir el capítulo 8. El material del capítulo 21, que trata sobre vector (y sobre otros aspectos del STL), también podría enseñarse después del capítulo 8, aunque nosotros recomendamos que vea primero el capítulo 11, Plantillas. El proceso para ponera punto la programación orientada a objetos (capítulos 9 y 10) Ésta es una de las mejoras más importantes de esta nueva edición. Hemos realizado una actualiza ción muy precisa a los capítulos 9 y 10. I
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y utilizando las funciones miembro públicas de la clase base (que fueron heredadas por la clase derivada) para manipular los datos privados de la clase base, a partir de la clase derivada. Seguimos la quinta parte con una jerarquía de clase de tres niveles que emplea las técnicas de ingeniería de software introducidas al principio del capítulo, y termina éste con una explicación de los tres tipos de herencia aceptados por C++, y con una explicación general de la ingeniería de software con he rencia. Pedagogía rediseñada para el capítulo 10, programación orientada a objetos: polimorfismo. El nuevo capítulo 10 se basa en los conceptos de herencia que presentamos en el capítulo 9, y se en foca en las relaciones entre clases de una jerarquía de clases. El capítulo 10 utiliza una secuencia de cuatro ejemplos para presentar las poderosas capacidades de procesamiento que estas relaciones per miten. Comenzamos con un ejemplo que ¡lustra la relación “es un” entre un objeto de clase deriva da y su tipo de clase base. Esta relación permite que al objeto de clase derivada se le trate como un objeto de su clase base. Mostramos que podemos dirigir un apuntador de clase base hacia un objeto de clase derivada y llamar a las funciones de la clase base en esc objeto. En nuestro segundo ejem plo demostramos que lo contrario no es posible (un objeto de clase base no se considera como un objeto del tipo de la clase derivada), y mostramos que los errores de compilación ocurren si un pro grama intenta manipular de esta manera un objeto de clase base. Nuestro tercer ejemplo demuestra que las únicas funciones que pueden ser llamadas mediante un apuntador de clase base son aquellas definidas por la clase base. El ejemplo muestra que intentar llamar funciones que sean sólo de cla ses derivadas da como resultado mensajes de error. El último ejemplo de la secuencia introduce el polimorfismo con funciones virtuales, lo cual permite a un programa procesar objetos de clases re lacionadas mediante una jerarquía de clases como objetos de su tipo de clase base. Cuando se llama a una función virtual por medio de un apuntador (o referencia) de clase base, quien es invocada es la versión específica de la clase derivada de esa función. El capítulo continúa con un ejemplo prác tico sobre polimorfismo en el que procesamos un arreglo de objetos que tienen en común una clase base abstracta, la cual contiene el conjunto de funciones comunes a cada clase de la jerarquía. Des pués de este ejemplo continuamos con una explicación exhaustiva sobre cómo funciona “tras bam balinas" el polimorfismo. Concluimos con un ejemplo práctico que demuestra cómo un programa que procesa objetos de manera polimórfica puede realizar procesamiento de tipo específico mediante la determinación, al tiempo de ejecución, del tipo de objeto que actualmente está siendo procesado. Desarrollo de aplicaciones Web con CGI El nuevo capítulo 16, Programación Web con CGI, contiene todo lo que los lectores necesitan para comenzar a desarrollar sus propias aplicaciones basadas en Web, las cuales ejecutarán en Internet.2 Los lectores aprenderán a construir aplicaciones conocidas como de n capas, en las cuales la funcio nalidad provista por cada capa puede distribuirse ya sea en diferentes computadoras, a través de In ternet, o ejecutarse en la misma computadora. En particular, nosotros construimos una aplicación de tres capas para una librería en línea. La información de la librería se almacena en la capa de datos de la aplicación. En aplicaciones industriales, la capa de datos por lo general es una base de datos co mo Oracle, Microsoft ®SQL Server o MySQL. Por simplicidad, para acceder a esta información uti lizamos archivos de texto y empleamos las técnicas de procesamiento de archivos del capítulo 14. El usuario introduce peticiones y recibe respuestas en la capa cliente de la aplicación, la cual es gene ralmente una computadora que ejecuta un navegador como Microsoft Internet Explorer o Netscape®. Por supuesto, los navegadores Web saben cómo comunicarse con sitios Web a través de Internet. La 2. Existen otras tecnologías para desarrollar aplicaciones basadas en Web. Quienes trabajan en Java utilizan servlets de Java y JavaServer Pagcs. Quienes trabajan en plataformas de Windows utilizan Active Server Pages (ASP). Pa ra este libro nosotros elegimos CGI ponqué tanto el C++ estándar como el CGI son plataformas independientes.


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capa media contiene tanto un servidor Web como un programa en C++ específico de la aplicación (por ejemplo, nuestra aplicación de la librería). El servidor Web se comunica con el programa en C++ (y viceversa) a través del protocolo CGI (Interfaz Común de Puerta de Enlace). Nosotros utili zamos el servidor Apache HTTP como nuestro servidor Web, el cual se puede descargar gratuita mente de wvw.apache.org. El servidor Web sabe cómo comunicarse con la capa cliente a través de Internet mediante el Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP). Analizamos el papel cru cial que desempeña el servidor Web en la programación Web y proporcionamos un ejemplo sencillo que solicita una página Web de un servidor Web. También explicamos el CGI, y la forma en que per mite que un servidor Web se comunique con la capa superior y con scripts CGI (es decir, con nues tros programas en C++). Nosotros proporcionamos un ejemplo sencillo que obtiene la hora y la fe cha desde el servidor y las presenta en un navegador. En nuestros ejemplos basados en formularios utilizamos botones, campos para contraseñas, casillas de verificación y campos de texto. Presenta mos un ejemplo de un portal interactivo para una agencia de viajes, el cual muestra tarifas de vuelos a distintas ciudades. Los miembros del club de viaje pueden registrarse y ver las tarifas con descuen tos. También explicamos diversos métodos para almacenar datos específicos del cliente, los cuales incluyen campos ocultos (es decir, información almacenada en una página Web, pero no representa da por el navegador Web) y cookies (pequeños archivos de texto que el navegador almacena en la máquina del cliente). Los ejemplos del capítulo concluyen con un ejemplo práctico de e-business co rrespondiente a una librería en línea que permite a los usuarios agregar libros a un carrito electróni co de compras. Este ejemplo práctico contiene diversos scripts CGI que interactúan entre sí para for mar una aplicación completa. 1.a librería en línea está protegida con una contraseña, por lo que los usuarios primero deberán registrarse para poder acceder a ella. XHTML El Consorcio World Wide Web (W3C) declaró al Lenguaje de Marcado de Hipertexto (HTML) co mo un legado de la tecnología que no sufrirá mayor desarrollo. HTML está siendo reemplazado por el Lenguaje de Marcado de Hipertexto Extendido (XHTML); una tecnología basada en XML que rá pidamente se está convirtiendo en el estándar para describir contenido Web. Nosotros utilizamos XHTML en el capítulo 16 y el apéndice E presenta una introducción a XHTML. Si usted no está fa miliarizado con XHTML. vea el apéndice E antes de leer el capítulo 16. Lenguaje Unificado de Modelado (UML) FJ Lenguaje Unificado de Modelado (UML) se ha convertido en el lenguaje de modelado gráfico preferido para el diseño de sistemas orientados a objetos. En la edición anterior de este libro utiliza mos UML solamente en secciones opcionales, y empleamos segmentos convencionales de diagra mas de flujo y diagramas de herencia para reforzar las explicaciones. Ahora hemos transformado por completo los diagramas del libro para que sean compatibles con UML 1.4. En particular, hemos ac tualizado todas las cifras del ejemplo práctico correspondiente a la simulación UML/DOO de un ele vador; convertimos todos los diagramas de flujo del capítulo 2. Estructuras de control, en diagramas de actividad UML; y convertimos todos los diagramas de herencia de los capítulos 9, 12, 14 y 22 en diagramas de clase UML. Esta cuarta edición cuidadosamente puso a punto los ejemplos prácticos opcionales (pero ampliamente recomendados) que presentamos acerca del diseño orientado a objetos utilizando UML. En el ejemplo práctico, implcmcntamos por completo la simulación de un elevador. En las secciones “Acerca de los objetos” que se encuentran al final de los capítulos 1 a 7 y 9, presentamos una introducción paso a paso sobre el diseño orientado a objetos mediante UML. Presentamos un subconjunto simplificado y conciso del UML que guiará al lector a través de su primera experiencia con el diseño, la cual está preparada para programadores o diseñadores orientados a objetos que apchttp://alexyniorlls.blogspot.com 39 of 1380.

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ñas inician. El ejemplo práctico está completamente resuelto. No se trata de un ejercicio, sino de una experiencia completamente educativa que concluye con un detallado recorrido por el código de C++. En cada uno de los primeros cinco capítulos nos concentramos en la metodología “convencional" de la programación estructurada, ya que los objetos que construimos utilizarán estos pedazos de pro gramas estructurados. Concluimos cada capítulo con una sección llamada “Acerca de los objetos”, en las que presentamos una introducción a la orientación a objetos mediante el UML. Estas secciones ayudarán a los estudiantes a desarrollar una forma de pensar orientada a objetos, para que puedan utilizar de inmediato los conceptos de programación orientada a objetos que comenzarán a aprender en el capítulo 6. En la primera de estas secciones (final del capítulo 1), introducimos conceptos bási cos (es decir, “pensamiento en objetos”) y terminología (es decir, "expresión en objetos”). En las secciones opcionales “Acerca de los objetos” que se encuentran al final de los capítulos 2 a 5, con sideramos temas más importantes conforme abordamos problemas que suponen un reto con las téc nicas del diseño orientado a objetos (DOO). En dichas secciones analizamos un problema típico que requiere del desarrollo de un sistema, que se determinen los objetos necesarios para ¡mplcmcntar di cho sistema, así como los atributos que estos objetos deben tener, el comportamiento que estos ob jetos deben mostrar y especificar cómo deben ¡nteractuar entre sí para satisfacer los requerimientos del sistema. Nosotros logramos todo esto incluso antes de explicar cómo desarrollar programas en C++ orientados a objetos. En las secciones “Acerca de los objetos” que aparecen al final de los ca pítulos 6, 7 y 9, desarrollamos una ¡mplcmcntación en C++ para un sistema orientado a objetos que diseñamos en los primeros capítulos. Este proyecto nos permitió incorporar temas que no explica mos en ninguna otra sección del libro, esto es, la interacción de objetos, una explicación detallada sobre los manejadores, la filosofía de utilizar referencias o apuntadores, y el uso de declaraciones forward para evitar problemas de inclusión circular. Este ejemplo práctico ayudará a que los estu diantes se preparen para los tipos de proyectos importantes que encontrarán en la industria. Nosotros empleamos un proceso de diseño orientado a objetos cuidadosamente desarrollado, para producir un diseño basado en UML para el simulador de un elevador. A partir de este diseño creamos una implementación importante en C++ utilizando conceptos clave de programación, la cual incluyó clases, objetos, encapsulado, visibilidad, composición y herencia. Un poco más sobre el ejemplo práctico (opcional) correspondiente a la simulación de un elevador Este ejemplo práctico se introdujo en la tercera edición de este libro, y fue cuidadosamente ajustado para la cuarta edición. Hicimos que todos los diagramas UML fueran compatibles con la versión 1.4, reorganizamos muchos de los diagramas para hacerlos más claros, hicimos un lavado de código pa ra toda la solución C++ que presentamos en el libro y pusimos a punto las explicaciones para una mayor claridad y precisión. El ejemplo práctico fue remitido a un distinguido equipo de revisores de DOO/UML, el cual incluyó líderes en el campo provenientes de Rational (los creadores del UML) y de Object Management Group (responsables de mantener y evolucionar el UML). En el capítulo 2, comenzamos la primera fase del diseño orientado a objetos (DOO) para el simu lador de un elevador, identificando las clases necesarias para ¡mplcmcntar dicho simulador. También introducimos el ejemplo del uso del UML, los diagramas de clase y de objeto, y los siguientes con ceptos: asociaciones, multiplicidad, composición, roles y vínculos. En el capítulo 3 determinamos muchos de los atributos de clases necesarios para implementar el simulador. También introducimos la gráfica de estado de UML y los diagramas de actividad, así como los eventos y acciones que se rela cionan con estos diagramas. En el capítulo 4, determinamos muchas de las operaciones (comporta mientos) de las clases en la simulación del elevador. También presentamos el diagrama de secuencia UML y el concepto de mensajes enviados entre objetos. En el capítulo 5 determinamos la colabora ción (conjuntos de interacciones entre objetos del sistema) necesaria para implementar el sistema del elevador y representar estas interacciones mediante el diagrama de colaboración UML.. También in http://alexyniorlls.blogspot.com 40 of 1380.

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cluimos una bibliografía y una lista de recursos en Internet y en Web que contienen las especifica ciones de UML 1.4 y otros materiales de referencia, recursos generales, manuales, preguntas más frecuentes, artículos, documentos oficiales y software. En el capítulo 6, utilizamos el diagrama de clase UML desarrollado en secciones anteriores para bosquejar los archivos de encabezados de C++ que definen nuestras clases. También introducimos el concepto de identificadores a objetos del siste ma, y comenzamos a estudiar cómo implementar ¡dentificadores en C++. En el capítulo 7, presenta mos un programa completo en C++ correspondiente al simulador de un elevador (aproximadamente 1200 líneas de código) y un recorrido detallado a través del código. El código surge directamente del diseño basado en UML que creamos en secciones anteriores, y emplea nuestras mejores prácticas de programación. También explicamos la asignación dinámica de memoria, la composición, la inte racción de objetos vía ¡dentificadores, y cómo utilizar declaraciones forward para evitar los proble mas de inclusión circular. En el capítulo 9, actualizamos el diseño y la implemcntación de la simu lación del elevador para incorporar herencia y sugerir modificaciones adicionales. Biblioteca estándar de plantillas (STL) Es probable que éste sea uno de los capítulos más importantes del libro, en términos del valor que le dé a la reutilización de software. La STL define componentes poderosos, basados en plantillas y componentes rcutilizablcs que ¡mplcmcntan muchas estructuras de datos y algoritmos comunes, uti lizados para procesar dichas estructuras de datos. El capítulo 21 presenta la STL y explica sus tres componentes clave: contenedores, iteradores y algoritmos. Los contenedores STL son estructuras de datos capaces de almacenar objetos de cualquier tipo de dato. También mostramos que existen tres categorías de contenedores: contenedores de primera clase, adaptadores y contenedores cercanos. Los iteradores STL, que son similares a los apuntadores (pero más seguros), se utilizan para mani pular los elementos contenedores STL. De hecho, los arreglos estándar pueden manipularse como contenedores STL, si se utilizan apuntadores estándar como iteradores. Mostramos que manipu lar contenedores con iteradores es una práctica conveniente y proporciona un enorme poder de expre sión cuando se combina con algoritmos STL; en algunos casos, se reducen muchas líneas de código a una sola instrucción. Los algoritmos STL son funciones que realizan la manipulación común de datos, tal como búsqueda, clasificación, comparación de elementos (o de estructuras completas de da tos), etcétera. Existen aproximadamente 70 algoritmos ¡mplcmcntados en la STL; éstos incluyen operaciones comunes de los contenedores, como búsqueda de un elemento, clasificación, compara ción, eliminación, reemplazo de elementos y muchas más. La mayoría de estos algoritmos utilizan iteradores para acceder a los elementos contenedores. Nosotros mostramos que cada contenedor de primera clase soporta tipos específicos de iteradores, algunos de los cuales son más poderosos que otros. El tipo de iterador soportado por un contenedor determina si el contenedor puede utilizarse con un algoritmo específico. Los iteradores encapsulan el mecanismo utilizado para acceder a los elementos contenedores. Este encapsulado permite que muchos de los algoritmos STL se apliquen a una variedad de contenedores, sin tomar en cuenta la implemcntación subyacente del contenedor. Mientras los iteradores de un contenedor soporten los requerimientos mínimos del algoritmo, dicho algoritmo puede procesar los elementos de esc contenedor. Esto también permite que los programadores generen algoritmos que puedan procesar los elementos de diversos tipos de contenedores. Una ventaja de la STL es que los programadores pueden reutilizar los contenedores, iteradores y algorit mos STL para implementar representaciones y manipulaciones comunes de datos. Esta rcutilización ahorra tiempo y recursos importantes para desarrollo.

Método de enseñanza Nuestra ¡dea es que este libro sea utilizado a niveles principiantes e intermedios. No hemos intenta do cubrir cada una de las características del C++ estándar. C++ reemplazó a C como el lenguaje de http://alexyniorlls.blogspot.com 41 of 1380.

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elección para la ¡mplementación de los sistemas de alto rendimiento de la industria. Sin embargo, la programación en C continúa siendo una habilidad valiosa c importante debido a la gran cantidad de código heredado de C que debe mantenerse en la industria. Aquí señalamos problemas y explicamos procedimientos para lidiar con ellos de manera efectiva y esperamos que los estudiantes se sientan muy motivados por el hecho de que están aprendiendo un lenguaje de vanguardia (C++) y un para digma de programación de vanguardia (programación orientada a objetos), lo cual será útil tan pron to dejen el ambiente de la escuela. Este libro contiene una rica colección de ejemplos, ejercicios y proyectos, obtenidos de muchos campos de acción y diseñados para proporcionar a los estudiantes la oportunidad de resolver proble mas interesantes y reales. Los ejemplos del libro fueron probados en diversos compiladores: en Mi crosoft Visual C++ 6, en Microsoft Visual C++ .NFT, en dos versiones de Borland C++ Builder y en dos versiones del GNU C++. En su mayoría, los programas de este texto funcionarán en todos los compiladores compatibles con los estándares ANSI/ISO: los pocos problemas que encontramos pue de verlos en nuestro sitio Web (www.deitel.co«n). Cuando fue posible, también anunciamos los arreglos necesarios que permiten que los programas funcionen en un compilador en particular. El libro se concentra en los principios de la buena ingeniería de software y pone énfasis en la claridad de los programas. Nosotros somos educadores que enseñamos temas que están a la vanguar dia en salones de clases de la industria alrededor del mundo. Este texto pone énfasis en la buena pe dagogía. Método del código activo (Método L ive -Coue™) Este libro contiene numerosos ejemplos “reales”. Cada nuevo concepto se presenta en el contexto de un ejemplo completo, que funciona, y que es seguido de inmediato por una o más ejecuciones de ejemplo que muestran la entrada/salida del programa. Este estilo ejemplifica la forma en que ense ñamos y en que escribimos sobre programación, y es el centro de nuestros Cyber Classroorns y de nuestros cursos de capacitación basados en Web. Nosotros llamamos a este método de enseñanza y de escritura Método del código activo (o Método L/VE-CODE™). Utilizamos lenguajes de progra mación para enseñar lenguajes de programación. Leer los ejemplos del texto es muy parecido a es cribirlos y a ejecutarlos en una computadora. Acceso a World Wide Web Si lo considera útil, puede descargar las versiones originales (en inglés) de los ejemplos de este li bro (y del resto de las publicaciones de los autores) del siguiente sitio Web: w w w .d e it9 l.c o m

Registrarse es fácil y rápido, y las descargas son gratuitas. Modificar los ejemplos y de inmediato ver los efectos de dichas modificaciones es una forma muy buena de mejorar su experiencia educa tiva en C++. Objetivos Cada capítulo comienza con objetivos que informan a los estudiantes lo que deben esperar, y les brin da la oportunidad, después de leer el capítulo, de determinar si cumplieron los objetivos planteados. Los objetivos sirven como edificadores confiables. Frases A los objetivos de cada capítulo Ies sigue una serie de frases; algunas son graciosas, otras son filo sóficas y algunas más ofrecen ideas interesantes. Hemos descubierto que los estudiantes disfrutan re lacionando las frases con el material del capítulo. Vale la pena que a las frases les dé una segunda leída después de leer los capítulos. http://alexyniorlls.blogspot.com 42 of 1380.

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Plan general El plan general del capítulo permite a los estudiantes abordar el material de manera ordenada. Jun to con los objetivos del capítulo, el plan general ofrece a los estudiantes un panorama de los temas a tratar para establecer un ritmo cómodo y efectivo de aprendizaje. 20,704 líneas de código, en 267 programas de ejemplo (con la salida de los programas) Presentamos características de C++ en un contexto de programas completos en C++. Estos progra mas varían en su longitud: desde unas cuantas líneas hasta ejemplos importantes con cientos de lí neas de código. Cada programa va seguido por una ventana que contiene los resultados obtenidos al ejecutar dicho programa. Esto permite al estudiante confirmar que los programas funcionan como se esperaba. El proceso de comparar las operaciones de salida con las instrucciones del programa que producen esas operaciones es una excelente manera de aprender y reforzar los conceptos estudiados. Nuestros programas están diseñados para ejercitar las diversas características de C++. Todos los ejemplos están disponibles en el CD que acompaña a este libro. 598 Ilustraciones/Figuras Incluimos una abundante cantidad de gráficas, dibujos y salidas de programa. Hemos convertido to dos los diagramas de flujo en diagramas de actividad en UML. Además, utilizamos diagramas de cla se en UML en los capítulos 9, 10, 12, 14 y 22 para modelar las relaciones entre las clases a través del texto. 601 Tips de programación Incluimos seis tipos de tips de programación para ayudar a los estudiantes a enfocarse en aspectos importantes del desarrollo de programas, prueba y depuración, rendimiento y portabilidad. Resalta mos cientos de estos tips como Buenas prácticas de programación. Errores comunes de programa ción, Tips de rendimiento, Tips de portabilidad. Observaciones de ingeniería de software y Tips de prueba y depuración. Estos tips y prácticas representan lo mejor que hemos podido recabar a lo lar go de seis décadas (combinadas) de experiencia en la programación y la enseñanza. Uno de nuestros estudiantes, un especialista en matemáticas, recientemente nos comentó que siente que este método es similar al de resaltar axiomas, teoremas y corolarios en los libros de matemáticas, debido a que proporciona una base sólida sobre la cual se puede construir buen software. 90 Buenas p rá ctica s de p rogram ación Las buenas prácticas de programación son tips que llaman la atención hacia técnicas que ayudan a los estudiantes a crear programas que sean más legibles, auto documentados y fáciles de mantener. Cuan do enseñamos cursos introductorios partí no programadores, mtmifestamos que la “moda ” de cada curso es la “claridad", y les decimos a los estudiantes que resallaremos (en estas Buenas prácticas de programación) las técnicas para escribir programas que sean más claros, más fáciles de entender y de mantener.

198 Errores c o m u n e s d e p ro g ra m a ció n Los estudiantes que están aprendiendo un lenguaje (especialmente en su primer curso de programa ción) tienden con frecuencia a cometer ciertos tipos de errores. Al poner atención en estos Errores co munes de programación se reduce la probabilidad de que los esludiimtes comettm los mismos errores ¡y hace más corlas las filas afuera de las oficinas de los profesores!

88 Tips d e rendimiento En nuestra experiencia, enseñar a los estudiantes a escribir programas más claros y comprensibles es por mucho, la meta principal de un primer cuno de programación. Pero los estudiantes quieren escri bir los programas que corran más rápido, que utilicen la menor cantidad de memoria, que requieran


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el menor número de teclctzos o que destaquen de alguna manera. Los estudiantes realmente se preocu pan por el rendimiento y quieren saber qué es lo que pueden hacer para producir los programas más eficientes. Por ello incluimos los tips de rendimiento que resaltan las oportunidades para mejorar el rendimiento de los programas, hacer que tos programas se ejecuten más rápido o minimizar la canti dad de memoria que ocupan.

36 Tips de portabilidad F.l desarrollo de software es una actividad compleja y cara, leu empresas que desarrollan software a menudo producen versiones personalizadas para distintas computadoras y sistemas operativos. De ma nera que. actualmente, existe un fuerte énfasis en la portabilidad. es decir, en producir software que funcione en una variedad de computadoras con pocos o (de ser posible) ningún cambio. Algunos pro gramadores (uumen que si implementcm una aplicación en C+ + estándar, la aplicación será portable. Éste simplemente no es el caso, legrar la portabilidad requiere un diseño cuidadoso. Existen muchas dificultades. Incluimos los tips de portabilidad para ayudar a los estudiantes a escribir código porta ble y para proporcionar la comprensión de cómo C++ alcanza su alto grado de portabilidad.

149 O b se rv a c io n e s d e ingeniería d e software F.l paradigma de la programación orientada a objetos requiere de una completa reconsideración sobre la manera en que construimos los sistemtts de software. C++ es un lenguaje efectivo para lograr una buena ingeniería de software. Las Observaciones de ingeniería de software resaltan los asuntos de ar quitectura y diseño, esto afecta la construcción de sistemas de software, especialmente los de grtm es cala. Mucho de lo que los estudiantes aprenden aquí será útil en cursos de más alto nivel y, sobre to do, en la industria, cuando el estudiante comience a trabajar con sistemas grandes, complejos, en el mundo real.

38 tips d e pru e b a y d e puración Cuando diseñamos este "tipo de tip", pensamos que éstos contendrían sugerencias que plantearan es trictamente errores y cómo eliminarlos de los programas. De hecho, muchos de los tips describen as pectos de C++ que evitan que sucedan errores en los programas, lo que simplifica el proceso de prue ba y depuración.

Resumen (875 punios de resumen) Cada capítulo termina con elementos pedagógicos adicionales. Presentamos un resumen completo, en forma de lista, sobre el capítulo. Esto ayuda al estudiante a revisar y a reforzar conceptos clave. Cada capítulo contiene un promedio de 40 puntos de resumen. Terminología (1782 términos) En la sección Terminología incluimos una lista ordenada alfabéticamente de los términos importan tes definidos en el capítulo. De nuevo, esto sirve como un refuerzo adicional. Cada capítulo contie ne en promedio 81 términos. Cada término también aparece en el índice, por lo que el lector puede localizar rápidamente términos y definiciones. 555 ejercicios de autoevaluación y sus respuestas (la cuenta incluye partes separadas) En estas secciones incluimos diversos ejercicios de autoevaluación así como sus respuestas, para que los estudiantes practiquen el autocstudio. Esto proporciona la oportunidad de familiarizarse con el material y de prepararse para intentar resolver los ejercicios regulares. 800 ejercicios (las soluciones se encuentran en el mamutl del maestro; la cuenta incluye partes separadas) Cada capítulo concluye con un conjunto importante de ejercicios que incluyen un sencillo recorda torio de terminología y conceptos importantes; escritura de instrucciones específicas C++; escritura de pequeñas porciones de funciones o clases C++; escritura de funciones, clases y programas comhttp://alexyniorlls.blogspot.com 44 of 1380.

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pletos C++; y escritura de proyectos finales. El gran número de ejercicios permite a los maestros di señar sus cursos de acuerdo con las necesidades específicas de sus alumnos, y modificar las asigna turas del curso cada semestre. Los maestros pueden utilizar estos ejercicios para asignar tareas, rea lizar exámenes cortos y los exámenes principales. Las soluciones de los ejercicios se incluyen en el CD del maestro, el cual está disponible sólo para profesores, a través de los representantes de Pearson Educación. [NOTA: No nos escriba para solicitamos el CD del maestro. La distribución de este accesorio está limitada estrictamente a profesores universitarios que tienen como texto de sus cursos este libro. Los profesores sólo pueden obtener el manual de soluciones a través de los representantes de esta empresa.] Los estudiantes y los lectores profesionales pueden obtener la solución de aproximadamente la mitad de los ejercicios si compran la cuarta edición del C++ Mul timedia Cyber Classroom, producto en inglés que ofrece además muchas otras opciones muy valio sas, y es ideal ya sea para autocstudio o como referencia. También encontrará en nuestro sitio Web (www.deitel.com) otros productos de apoyo a la cuarta edición de este libro, los cuales están dispo nibles en tiendas de libros en línea como www. in f o r m I T . com. Aproximadamente 5,000 entradas de índice (con aproximadamente 7,700 referencias de página) Hemos incluido un extenso índice al final del libro. Mediante este recurso, los lectores pueden bus car cualquier término o concepto por palabra clave. El índice es útil para la gente que lee el libro por primera vez, y es especialmente útil para los programadores profesionales que utilizan el libro como referencia. Estas entradas de índice también aparecen como hipervínculos en la cuarta edición del C+ + Multimedia Cyber Classroom. “Doble indexación” de todos los ejemplos de C++ de L ive -CODE™ Este libro contiene 267 ejemplos de código activo (Live-Code™), los cuales hemos “indexado dos veces”. Por cada programa del libro, tomamos el título del ejemplo y lo agregamos al índice alfabé tico como un elemento independiente y como un subíndice de la entrada “Ejemplos”. Esto facilita encontrar ejemplos que demuestren características particulares. Cada uno de los títulos de las figu ras también aparece en la sección de Ilustraciones (después de la sección Contenido), al principio del libro.

Software incluido con ©st© libro La cuarta edición de Cómo programar en C++, incluye el Microsoft Visual C++ 6 Introductory Edition. Quisimos incluir el nuevo ambiente de desarrollo de Microsoft, Visual C++.NET: sin embargo, Microsoft aún no lo tenía disponible para incluirlo con libros de texto; pero visite con regularidad el sitio Web de los autores, donde publicaremos la información sobre cómo pueden obtener dicho soft ware tanto estudiantes como profesionales; habrá instrucciones específicas para cada uno. Otra opción que está disponible es el paquete que contiene el Mctrowcrks CodcWarrior (ISBN#0-13-101151-0); para mayor información sobre esta opción, escriba a d e i t e l 9 d e i t e l . c o m . Compiladores gratuitos de C++ y versiones de evaluación de compiladores de C++ en Web Esta sección presenta información general sobre los compiladores de C++ que están disponibles en Web. Nosotros explicamos sólo aquellos que son gratuitos o que son versiones de evaluación. Man tenga presente que, en muchos casos, la versión de evaluación de un software no puede utilizarse una vez que el periodo de prueba ha concluido. Una organización conocida que desarrolla software libre es GNU Project (w w w .g n u .o rg ), la cual fue originalmente creada para desarrollar un sistema operativo libre, parecido a UNIX. GNU ofrece recursos de desarrollo que incluyen editores, depuradores y compiladores. Muchos desaírohttp://alexyniorlls.blogspot.com 45 of 1380.

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Madores utilizan los compiladores gcc (GNU Compiler Collection), los cuales puede descargar de g c c .g n u .o r g . Este producto contiene compiladores de C, C++, Java y otros lenguajes. El compi lador gcc es un compilador de línea de comandos (es decir, no proporciona una interfaz gráfica de usuario). Muchos sistemas Linux y UNIX vienen con el compilador gcc instalado. Red Hat desarro lló Cygwin (w w w .cygw in.com ). un emulador que permite a los desarrolladores utilizar comandos de UNIX sobre Windows. Cygwin incluye el compilador gcc. Intel proporciona versiones de evaluación de 30 días para sus compiladores de línea de coman dos de C++ para Windows y Linux. Los treinta días del periodo de prueba también incluyen apoyo gratuito al cliente. Puede encontrar información sobre ambos compiladores en d e v e l o p e r . i n t e l . c o m / s o f t w a r e / p r o d u c t s / g l o b a l / e v a l .htm . Borland proporciona un producto de desarrollo de C++ basado en Windows llamado C++Builder ( v n iw .b o r la n d .c o m /c b u ild e r /c p p c o m p /in d e x .h tm l) . Puede descargar gratuitamente el compilador básico de C++Builder (un compilador de línea de comandos). Borland también pro porciona diversas versiones del C++Builder que contienen interfaces gráficas de usuario (GUIs). Estas GUIs son conocidas de manera más formal como ambientes integrados de desarrollo (IDEs) y, a diferencia de los compiladores de línea de comandos, permiten que el dcsarrollador edite, depure y pruebe programas rápidamente. Por medio de un IDE, muchas de las tareas que involucran coman dos tediosos ahora pueden ejecutarse mediante menús y botones. Algunos de estos productos están disponibles en versiones de evaluación gratuitas. Para mayor información sobre C++Buildcr, visite www.borland.com/products/downloada/download_cbuild9r.html

Para quienes desarrollan en Linux, Borland proporciona el ambiente de desarrollo Borland Kylix. Puede descargar el Borland Kylix Opcn Edition, el cual incluye un IDE, de www.borland.com/producta /downloads/download_kylix.html

Para descargar los productos disponibles de Borland es necesario registrarse en el sitio Web. El compilador Digital Mars de C++ (w w w .d ig ita lm a r8 .c o m ), está disponible para Win dows y DOS, c incluye manuales y documentación. Los lectores pueden descargar una versión del compilador ya sea de línea de comandos o IDE. El sistema de desarrollo DJGPP C/C++ está dispo nible para su ejecución en computadoras que ejecuten DOS. DJGPP significa DJ’s GNU Programming Platform, en donde DJ es por DJ Delorie, el creador de DJGPP. Puede encontrar información sobre el DJGPP en w w w .d e lo r ie .c a m /d jg p p . Los lugares de donde puede descargar el com pilador se mencionan c n w w w .d e l o r i e .c o m / d j g p p / g e t t i n g .h t m l . M a n u a le s de la serie DtVE-lNTÓ™ p a ra a m b ien tes pop u la res de C++

Hemos lanzado nuestros nuevos manuales de la SERIE D ivf.-Into™ para ayudar a los lectores a ini ciarse en muchos de los ambientes de desarrollo de programas en C++. Puede descargar gratuitamen te dichos manuales de w w w .d e ite l.c o m /b o o k s /d o w n lo a d s . htm l. Actualmente contamos con las siguientes publicaciones de la serie Dive-Inio ™: •

D lVE-lN lü M icrosoft® Visual C+ +® 6

• •

Dive-Into Microsoft® Visual C+ + K.NET Dive-Into Borland™ C++Builder™ Compiler (versión de línea de comandos)

•

Dive-Into Borland™ C++Builder™ Personal (versión IDE)

•

Dive-Into GNU C++ on Linux

•

Dive-Into GNU C++ vía Cygwin on Windows (Cygwin es un emulador UNIX para Win dows que incluye el compilador GNU de C++). http://alexyniorlls.blogspot.com 46 of 1380.

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Cada uno de estos manuales muestra cómo compilar, ejecutar y depurar aplicaciones C++ en ese compilador en particular. Muchos de estos documentos también proporcionan instrucciones paso a paso con instantáneas de la pantalla que ayudan a los lectores a instalar el software. Cada documen to plantea información general sobre el compilador y la documentación en línea.

Accesorios para la cuarta edición de cóm o program ar en C++ Este libro cuenta con diversos accesorios, en inglés, para los profesores. El CD llamado Instructor's Resource (IRCD) contiene el Manual del maestro con las soluciones a la gran mayoría de los ejerci cios que se encuentran al final de cada capítulo, y un archivo llamado Test Item File con preguntas de opción múltiple (aproximadamente dos por cada sección del libro). Además, incluye diapositivas de PowerPoint® con todo el código y las figuras del libro, así como una lista de los elementos que resu men los puntos clave del texto; todo esto susceptible de ser adaptable a las necesidades del profesor. Parte de estas diapositivas pueden descargarse del sitio web www.d e i t e l . c o m : estas diapositivas ofrecen recursos tanto para los profesores como para los estudiantes.

C++ in the Lab Este manual de laboratorio (cuyo título completo es C++ in the Lab, Lab Manual to Accompany C++ Howto Program, Fourth Edition; ISBN 0-13-038478-X) complementa a este libro (Cómo pro gramar en C++) y a la cuarta edición del C+ + Multimedia Cyber Classroom. y proporciona una serie de tareas de laboratorio diseñadas para reforzar la comprensión del estudiante en cuanto al material de lectura. Este manual de laboratorio está diseñado para laboratorios cerrados; estas sesiones de labo ratorio por lo regular son clases programadas y cuentan con la asesoría de un profesor. Los laborato rios cerrados proporcionan un ambiente excelente para el aprendizaje, ya que los estudiantes pueden utilizar los conceptos presentados en clase para resolver problemas de laboratorio cuidadosamente diseñados y los profesores tienen más posibilidades de evaluar la comprensión de sus estudiantes con respecto al material, dando seguimiento al progreso de éstos en el laboratorio. Este manual también puede utilizarse para laboratorios abiertos, para tareas y para autoestudio. C++ in the Lab se enfoca en los capítulos 1 a 14 y 17 de este libro. Cada capítulo del manual se divide en 3 partes: Actividades previas al laboratorio (Prelab Activities), Ejercicios de laboratorio (lab Exercises) y Actividades posteriores al laboratorio (Postlab Activities).3 Cada capítulo contie ne objetivos que introducen los temas clave del laboratorio, y una lista de asignaciones que permite a los estudiantes marcar cuáles ejercicios ha asignado el maestro. Cada página del manual de labo ratorio está perforada, por lo que los estudiantes pueden enviar sus respuestas (en caso de ser necesa rio). Nuevamente, es prudente mencionar que todo el material complementario mencionado en este prefacio se encuentra en idioma inglés. Las soluciones a los ejercicios de las secciones antes mencionadas se encuentran en forma elec trónica. Los profesores pueden obtener estos materiales si los solicitan a los representantes de esta editorial: las soluciones no están disponibles para los estudiantes. A c t iv id a d e s p re v ia s a l la b o ra to rio

Se pretende que las actividades de la sección Prelab Activities sean resueltas por los estudiantes des pués de estudiar cada capítulo del presente libro. Estas actividades prueban la comprensión de los 3. Las prácticas de los capítulos II a 14 y 17 no contienen los amplios conjuntos de actividades que están disponi bles en los capítulos anteriores. No obstante, los maestros podrán dirigir de manera efectiva las prácticas de labo ratorio mediante los ejercicios que hemos incluido sobre estos temas más complejos. Los maestros que tengan re querimientos especiales deben escribirá d a i t a l 9 d a i t a l . c o m .


XLVI

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estudiantes con respecto al material presentado en el libro de texto, y los prepara para los ejercicios de programación de la sesión del laboratorio. (Estas actividades pueden terminarse antes o durante la sesión de laboratorio, a preferencia del maestro.) Los ejercicios se enfocan en terminología y con ceptos de programación importantes, y son efectivos para autoevaluación. Las actividades previas al laboratorio incluyen ejercicios de asociación, ejercicios de llenar espacios en blanco, preguntas de respuestas cortas, ejercicios de prognunación (éstos solicitan a los estudiantes que determinen qué es lo que hacen pequeños segmentos de código, sin ejecutar el programa) y ejercicios de corrección de código (éstos piden a los estudiantes que identifiquen y corrijan todos los errores de pequeños segmentos de código). E je rc ic io s d e la b o ra to rio

La sección más importante en cada capítulo es la que corresponde a Lab Exercises. Estos ejercicios enseñan a los estudiantes cómo aplicar el material aprendido en Cómo programar en C++, 4a edi ción, y los preparan para escribir programas en C++. Cada laboratorio contiene uno o más ejercicios y un problema de depuración. Los ejercicios de laboratorio contienen lo siguiente: •

Los objetivos del laboratorio (Lab Objetives) resaltan los conceptos específicos en los cua les se enfocan los ejercicios de esta sección.

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Las descripciones del problema (Problcm Dcscriptions) proporcionan los detalles de los ejercicios y las indicaciones que ayudan a los estudiantes a implementar el programa.

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Las salidas de muestra (Sample Outputs) ilustran el comportamiento esperado del progra ma, el cual favorece la descripción de los problemas y ayuda a los estudiantes a escribir sus programas.

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Las plantillas de programa (Program Templates) toman los programas completos de C++ y reemplazan líneas clave de código con comentarios que describen el código faltante. Los tips para la solución del problema (Problcm-Solving Tips) resaltan los puntos clave que los estudiantes necesitan considerar cuando resuelven los ejercicios de laboratorio. Las preguntas y actividades de seguimiento (Follow-Up Questions and Activitics) piden a los estudiantes que modifiquen las soluciones de los ejercicios, que escriban nuevos progra mas que sean similares a sus ejercicios de laboratorio o expliquen las opciones de implementación que se plantearon cuando se solucionaron los ejercicios de laboratorio. Los problemas de depuración (Debugging Problems) consisten de bloques de código que contienen errores de sintaxis y/o errores lógicos. Esto alerta a los estudiantes sobre los ti pos de errores que pueden encontrar durante el proceso de programación.

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A c t iv id a d e s p o ste rio re s a l la b o ra to rio

Por lo general, los profesores asignan actividades posteriores al laboratorio para reforzar los concep tos importantes o para que los estudiantes adquieran mayor experiencia en programación fuera del laboratorio. La sección Postlab Activitics examina el conocimiento del alumno sobre el material pre vio al laboratorio y los ejercicios de laboratorio, y pide al alumno que aplique sus conocimientos para crear programas desde cero. Esta sección proporciona dos tipos de actividades de programa ción: ejercicios de código y retos de programación. Los ejercicios de código son cortos y sirven co mo repaso después de que las actividades previas al laboratorio y a los ejercicios de laboratorio se han cumplido. Estos ejercicios piden a los estudiantes que escriban programas o segmentos de pro gramas que utilicen los conceptos importantes del libro. Los retos de programación permiten a los http://alexyniorlls.blogspot.com 48 of 1380.

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XLVII

estudiantes que apliquen el conocimiento que adquirieron en clase para ejercicios sustanciales de programación. Las indicaciones, las salidas de muestra y/o el pscudocódigo se proporcionan para ayudar a los estudiantes a resolver estos problemas. Los estudiantes que completan de manera exitosa los retos de programación de un capítulo ciertamente han dominado el material del capítulo, luis res puestas a los retos de programación están disponibles para su descarga desde w w w .d e ite l .com.

C++ Multimedia Cyber Classroom, 4a edición, y The Com plete C++ Training Course, 4a edición Hemos actualizado nuestra versión multimedia opcional del libro —The C++ Multimedia Cyber Classroom. 4/e (CD para Windows®)— con bastante audio adicional, incluyendo el nuevo material sobre programación Web con CGI. Este recurso esta cargado con características electrónicas que son ideales tanto para aprendizaje como de referencia. El ISBN de este producto es 0-13-100253-8. Los Cyber Classrooms de Dcitel™ por lo general están disponibles en CD y distintos tipos de formatos en Web. El CD con este manual proporciona una introducción en la cual los autores revisan las caracte rísticas de los Cyber Classroom. Los 267 programas de ejemplo de C++ en realidad “cobran vida” con L ive-Code™ dentro del Cyber Classroom. Si usted quiere modificar un programa y ver el efec to de sus cambios, al hacer clic en el icono del disco flexible el código fuente “despega” del CD y “cae dentro” de uno de sus propios directorios, de manera que pueda editarlo, recompilar el progra ma e intentar con su nueva versión. Además, el Cyber Classroom contiene el texto original (en in glés) de Cómo programaren C++, 4“edición, en un formato especial para búsqueda de texto. Además, el Cyber Classroom proporciona exámenes de autocvaluación (con respuestas) para cada capítulo del libro. Estos exámenes son poderosas características que permiten a los usuarios medir su comprensión de los conceptos de programación que presentan los capítulos. Cada pregunta del exa men tiene un hipervínculo a la sección, dentro del libro, de donde se deriva la pregunta. Esto permite a los usuarios revisar el material apropiado del capítulo antes o después de responder a la pregunta. Además, proporciona un cuadro que presenta los resultados, por capítulo, de cada examen del usuario. El Cyber Classroom se basa en formato estilo navegador, de manera que recuerda las secciones que usted visitó recientemente y le permite moverse hacia adelante o hacia atrás entre ellas. Las mi les de entradas del índice están hipervinculadas al texto correspondiente. Las entradas de la tabla de contenido son vínculos dinámicos, de manera que al hacer clic en el nombre del capítulo o sección lo llevará de inmediato al texto de referencia. A los estudiantes les fascinará el hecho de que el Cyber Classroom ofrece las soluciones de cer ca de la mitad de los ejercicios del libro. Además, el hecho de poder ejecutar los programas adicio nales es una buena manera de enriquecer su aprendizaje con código activo. Para una lista completa de los Cyber Classrooms y Complete Training Courses, visite el sitio Web de los autores en: w w w .d e ite l. com o w w w .I n f o r m I T .c o m /d e ite l.

La serie Course M anagem ent Systems: Blackboard™ , W e b C rM, C o u r s e C o m p a s s y Premium CourseCom passSM Parte del contenido de la serie Como programar, de Deitel, entre ellos este libro, se ha integrado en varios de los populares textos de la serie Course Management Systems, como en Blackboard, CourscCompass y WebCT. Estos textos ayudan en la creación, el manejo y el uso de sofisticadas herramien tas y programas de educación basadas en Web. Con este material, creado por y para profesores, los maestros pueden alionarse horas de introducción de datos. Blackboard, CourseCompass y WebCT ofrecen: http://alexyniorlls.blogspot.com 49 of 1380.

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Características para crear y personalizar cursos en línea, tales como zonas para colocar información del curso (por ejemplo, planes de estudio, anuncios, asignaturas, grados, evalua ciones de rendimiento y seguimiento del progreso), herramientas de administración de clases y estudiantes, herramientas para reportes, rastreo de páginas, un calendario y asignaturas. Herramientas de comunicación para ayudar a crear y mantener relaciones ¡nterpersonales entre los estudiantes y los maestros, incluidos los salones de conversación, pizarras electró nicas, documentación compartida, boletines electrónicos y correo electrónico privado. Herramientas de evaluación flexibles, que permiten al profesor crear cuestionarios en línea y exámenes ligados de manera directa al texto, y en el que los resultados y el seguimiento son efectivos. Todos los exámenes pueden introducirse dentro del libro de grado para una eficiente administración del curso. Además, WcbCT permite a los instructores administrar el tiempo de los cuestionarios en línea.

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El Material de apoyo para los instructores se encuentra en formato para impresión y para consulta en línea.

Además de las herramientas que se encuentran en Blackboard y WebCT, CourseCompass incluye: •

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La página de inicio de CourseCompass. la cual hace el curso tan fácil como navegar en este libro. Una tabla de contenido que se expande, permite a los maestros ver el contenido del curso al instante y vincularse con cualquier sección. Secciones de ayuda en línea “How do I” , están disponibles para los usuarios que requie ren sitios con ayuda personalizada sobre los cursos, incluso las instrucciones paso a paso para agregar diapositivas de PowerPoint, video y más. Guia del instructor Quick Start, ofrece a los profesores la opción de crear cursos en línea mediante un sencillo proceso paso a paso.

Para demostraciones gratuitas en línea, y aprender más acerca de la serie Course Management Systems, que cuenta con material de apoyo para este libro, visite las siguientes páginas Web: • • •

Blackboard: w w w .b la c k b o a rd .c o m . WcbCT: www. w e b e t. com. CourseCompass: w w w .coursecom pa8S .ccaa.

Reconocimientos Uno de los mayores placeres al escribir un libro de texto es el de reconocer el esfuerzo de mucha gente, cuyos nombres quizá no aparezcan en la portada, pero cuyo arduo trabajo, cooperación, amis tad y comprensión fue crucial para la elaboración de este libro. Mucha gente en Deitel & Associa tes, Inc. dedicó largas horas a este proyecto. •

Tem Nieto, egresado del Massachusetts Institute of Technology y director de desarrollo de productos en Deitel & Associates, fue coautor de los capítulos 15, 20 y 22, y la sección es pecial “Construya su propio compilador" del capítulo 17. Además, contribuyó en el Manual del maestro y en el C++ Multimedia Cyber Classroom, 4aedición, y desarrolló el manual de laboratorio para el estudiante. C+ + in the Lab, y el manual del profesor correspondiente.

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Ben Wiedermann, egresado de la Boston University con título en Ciencias de la computa ción, fue el líder de desarrollo, programador y escritor junto con el Dr. Harvey M. Deitel en el ejemplo práctico de UML correspondiente a los capítulos 1 a 7 y 9. http://alexyniorlls.blogspot.com 50 of 1380.

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Sean E. Santry, egresado del Boston College con títulos en Ciencias de la computación y Filosofía, es director de desarrollo de software en Dcitcl & Associates. Sean trabajó en el código y el recorrido a través de los códigos del ejemplo práctico de UML, y ayudó a cer tificar la precisión técnica de los capítulos 2 a 5, 8, 9. 11, 12, 16 y 21.

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Jonathan Gadzik, egresado de la Columbia University School of Engineering and Applied Science con un título en Ciencias de la computación, contribuyó con las secciones “Acerca de los objetos”, el prefacio y los capítulos 1, 9 a 14 y 16; además, Jon actualizó todos los diagramas IJML de los capítulos 2, 9, 12 y 14 a la versión 1.4.

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Cheryl Yaeger, egresada de la Boston University con un título en Ciencias de la computa ción, es directora de Desarrollo .NET en Dcitcl & Associates. Cheryl ayudó a certificar la precisión técnica de los capítulos 17, 19 y 20.

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Christi Kclscy, egresada de la Purdue University con un título en Administración y una especialización en Sistemas de información, es directora de desarrollo de negocios en Deitel & Associates. Christi trabajó en el apéndice sobre Recursos de Internet y Web para C++, aplicó las correcciones al manuscrito original y contribuyó en el prefacio.

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Laura Treibick, egresada de la University of Colorado en Boulder con un título en Fotogra fía y Multimedia, es directora de Multimedia en Deitel & Associates. Ella mejoró muchas de las gráficas del texto, asesoró en el diseño de la portada del libro y auditó el índice.

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Christina Courtemarche. egresada de la Boston University con un título en Ciencias de la computación, certificó la precisión técnica de los capítulos 9, 11, 13 y 15. Bctsy Duwaldt, directora editorial en Deitel & Associates, es egresada del Metropolitan Sta te Collage of Denver con un título en Comunicaciones digitales (con énfasis en edición y escritura). Betsy editó el prefacio y el apéndice D. Barbara Deitel aplicó las correcciones al manuscrito. Ella hizo esto en paralelo con sus ex tensas responsabilidades financieras y administrativas en Deitel & Associates. Abbey Deitel, presidenta de Deitel & Associates, es egresada de la Camegie Mellon Uni versity con un título en Administración industrial. Ella reclutó personal adicional de tiem po completo y becarios durante el 2002 y alquiló, equipó y amuebló nuestras nuevas ofici nas generales para crear el ambiente de trabajo en el cual se produjo la cuarta edición de Cómo programar en C+ + , y nuestras otras publicaciones de Deitel en el 2002. Ella sugirió el título Cómo programar..., para la serie y contribuyó con este prefacio.

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También queremos agradecer a los participantes del Intemship Program4 en Deitel & Associa tes. Inc.: •

Emanuel Achildiev, estudiante de segundo año de Ciencias de la computación en la Northeastem University, trabajó en los anexos de los capítulos 6 y 8 y evaluó los programas de ejemplo sobre diversas plataformas.

4. Este programa competitivo ofrece un número limitado de puestos asalariados a los estudiantes del área de Boston en las carreras de Ciencias de la computación. Tecnologías de la información. Mercadotecnia. Administración e In gles. Los estudiantes trabajan tiempo completo en nuestras oficinas corporativas en Maynard, Massachusctts durante el verano y (para aquellos que se encuentran en el área de Boston) por tiempo parcial durante el periodo académi co. También ofrecemos puestos de tiempo completo para prácticas profesionales para estudiantes interesados en lomar un semestre de descanso en la escuela para obtener experiencia en la industria. Los puestos comunes de tiem po completo están disponibles para los egresados. Para mayor información, contáctenos en a b b e y .d e i t e l 9 d e i t e l . c o m y visite nuestro sitio Web. w w w .d e ite l.c o m .


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L

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Kalid Azad, estudiante del último año de Ciencias de la computación en la Princeton Univcrsity, trabajó en los anexos del libro, así como en el Power Point Instructor Lecture No tes y el Test Item File.

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Nicholas Cassie, estudiante de segundo año de Ciencias de la computación en la Northeastem University, trabajó en los materiales anexos para los capítulos 4, 10 a 12 y 14 y evaluó los programas de ejemplo en diversos compiladores de C++.

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Thiago da Silva, estudiante de segundo año de Ciencias de la computación en la Northeastem University, evaluó los programas de todo el libro en varios compiladores de C++. Tam bién contribuyó en el material de apoyo en línea DtVE-lNTO que muestra cómo escribir, compilar y depurar programas en diversos ambientes de desarrollo de C++.

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Mike Dos’Santos, con especialidad en Ciencias de la computación en la Northeastem Uni versity, produjo el material anexo para los capítulos 7, 9 y 13, e hizo un extenso trabajo en C+ + in the lab.

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Brian Fostcr, estudiante de segundo año de Ciencias de la computación en la Northeastem University, evaluó los programas de ejemplo en distintos compiladores de C++. También contribuyó en el material de apoyo en línea de Dive-Ihto que muestran cómo escribir, com pilar y depurar programas en distintos ambientes de desarrollo en C++.

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Audrey Lee. egresada del Wellesley College y aspirante al doctorado en Ciencias de la com putación en la University oí Massachusctts, Amhcrst, trabajó en los anexos del libro, inclu yendo PowerPoint Instructor Lecture Notes, el C+ + Multimedia Cyber Classroom, 4a edi ción y el Test Item File.

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Jimmy Nguyen, estudiante de segundo año de Ciencias de la computación en la Northeas tem University. trabajó en los anexos para los capítulos 5, 15 y 17. También evaluó los pro gramas del libro en distintos compiladores de C++.

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Matthew Rubino, estudiante de segundo año de Ciencias de la computación en la Northeas tem University, evaluó los programas en varios compiladores de C++. También contribuyó en el material de apoyo en línea de DlVE-lNTO.

Queremos agradecer a uno de nuestros colegas de negocios, quien contribuyó en la elaboración del libro. Chris Poirier, un consultor independiente, coautor del capítulo 16. Además Chris es un ex perto en FrameMaker Developer Kit (FDK). También queremos agradecer a Justin Liberman, quien investigó las direcciones URL del apéndice D. Somos afortunados al haber trabajado en este proyecto con un talentoso y dedicado equipo de editores profesionales en Prcntice Hall. Apreciamos de manera especial el extraordinario esfuerzo de nuestra editora de Ciencias de la computación, Petra Recter y su jefa, nuestra mentora en la edi ción, Marcia Horton, directora editorial de la división de Ciencias de la computación c ingeniería de Prenticc Hall. Vmcc O'Brien hizo un estupendo trabajo en el manejo de la producción del libro. Sarah Burrows administró la publicación del extenso paquete adicional del libro. Pamela Shaffcr, ge rente ejecutiva de marketing para Ciencias de la computación, desarrolló el extenso programa de marketing del libro. El C++ Multimedia Cyber Classroom. 4/e, fue desarrollado en paralelo con este libro. Sincera mente apreciamos la perspicacia, experiencia y habilidad técnica de nuestros editores de medios electrónicos, Mark Tabú y Karen Malean. Ellos, con el administrador de proyecto Mike Ruel, hicie ron un gran trabajo en la edición de C++ Multimedia Cyber Classroom, 4aedición y The Complete C++ Training Course. 4“edición. http://alexyniorlls.blogspot.com 52 of 1380.

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U

Debemos un agradecimiento especial a la creatividad de Tamara Newnam ( s m a r t _ a r t 9 e a r t h l i n k . n e t ) . Tammy creó la portada y la encantadora criatura que comparte con usted los tips de programación. Barbara Deitel contribuyó con los nombres de los bichos de la portada. Queremos extender una nota especial de agradecimiento a Steve Clamage de Sun Microsystems, presidente del Comité Técnico J 16 de ANSI, el grupo responsable del desarrollo y evolución del es tándar para C++. Las contribuciones de Steve a este libro (y las ediciones anteriores) son profundas. Nos beneficiamos de manera importante con sus profundos comentarios y su gran entendimiento de C++. Steve desea que los libros que describen C++ sean correctos y toma parte de su ocupada agen da profesional para ayudarnos a nosotros y a otros autores de C++ a “ponerlos a punto". Nuestro sin cero agradecimiento a un consumado profesional. Queremos reconocer el esfuerzo de nuestros 52 revisores de la cuarta edición y extender una nota especial de agradecimiento a Jcnnifcr Capcllo de Prcntice Hall, quien condujo este extraordina rio esfuerzo de revisión. Revisores de la cuarta edición Revisores del material de C++ Ammar Abuthuraya (Microsoft) Richard Albright (University of Delaware) Rob Andrews (Desarrollador independiente de software) Peter Becker (Dinkumware, Ltd.) Cari Bumham (HostingResolve.com) Jimmy Chen (Salt Lake Community Collage) Ram Choppa (Baker Hughes) Stcphcn Clamage (Presidente de ANSI J16; Sun Microsystems) Nathan Clegg (Geerbox) Eric Crampton (Automatcd Trading Dcsk) Timothy Culp (Harris Corporation) Joel Davis (DinaaliSystems) Christophe de Dincchin (Hewlett-Packard) Vincent Drake (Borland) Lars Mar ius Garshol (Ontopian) John Godel (EPOCH Technical Services) Ric Heishman (Northern Virginia Community College) Anne Horton (AT&T) James Huddleston (Consultor independiente) Rcx Jacschkc (Consultor independiente) Clark Jefcoat (ProObject) Vivek Kajale (University of Texas, Arlington) Sam Kohn (New York Institute of Technology) Don Kostuch (You can C Oeariy Now) Stan Kurkovsky (Columbus State University) Meng Lee (Co-creador de STL; Hewlett-Packard) Sean McGrath (Propylon) Robert Myers (Florida State University) Ami Neiman (DeVry University-Fremont) David Papurt (Contratista independiente; conferencista y autor de C++) Garren Pease (LeamFrame, Inc.) Wolfgang Pclz (University of Akron) http://alexyniorlls.blogspot.com 53 of 1380.

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Tom Pennings (Borland) Prashant Ranc (Univcrsity of Texas) Shailesh Ratadia (Microsoft) Kroum Savadjiev (Purkinjc Inc.) Vicki Scott (Metrowerks, Inc.) Richard Scabrook (Annc Arundcl Community Collcgc) Gary Sibbitts (St. Iôuis Community College) Vladimir Toncar (Kerio Technologies) Owcn Urkov (Borland) Reid Wilkes (Microsoft) Revisores del ejemplo práctico (UML/DOO) de este libro Brian Cook (Zurich Insurance) Ron Felice (Omniware Development) Tcrry Hull (Enterprise Componen! Technologies, Inc) Don Kostuch (You can C Clearly) Grant Larscn (Rational Software) Davyd Norris (Rational Software) Kcndall Scott (Consultor independiente) Cameron Skinner (Embarcadero Technologies; OMG) Mark Taubc (Raytheon) Stephen Tockey (Construx Software; OMG) Bing Xuc (Siemens Applied Automation) Con un calendario muy apretado, estos revisores escrutaron cada aspecto del libro c hicieron incon tables sugerencias para mejorar la precisión e integridad de la presentación. Cómo ponerse en contacto con Deitel & Associates Agradeceremos sus comentarios, críticas, correcciones y sugerencias para mejorar este libro. Envíe su correspondencia a: daitel9daitttl.com

Responderemos oportunamente. Apoyo a clientes Envíe todas sus preguntas respecto al software y a la instalación al departamento de soporte técnico de Pearson Educatión a: • • •

Por teléfono: 1-800-Ó77-6337 Por correo electrónico: m e d ia . s u p p o r t& p e a r s o n e d . c o n En Web: 2 47 . p r e n h a l l . com

Remita sus preguntas respecto al lenguaje C++ a d e i t el@ d ei t e l . com. Bien, esto es todo por ahora. Bienvenido al excitante mundo de C++, la programación estructu rada, UML, programación general con STL y la programación Web en C++ con CGI. Esperamos que disfrute este vistazo a la programación moderna de computadoras. ¡Buena suerte! Dr. Harvey M. Deitel Paul J. Deitel http://alexyniorlls.blogspot.com 54 of 1380.

Prefacio

Ull

A ce rca de los autores Dr. Ilarvey M. Deitel. Presidente y director en jefe de estrategia (SCO) de Deitel & Associates. Inc. Tiene 41 años de experiencia en el campo de la computación, esto incluye un amplio trabajo aca démico y en la industria. El Dr. Deitel obtuvo la licenciatura y la maestría en el iMassachusetts Institute of Technology y el doctorado en la Boston University. Trabajó en los primeros proyectos de sistemas operativos de memoria virtual en IBM y el M1T que desarrollaron técnicas que en la actua lidad están ampliamente implementadas en sistemas tales como UNIX. Linux y Windows XP. Tiene 20 años de experiencia en la enseñanza universitaria, que incluye un puesto vitalicio y el haber ser vido como presidente del departamento de Ciencias de la computación en el Boston Collcgc antes de fundar, con su hijo Paul J. Deitel, Deitel & Associates, Inc. Él y Paul son los coautores de varias doce nas de libros y paquetes multimedia, y están escribiendo muchos más. Con publicaciones traducidas al Japonés, Ruso, Español, Chino tradicional. Chino simplificado. Koreano, Francés, Polaco, Ita liano, Portugués, Griego, Urdú y Turco, los textos de Deitel se han ganado el reconocimiento inter nacional. El Dr. Deitel lia impartido seminarios profesionales para grandes empresas, organizaciones gubernamentales y diversos sectores del ejército. Paul J. Deitel. CEO y director técnico en jefe de Deitel & Associates. Inc., es egresado del Sloan School of Management del Massachusctts Institute of Technology. A través de Deitel & Associates, Inc., ha impartido cursos de C, C++, Java, Internet y sobre World Widc Web a clientes de la industria, como Compaq, Sun Microsystems, White Sands Missile Range, Rogue Wave Software, Boeing, Dell, Stratus. Fidclity, Cambridge Technology Partncrs, Open Environment Corporation, One Wave, Hypcrion Software, Lucent Technologies, Adra Systems, Entergy, CableData Systems, NASA (en el centro es pacial Kennedy), National Severe Storm Laboratory, IBM y muchas otras empresas. Ha sido con ferencista de C++ y Java para la Boston Chapter de la Association for Computing Machinery, y lia impartido cursos sobre Java para comunicación satelital a través de una empresa de cooperación entre Deitel & Associates, Prcnticc Hall y Technology Education NetWork. Él y su padre, el Dr. Harvcy M. Deitel, son los autores de los libros de Ciencias de la computación con más ventas del mundo.

A cerca de Deitel & Associates, Inc. Deitel & Associates, Inc. es una empresa reconocida a nivel mundial dedicada al entrenamiento y creación de contenidos especializados en educación para tecnología de software para Intemct/World Wide Web, tecnología de software para e-business/e-commerce, tecnología de objetos y lenguajes de programación. La empresa proporciona cursos guiados sobre programación en Intcmct/Wcb, progra mación inalámbrica para Internet, tecnología de objetos, y lenguajes y plataformas importantes de programación, como C, C++, Visual C++.NET, Visual Basic®.NET, C#, Java, Java avanzado, XML, Perl, Python y otros. Los fundadores de Deitel & Associates, Inc, son el Dr. Harvey M. Deitel y Paul J. Deitel. Sus clientes incluyen muchas de las empresas de cómputo más grandes del mundo, agen das gubernamentales, sectores del ejército y organizariones de negodos. A lo largo de sus 27 años de sociedad editorial con Prentice Hall, Deitel & Associates, Inc., ha publicado libros de texto de vanguardia sobre programación, libros profesionales, multimedia interactiva en CD como los Cyber Classrooms, Complete Training Courses, e-books, e-Matter, cursos basados en Web y sistemas de administración de cursos de contenido electrónico para CMSs tales como WebCT, Blackboard y CourseCompass. Deitel & Associates, Inc., y los autores pueden ser contactados mediante correo electrónico en: .coa


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uv

Para conocer más acerca de Deitel «feAssociates. Inc., sus publicaciones y su currículo corpora tivo mundial en línea visite: www.deitel.com

Los pedidos por volumen para empresas c instituciones académicas deberán hacerse de manera directa con los representantes de Pearson Educación.

El Consorcio World Wide Web (W3C) \ \ r y *4 Deitel «fe Associates, Inc., es miembro del Consorcio World Wide Web (W3C o YY V World Wide Web Consortium). El W3C fue fundado en 1994 “para desarrollar proV T tocolos comunes para la evolución de la World Wide Web”. Como miembro del MEMBER W3C, Deitel «fe Associates, Inc., tiene un lugar en el W3C Advisory Committcc (el representante de nuestra empresa es nuestro CEO, Paul Deitel). Los miembros del Advisory Committcc ayudan a definir la “dirección estratégica” del W3C en reuniones alrededor del mundo. Además, las empresas miembro ayudan a desarrollar las recomendaciones de estándares para las tecnologías Web (tales como XHTML, XML, y muchas otras), a través de la participación en las ac tividades y grupos del W3C. La membresía del W3C es para empresas y organizaciones importan tes. Para obtener información sobre cómo convertirse en miembro del W3C visite: www. w 3 . o r g / C o n s o r t i u m / P r o s p e c t u ■ / J o i n i n g . h t m


Introducción a las computadoras y a la programación en C+4 Objetivos • Comprender los conceptos básicos de la ciencia de la computación. • Familiarizarse con los diferentes tipos de lenguajes de programación. • Comprender un típico entorno de desarrollo en C++. • Escribir programas sencillos en C++. • Utilizar instrucciones sencillas de entrada y salida. • Familiarizarse con los tipos de datos fundamentales. • Utilizar los operadores aritméticos. • Comprender la precedencia de los operadores aritméticos. • Escribir instrucciones condicionales sencillas. Ims grandes ideas requieren un gran lenguaje. Aristófanes Nuestra vida es malgastada por el detalle... simplificar, simplificar. Henry David Thoreau objetivo sublime deberé llevar a cabo a tiempo. S. Gilbert


2


Capítulo 1

Plan general 1.1

Introducción

1.2

¿Q u é ©s un a c o m p u ta d o ra ?

1.3

O rga n iza ció n d e las co m p u ta d o ra s

1.4

Evolución d© los sistem as operativos

1.5

C o m p u ta ció n personal, distribuida y cliente-servidor

1.6

Lenguajes m áquina, lenguajes ensam b ladores, y d e alto nivel

1.7

Historia d e C y C + +

1.8

La Biblioteca estándar d e C + +

1.9

Ja va

1.10

Visual Basic, Visual C + + y C #

1.11

O tros lenguaje s d e alto nivel

1.12

P rogram ación estructurada

1.13

La te n d e n cia cla ve del software: te cn o lo gía d e objetos

1.14

C o n c e p to s b á sic o s d e un am b iente típico C + +

1.15

Tendencias d e hardw are

1.16

Historia d e Internet

1.17

Historia d e la W orld W ide W eb

1.18

El C o n so rc io W orld W ide W eb (W 3C)

1.19

N otas gen erales a c e rc a d e C + + y d e este libro

1.20

Introducción a la p ro g ra m a ció n e n C + +

1.21

Un p ro gra m a sencillo: im prim ir un a línea d e texto

1.22

O tro p rogram a sencillo: sum a d e d o s enteros

1.23

C o n c e p to s d e m em oria

1.24

Aritm ética

1.25

Tom a d e decisiones: op e rad ore s d e ig u a ld a d y d e relación

1.26

A c e rc a d e los objetos: introducción a la te cn o lo gía d e objetos y al Lenguaje Unificado d e M o d e la d o (UM L™)

1.27

Recorrido a través del libro

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios

1.1 Introducción ¡Bienvenidos a C++! Hemos trabajado duro para crear lo que creemos será una experiencia educati va informativa y entretenida para usted. C++ es un lenguaje desafiante que generalmente se enseña sólo a los programadores experimentados, de manera que este libro es único entre los libros de tex to de C++: http://alexyniorlls.blogspot.com 58 of 1380.

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Es apropiado para gente con orientación técnica que cuente con poca o nada de experiencia en programación.

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Es apropiado para programadores experimentados que deseen conocer más profundamente el lenguaje.

¿Cómo puede un libro atraer a ambos grupos? La respuesta es que la parte central del libro po ne énfasis en la claridad de los programas, a través de las técnicas comprobadas de programación estructurada y de programación orientada a objetos (los principiantes aprenden a programar bien desde el principio). Hemos intentado escribir de manera clara y directa. El libro contiene cientos de programas en C++ y muestra los resultados que arrojan cuando dichos programas se ejecutan en una computadora. Nosotros llamamos a esto “el método del código activo”. Todos estos programas de ejemplo se encuentran en el CD-ROM que acompaña al libro. Además, los ejemplos originales, en inglés, se encuentran disponibles en la cuarta edición de nuestro producto interactivo en CD-ROM, C++ Multinu'dia Cyber Classroom. Este producto, totalmente en inglés, contiene un gran número de hipervínculos, descripciones en audio de los programas de ejemplo del libro, la opción de buscar una copia electrónica del libro y las soluciones de cerca de la mitad de los ejercicios. Las caracterís ticas del Cyber Classroom y la información para ordenarlo se encuentran en el prefacio de este libro. Los cinco primeros capítulos presentan los fundamentos de las computadoras, la programación de computadoras y el lenguaje de programación C++. Los principiantes que han tomado nuestros cursos nos han dicho que el material de los capítulos 1 a 5 contienen los fundamentos sólidos para un tratamiento más profundo de C++ en los capítulos restantes. Los programadores experimentados por lo general leen rápidamente los cinco primeros capítulos, y encuentran que el tratamiento de C++ en el resto del libro es riguroso y desafiante. La mayoría de la gente está de alguna manera familiarizada con las cosas excitantes que se pue den hacer con una computadora. Mediante este libro de texto, usted aprenderá a programar las compu tadoras para que hagan dichas cosas. El software (las instrucciones que usted escribe para ordenar a la computadora que realice acciones y tome decisiones) es quien controla a las computadoras (a me nudo llamadas hardware). C++ es uno de los lenguajes de desarrollo de software más populares en la actualidad. Este libro presenta una introducción a la programación en la versión de C++ estanda rizado, llevada a cabo en los Estados Unidos a través del American National Standards Institute (AN SI, Instituto nacional estadounidense de estándares), y a nivel mundial a través de las acciones de la International Organization for Standardizaron (ISO).1 El uso de las computadoras se ha incrementado en casi cualquier campo de trabajo. En una era de aumentos constantes de costos, los costos de cómputo han disminuido de manera dramática de bido al rápido desarrollo en la tecnología de hardware y software. Las computadoras que ocupaban grandes habitaciones y que costaban millones de dólares, hace 25 o 30 años, ahora son colocadas en las superficies de pequeños chips de silicio, más pequeños que una uña y con un costo de quizá unos cuantos dólares cada uno. De manera irónica, el silicio es uno de los materiales más abundantes en el planeta (es uno de los ingredientes de la tierra común). La tecnología de los chips de silicio ha vuelto tan económica a la tecnología de computación que cientos de miles de computadoras de uso general se encuentran actualmente ayudando a la gente en las empresas, en la industria, en el gobier no y en sus vidas personales. Dicho número podría duplicarse en unos cuantos años.

I. De acuerdo con el sitio Web de la ISO (ww. iso.org/iso/an/aboutiao/introduction/irtiatialSO. html), ISO son las iniciales de la organización, empleadas a nivel mundial para evitar acrónimos diferentes para cada traducción de la International Organization forStandardization.


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A través de los años, muchos programadores aprendieron la metodología de programación de nominada programación estructurada. Usted aprenderá tanto la programación estructurada como la novedosa y excitante programación orientada a objetos. ¿Por qué enseñamos ambas? Ciertamente, la programación orientada a objetos será la metodología clave de programación para la siguiente dé cada. Usted creará y trabajará con muchos objetos en este curso. Sin embargo, descubrirá que la es tructura intema de esos objetos a menudo se construye mejor utilizando técnicas de programación estructurada. Además, en ocasiones la lógica para manipular los objetos se expresa mejor mediante la programación estructurada. En la actualidad, existe una migración masiva de sistemas basados en C a sistemas basados en C++. También existe una gran cantidad de código denominado “heredado de C”. C ha sido amplia mente utilizado durante un cuarto de siglo. Una vez que la gente aprende C++, descubre que es más poderoso que C, y a menudo elige migrar a C++. Esta gente comienza por convertir sus sistemas he redados a C++. Luego, utilizan las diferentes características de C++, generalmente conocidas como "mejoras a C mediante C++”, para mejorar el estilo de sus programas en C. Por último, aprovechan las características de la programación orientada a objetos de C++ para descubrir por completo los beneficios del lenguaje. En los primeros cinco capítulos del libro usted aprenderá sobre la programación estructurada en C++, la “parte C” de C++ y las “mejoras a C mediante C++”. En el resto del libro penetrará en la programación orientada a objetos en C++. Sin embargo, no deseamos que espere hasta el capítulo 6 para que pueda apreciar las ventajas de la orientación a objetos. Por lo tanto, cada uno de los prime ros cinco capítulos concluyen con una sección denominada “Acerca de los objetos". Estas secciones introducen los conceptos básicos y la terminología relacionada con la programación orientada a ob jetos. Cuando lleguemos al capítulo 6, Clases y abstracción de datos, estará preparado para utilizar C++ para crear objetos y escribir programas orientados a objetos. El primer capítulo contiene cuatro partes. La primera introduce los conceptos básicos de las computadoras y los programas de cómputo. La segunda lo pone a escribir algunos programas senci llos en C++. La tercera parte le ayuda a “pensar acerca de los objetos", mientras que la última ex plora el resto del libro. ¡De manera que ahí lo tiene! Está a punto de comenzar una ruta de desafíos y recompensas. Mientras tanto, si desea comunicarse con nosotros, envíenos un correo electrónico a deitelGdeitel.con

o explore nuestra página Web en www.deitttl.com

1.2 ¿Q u é ©s una com putadora? Una computadora es un dispositivo capaz de realizar cálculos y tomar decisiones lógicas a velocida des de millones (incluso de miles de millones) de veces más rápidas que los humanos. Por ejemplo, muchas de las computadoras personales actuales pueden realizar miles de millones de sumas por segundo. Una persona con una calculadora podría requerir toda una vida para completar el mismo número de operaciones que una computadora personal realiza en un segundo. (Puntos a consideran ¿cómo sabría que la persona realizó los cálculos de manera correcta? ¿Cómo sabría que la compu tadora sumó los números de manera correcta?) ¡Las supercomputadoras actuales más rápidas pueden realizar miles de millones de sumas por segundo! ¡Y en los laboratorios de investigación se encuen tran otras que pueden realizar billones de instrucciones en un segundo! http://alexyniorlls.blogspot.com 60 of 1380.

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Las computadoras procesan los Jatos bajo el control de conjuntos de instrucciones llamadas profiramos de cómputo. Estos programas de cómputo guían a la computadora a través de conjuntos ordenados de acciones especificadas por gente llamada programadores de computadoras. Una computadora está compuesta por varios dispositivos (tales como el teclado, el monitor, el “ratón”, discos, memoria, CD-ROM y unidades de procesamiento) conocidos como hardware. A los programas de cómputo que se ejecutan dentro de una computadora se les denomina software. Los cos tos de las piezas de hardware han disminuido de manera expectacular en años recientes, al punto en el que las computadoras personales se han convertido en artículos domésticos. Desafortunadamente, los costos para el desarrollo de programas se incrementan de manera constante conforme los progra madores desarrollan aplicaciones más complejas y poderosas, sin que exista una mejora significativa en la tecnología para el desarrollo de software. En este libro aprenderá métodos comprobados para el desarrollo de software que pueden reducir sus costos (programación estructurada, mejoramiento paso a paso, uso de funciones, programación basada en objetos, programación orientada a objetos, diseño orientado a objetos y programación genérica).

1.3 Organización de las com putadoras Independientemente de la apariencia física, casi siempre las computadoras pueden representarse me diante seis unidades o secciones lógicas. Éstas son: 1. Unidad de entrada. Ésta es la sección “receptora” de la computadora. Obtiene información (datos y programas de cómputo) desde varios dispositivos de entrada y pone esta informa ción a disposición de las otras unidades para que la información pueda procesarse. En la actualidad, la mayor parte de la información se introduce a través del teclado y el ratón. Actualmente, la información también puede introducirse hablando con su computadora, digitalizando las imágenes y mediante la recepción de información desde una red, como Internet. 2. Unidad de salida. Ésta es la sección de “embarque” de la computadora. Toma información que ya ha sido procesada por la computadora y la coloca en los diferentes dispositivos de salida, para que la información esté disponible fuera de la computadora. La mayor parte de la información de salida de las computadoras se despliega en el monitor, se imprime en papel, o se utiliza para controlar otros dispositivos. También, las computadoras pueden dar salida a su información a través de redes, tales como Internet. 3. Unidad de memoria. Ésta sección funciona en la computadora como un “almacén” de acce so rápido, pero con relativa baja capacidad. Retiene la información que se introduce a través de la unidad de entrada, de manera que la información pueda estar disponible de manera in mediata para procesarla cuando sea necesario. La unidad de memoria también retiene la información procesada hasta que ésta pueda ser colocada en los dispositivos de salida por la unidad de salida. Con frecuencia, a la unidad de memoria se le llama memoria o memo ria primaria. 4. Unidad aritmética y lógica (ALU). Ésta es la sección de "manufactura” de la computadora. Es la responsable de realizar cálculos tales como suma, resta, multiplicación y división. Contiene los mecanismos de decisión que permiten a la computadora hacer cosas como, por ejemplo, comparar dos elementos de la unidad de memoria para determinar si son iguales o no. 5. Unidad central de procesamiento (CPU). Ésta es la sección “administrativa” de la compu tadora: es quien coordina y supervisa la operación de las demás secciones. La CPU le indica a la unidad de entrada cuándo debe grabarse la información dentro de la unidad de memo ria, le indica a la ALU cuándo debe utilizarse la información de la unidad de memoria para http://alexyniorlls.blogspot.com 61 of 1380.

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los cálculos y le indica a la unidad de salida cuándo enviar la información desde la unidad de memoria hacia ciertos dispositivos de salida. Muchas de las computadoras actuales contienen múltiples unidades de procesamiento, y, por lo tanto, pueden realizar múlti ples operaciones de manera simultánea (a estas computadoras se les conoce como multipro cesudaras). 6. Unidad secundaria de almacenamiento. Éste es el “almacén” de alta capacidad y de larga duración de la computadora, l-os programas o datos que no se encuentran en ejecución por las otras unidades, normalmente se colocan dentro de dispositivos de almacenamiento secundario (tales como discos) hasta que son requeridos de nuevo, posiblemente horas, días, meses o incluso años después. El tiempo para acceder a la información en alma cenamiento secundario es mucho mayor que el necesario para acceder a la de la memoria principal, pero el costo por unidad de memoria secundaria es mucho menor que el corres pondiente a la unidad de memoria principal.

1.4 Evolución de los sistemas operativos Las primeras computadoras eran capaces de realizar solamente una tarea o trabajo a la vez. A esta forma de operación de la computadora a menudo se le conoce como procesamiento por lotes (batch) de un solo usuario. La computadora ejecuta un solo programa a la vez, mientras procesa los datos en grupos o lotes. En estos primeros sistemas, los usuarios generalmente asignaban sus trabajos aun cen tro de cómputo que lo introducía en paquetes de tarjetas perforadas. A menudo tenían que esperar ho ras, o incluso días, antes de que sus resultados impresos regresaran a sus escritorios. Los sistemas de software denominados sistemas operativos fueron desarrollados para hacer más fácil el uso de la computadora. Los primeros sistemas operativos administraban la suave transición entre tareas. Esto minimizó el tiempo necesario para que los operadores de computadoras pasaran de una tarea a otra, y por consiguiente incrementó la cantidad de trabajo, o el flujo de datos, que las computadoras podían procesar. Conforme las computadoras se volvieron más poderosas, se hizo evidente que un proceso por lotes para un solo usuario rara vez aprovechaba todos los recursos de la computadora de manera efi ciente, debido al tiempo que se malgastaba esperando a que los lentos dispositivos de entrada/salida completaran sus tareas. Se pensó que era posible realizar muchas tareas o trabajos que podrían com partir los recursos de la computadora y lograr un uso más eficiente de ésta. A esto se le conoce co mo multiprogramación. La multiprogramación significa la operación “simultánea” de muchas tareas dentro de la computadora (la computadora comparte sus recursos entre los trabajos que compiten por su atención). En la década de los sesenta, muchos grupos en la industria y en las universidades marcaron los rumbos de los sistemas operativos de tiempo compartido. El tiempo compartido es un caso especial de la multiprogramación en el cual los usuarios acceden a la computadora a través de terminales; por lo general, dispositivos compuestos por un teclado y un monitor. En un típico sistema de cómputo de tiempo compartido puede haber docenas o incluso cientos de usuarios compartiendo la compu tadora al mismo tiempo. 1.a computadora en realidad no ejecuta los procesos de todos los usuarios a la vez. La computadora hace el trabajo tan rápido que puede proporcionar el servicio a cada usuario varias veces por segundo. Así, los programas de los usuarios aparentemente se ejecutan de manera simultánea. Una ventaja del tiempo compartido es que el usuario recibe respuestas casi inmediatas a las peticiones, en vez de tener que esperar los resultados durante largos periodos, como en los co mienzos de la computación. http://alexyniorlls.blogspot.com 62 of 1380.

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1.5 Com putación personal, distribuida y cliente-servidor En 1977, Apple Computer popularizó el fenómeno de la computación personal. Al principio era el sue ño de todo aficionado. Las computadoras se hicieron lo suficientemente económicas para que la gente las pudiera adquirir para su uso personal o para negocios. En 1981, IBM, el vendedor de computado ras más grande del mundo, introdujo la PC de IBM. Literalmente, de la noche a la mañana, la compu tación personal se posicionó en las empresas, en la industria y en las instituciones gubernamentales. Sin embargo, estas computadoras eran unidades "independientes" (la gente hacía el trabajo en su propia máquina y transportaba sus discos de un lado a otro para compartir información). Aunque las primeras computadoras personales no eran lo suficientemente poderosas para compartir el tiem po entre muchos usuarios, estas máquinas podían interconectarse mediante redes, algunas veces me diante líneas telefónicas y otras mediante de redes de área local {LANs) dentro de la empresa. Esto derivó en el fenómeno denominado computación distribuida; en la cual la computación de la empre sa, en vez de realizarse dentro de un centro de cómputo, so distribuye a través de redes a los sitios en donde se realiza el trabajo de la empresa. Las computadoras personales eran lo suficientemente poderosas para manejar los requerimientos de cómputo de usuarios individuales, y para manejar las tarcas básicas de comunicación que involucraba la transferencia de información entre una compu tadora y otra, de manera electrónica. Las computadoras personales actuales son tan poderosas como las máquinas de un millón de dólares de hace apenas una década. Las máquinas de escritorio más poderosas (denominadas esta ciones de trabajo) proporcionan al usuario enormes capacidades. La información se comparte de ma nera muy sencilla a través de redes de computadoras, en donde algunas computadoras denominadas servidores de archivos ofrecen un lugar común de almacenamiento para programas y datos que podrían ser utilizados por computadoras cliente distribuidas a través de la red, de ahí el término de computación cliente/senidor. C++ se ha utilizado ampliamente para crear software para sistemas operativos, para redes de computadoras y para aplicaciones cliente-servidor distribuidas. Los siste mas operativos actuales más populares tales como UNIX. Linux, y los sistemas basados en Windows de Microsoft, proporcionan el tipo de capacidades que explicamos en esta sección.

1.6 Lenguajes máquina, lenguajes ensambladores, y de alto nivel Los programadores escriben instrucciones en diversos lenguajes de programación, algunos de estos lenguajes los comprende directamente la computadora, mientras que otros requieren pasos interme dios de traducción. En la actualidad se utilizan cientos de lenguajes de computación, los cuales se dividen en tres tipos generales: 1. Lenguajes máquina. 2. lenguajes ensambladores. 3. lenguajes de alto nivel. Cualquier computadora puede entender de manera directa sólo su propio lenguaje máquina. FJ lenguaje máquina es el “lenguaje natural” de una computadora en particular y está definido por el diseño del hardware de dicha computadora. Por lo general, los lenguajes máquina consisten en cade nas de números (que finalmente se reducen a unos (1) y ceros (0)) que instruyen a las computadoras para realizar sus operaciones más elementales, una por una. Los lenguajes máquina son dependien tes de la máquina, es decir, un lenguaje máquina en particular puede utilizarse solamente en un tipo de computadora. Los lenguajes máquina son difíciles de comprender para los humanos, como puede ver en el programa de lenguaje máquina de la siguiente sección, el cual suma el pago de las horas extras al sueldo base y lo almacena en el sueldo bruto. http://alexyniorlls.blogspot.com 63 of 1380.

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+1300042774 ♦1400593419 ♦1200274027

Conforme las computadoras se volvieron más populares, se hizo evidente que la programación en lenguaje máquina era demasiado lenta, tediosa y propensa a errores. En lugar de utilizar las cadenas de números que las computadoras pueden entender de manera directa, los programadores comenzaron a utilizar abreviaturas del inglés para representar las operaciones básicas de la computadora. Estas abreviaturas del inglés formaron la base de los lenguajes ensatnbladores. Se desarrollaron progra mas traductores llamados ensambladores, para convertir programas en lenguaje ensamblador a lengua je máquina a la velocidad de la computadora. La siguiente sección muestra un programa en lenguaje ensamblador que también suma el pago por horas extras al sueldo base y almacena el resultado en el sueldo bruto, pero de manera más clara que su equivalente en lenguaje máquina: LOAD ADD STORE

SUELDOBASE SUELDOEXTRA SUELDOBRUTO

Aunque dicho código es más claro para los humanos, será incomprensible para las computadoras, hasta que los ensambladores lo traduzcan a lenguaje máquina. El uso de las computadoras se incrementó rápidamente con la llegada de los lenguajes ensam bladores, pero éstos aún requerían muchas instrucciones para llevar a cabo las tarcas más sencillas. Para acelerar el proceso de programación se desarrollaron los lenguajes de alto nivel, en los que ins trucciones individuales llevan a cabo tarcas importantes. Los programas traductores, denominados compiladores, convierten programas escritos en lenguajes de alto nivel en lenguaje máquina. Los lenguajes de alto nivel permiten a los programadores escribir instrucciones que se parecen mucho al inglés común, y contienen la notación matemática común. Un programa de nómina escrito en un len guaje de alto nivel podría contener una instrucción como la siguiente: ■u«ldobruto - sueldobase ♦ sualdoextra

Obviamente, los lenguajes de alto nivel son mucho más recomendables, desde el punto de vista del programador, que los lenguajes máquina y ensamblador. C y C++ son los lenguajes de alto nivel más poderosos y más ampliamente utilizados. El proceso de compilación de un programa escrito en lenguaje de alto nivel a un lenguaje má quina puede tardar un tiempo considerable. Los programas intérpretes se desarrollaron para que pudieran ejecutar programas de alto nivel sin necesidad de compilar dichos programas a lenguaje máquina. Aunque la ejecución de los programas compilados es más rápida que los programas inter pretados, los intérpretes son populares dentro de ambientes de desarrollo de programas, en los cua les los programas se modifican de manera frecuente conforme se adicionan nuevas características y se corrigen los errores. Una vez que un programa es desarrollado, una versión compilada puede eje cutarse de manera más eficiente.

1.7 Historia de C y C++ C++ evolucionó de C, el cual, a su vez, evolucionó de dos lenguajes de programación anteriores, BCPL y B. En 1967, Martin Richards desarrolló BCPL como un lenguaje para escribir software pa ra sistemas operativos y compiladores. Ken Thompson modeló muchas de las características de C en su lenguaje B. luego del desarrollo de su contraparte BCPL y, en 1970, utilizó B para crear las pri meras versiones del sistema operativo UNIX en los laboratorios Bell, sobre una computadora DEC PDP-7. Tanto BCPL como B eran lenguajes “sin tipo” (cada dato ocupaba una “palabra” en memo http://alexyniorlls.blogspot.com 64 of 1380.

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ria y, por ejemplo, el trabajo de procesar un elemento como un número completo o un número real era responsabilidad del programador). El lenguaje C evolucionó a partir de B; dicha evolución estuvo a cargo de Dennis Ritchic en los laboratorios Bell y, en 1972, se ¡mplcmentó en una computadora DEC PDP-11. C utiliza muchos con ceptos importantes de BCPL y B cuando agrega tipos de datos y otras características. Inicialmente, C se hizo muy popular como lenguaje de desarrollo para el sistema operativo UNIX. En la actualidad, la mayoría de los sistemas operativos están escritos en C y/o C++, y C se encuentra disponible para la mayoría de las computadoras, y es independiente del hardware. Con un diseño cuidadoso, es posible escribir programas en C que sean portables para la mayoría de las computadoras. Para fines de la década de los setenta, C evolucionó en lo que ahora se conoce como “C tradi cional”, ‘‘C clásico", o “C de Kemigham y Ritchie". La publicación que en 1978 Prentice Hall hicie ra del libro de Kemighan y Ritchie, El lenguaje de programación C, atrajo mucho la atención de la gente a dicho lenguaje. La amplia utilización de C para distintos tipos de computadoras (en ocasiones llamadas plata formas de hardware) ocasionó, desafortunadamente, muchas variantes. Éstas eran similares, pero a menudo incompatibles, lo que se volvió un problema serio para los desarrolladores que necesitaban escribir programas que se pudieran ejecutar en distintas plataformas. Entonces, se hizo evidente la necesidad de una versión estándar de C. En 1983, se creó el comité técnico X3J11 bajo la supervisión del American National Standards Committcc on Computers and Information Processing (X3), para “proporcionar una definición del lenguaje clara c independiente de la computadora”. En 1989, el estándar fue aprobado. ANSI cooperó con la International Organization for Standardization (ISO) para estandarizar C a nivel mundial; el documento conjunto del estándar se publicó en 1990 y se le conoce como ANSI/ISO 9899: 1990. Las copias de este documento pueden solicitarse a la ANSI. La segunda edición del libro de Kemighan y Ritchie, publicada en 1988, menciona esta versión deno minada ANSI C, una versión del lenguaje que actualmente se utiliza a nivel mundial. Tip de p o rtab ilid o d 1.1 Debido a que C es un lenguaje ampliamente disponible, independiente de la plataforma, y estandari zado, las aplicaciones escritas en C a menudo pueden ejecutarse sobre un amplio rango de sistemas de cómputo con muy pocas o ninguna modificación.

A principios de la década de los ochenta, Bjarne Stroustrup desarrolló una extensión de C en los laboratorios Bell: C++. C++ proporciona un conjunto de características que “pulen" al lenguaje C; pero lo más importante, proporciona la capacidad de una programación orientada a objetos. Una revolución se está gestando en la comunidad del software. Escribir software rápida, correc ta y económicamente es aún una meta escurridiza, en una época en la que la demanda de nuevo y más poderoso software se encuentra a la alza. Los objetos son, esencialmente, componentes reutilizables de software que modelan elementos reales. Los desarrolladores de software están descubrien do que utilizar una metodología de diseño e implementación modular y orientada a objetos puede hacer más productivos a los grupos de desarrollo de software, que mediante las populares técnicas de programación anteriores, tales como la programación estructurada. Los programas orientados a objetos son más fáciles de comprender, corregir y modificar. Se han creado muchos otros lenguajes orientados a objetos, incluyendo a Smalltalk, desarrollado por Xerox en su Centro de Investigaciones de Palo Alto (PARC). Smalltalk es un lenguaje orientado a objetos puro (literalmente todo es un objeto). C++ es un lenguaje híbrido (en él es posible programar tanto en estilo C, como en estilo orientado a objetos, o en ambos). http://alexyniorlls.blogspot.com 65 of 1380.

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1.8 La Biblioteca estándar de C++ Los programas de C++ constan de piezas llamadas clases y funciones. Usted puede programar cada pieza que necesite para formar un programa en C++. Sin embargo, la mayoría de quienes programan en C++ aprovechan la ventaja de su rica colección de clases y funciones existentes dentro de la bi blioteca estándar de C++. Además, en realidad existen dos partes que se deben aprender en el “mun do" de C++. La primera es aprender el lenguaje C-»-+ en sí mismo; la segunda es aprender a utilizar las funciones y clases de la biblioteca estándar de C++. A través de este libro, explicaremos muchas de estas clases y funciones. El libro de Plaugcr2 es una lectura obligada para los programadores que necesiten comprender más profundamente las funciones de la biblioteca de C de ANSI que se inclu yen en C++, cómo emplearlas y cómo utilizarlas para escribir código portable. Los fabricantes de los compiladores generalmente proporcionan las bibliotecas estándares de clases. Muchas bibliotecas de clases para propósitos especiales puede adquirirlas de fabricantes de software independientes. O b se rv a c ió n d e ingeniería d e softw are 1.1 Utilice un “método de construcción en bloques " para crear programas. Evite reinveniar la rueda. Uti lice, si es posible, piezas existentes (a esto se le denomina "reutilización de software ” y es vital para la programación orientada a objetos).

O b se rv a c ió n d e ingeniería de softw are 1.2 Cuando se programa en C+ +, generalmente se utilizan los siguientes bloques de construcción: clases y funciones de la biblioteca estándar de C++. clases y funciones creadas por uno mismo, y clases y funciones populares de diversos proveedores adicionales.

[Nota: Incluimos muchas de estas Observaciones de ingeniería de software a través de todo el tex to para explicar conceptos que afectan o mejoran la arquitectura y la calidad de un sistema de software en general, y, en particular, de sistemas de software grandes. También resaltamos las Rueños prácticas de programación (prácticas que le pueden ayudar a escribir programas más claros, más comprensibles, de fácil mantenimiento, y más fáciles de probar y corregir), los Errores comunes de programación (pro blemas de los que se tiene que cuidar, de manera que no los cometa dentro de sus programas), Tips de rendimiento (técnicas que le ayudarán a escribir programas que se ejecuten más rápido y ocupen menos memoria), Tips de portabilidad (técnicas que le ayudarán a escribir programas que se ejecuten, con po ca o ninguna modificación, en una variedad de computadoras) y Tips de prueba y depuración (técnicas que le ayudarán a corregir errores en sus programas, y lo más importante, técnicas que le ayudarán a es cribir en primera instancia, programas libres de errores). Muchas de estas técnicas y prácticas sólo son guías; usted deberá, sin duda alguna, desarrollar su propio estilo de programación preferido.] 1.a ventaja de crear sus propias funciones y clases es que sabrá exactamente cómo funcionan y podrá examinar el código de C++. La desventaja es el tiempo y esfuerzos que acompañan al diseño, el desarrollo y el mantenimiento para que las nuevas funciones y clases sean correctas y para que operen de manera eficiente. Tip d e rendim iento 1.1 Utilizar las funciones y clases de la biblioteca estándar en lugar de escribir sus propias versiones pue de mejorar el rendimiento del software, esto se debe a que dicho software está escrito cuidadosamen te para que se ejecute de manera eficiente y correcta

Tip d e p o rtab ilid ad 1.2 Utilizar las funciones y clases de la biblioteca estándar en lugar de escribir las suyas propias puede mejorar la portabilidad del programa, debido a que este software se incluye en casi todas las implementaciones de C++. 2. P. J. Plaugcr, The Standard C Library (F.nglcwood Cliffs, NJ: Prcnticc Hall, 1992).


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Introducción a las computadoras y a la programación ©n C-m -

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1.9 Java Mucha gente cree que el próximo campo importante en el que los microprocesadores tendrán un im pacto profundo es en los dispositivos electrónicos inteligentes para uso doméstico. Al reconocer es to, Sun Microsystems patrocinó, en 1991, un proyecto de investigación de la empresa denominado Green. El proyecto desembocó en el desarrollo de un lenguaje basado en C y C++, al que su crea dor, James Gosling, llamó Oak, debido a un roble que tenía a la vista desde su ventana en las ofici nas de Sun. Posteriormente se descubrió que ya existía un lenguaje de programación con el mismo nombre. Cuando un grupo de gente de Sun visitó una cafetería local, sugirieron el nombre Java (una variedad de café), y así se quedó. Pero el proyecto Green tuvo algunas dificultades. El mercado para los dispositivos electrónicos inteligentes de uso doméstico no se desarrollaba tan rápido como Sun había anticipado. Peor aún, un contrato importante por el que Sun había competido, se le otorgó a otra empresa. De manera que el proyecto corría peligro de ser cancelado. Pero para su buena fortuna, la popularidad de World Widc Web explotó en 1993 y la gente de Sun se dio cuenta de inmediato del potencial de Java para crear contenido dinámico para páginas Web. Sun anunció formalmente a Java en una exposición profesional que tuvo lugar en mayo de 1995. De inmediato, Java generó interés dentro de la comunidad de negocios debido a la fenomenal explo sión de la World Wide Web. En la actualidad, Java se utiliza para crear páginas Web con contenido dinámico e interactivo, para desarrollar aplicaciones a gran escala, para aumentar la funcionalidad de los servidores Web (las computadoras que proporcionan el contenido que vemos en los navegadores Web), para proporcionar aplicaciones para dispositivos domésticos (como teléfonos celulares, loca lizadores y asistentes digitales personales) y más. En 1995, estábamos siguiendo el desarrollo de Java. En noviembre de 1995, asistimos a una con ferencia sobre Internet que tuvo lugar en Boston. Un representante de Sun Microsystems dio una ani mada presentación sobre Java. Mientras la plática se llevaba a cabo, se hizo evidente para nosotros que Java tendría un papel importante en el desarrollo de páginas Web interactivas y con multimedia. Sin embargo, inmediatamente vimos un potencial mucho mayor para el lenguaje. Vimos a Java como un buen lenguaje para enseñar a los estudiantes de primer año de programa ción la esencia de las gráficas, imágenes, audio, vídeo, bases de datos, redes, computación de múl tiples subproccsos y de colaboración. Entonces trabajamos en la primera edición de Cómo progra mar en Java el cual se publicó a tiempo para el inicio de clases en otoño de 19%. Ahora vamos en la quinta edición de esa obra. Además de su prominencia para desarrollar aplicaciones para Internet e intranets. Java se ha convertido en el lenguaje de elección para implcmentar software para dispositivos que se comunican a través de una red (tales como teléfonos celulares, localizadores y asistentes electrónicos persona les). ¡No se sorprenda si su nuevo equipo de sonido y otros dispositivos de su hogar pueden conec tarse entre sí mediante el uso de tecnología Java!

1.10 Visual Basic, Visual C++ y C# El desarrollo de aplicaciones para Windows en lenguajes tales como C y C++ demostró ser un pro ceso difícil y engorroso. Cuando Bill Gates fundó Microsoft Corporation, implantó BASIC en muchas de las primeras computadoras personales. BASIC (Beginner’s All-Purpose Symbolic Instruction Code, Código de instrucciones simbólicas de uso general para principiantes) es un lenguaje de pro gramación desarrollado a mediados de la década de los sesenta por los profesores John Kemcny y Tilomas Kurtz del Dartmouth College como un lenguaje para escribir programas sencillos. El pro pósito principal de BASIC era familiarizar a los principiantes con las técnicas de programación. luí http://alexyniorlls.blogspot.com 67 of 1380.

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evolución natural de BASIC a Visual Basic se introdujo en 1991 como resultado del desarrollo de la interfaz gráfica de usuario (GUI) denominada Windows, a finales de la década de los ochenta y principios de los noventa. Aunque Visual Basic se derivó del leguaje de programación BASIC, es un lenguaje radicalmen te distinto que ofrece características muy poderosas, como interfaces gráficas de usuario, manejo de eventos, acceso a la Win32 API (Interfaz de programación de aplicaciones de 32 bits de Windows), programación orientada a objetos y manejo de errores. Visual Basic es una de las interfaces de pro gramación visuales y orientadas a eventos más populares. I-a versión más reciente de Visual Basic, denominada Visual Basic .N ET' está diseñada para la nueva plataforma de programación de Microsoft: .NET. Las primeras versiones de Visual Basic pro porcionaban las capacidades de la programación orientada a objetos, pero Visual Basic .NFT ofrece orientación a objetos de manera avanzada y hace uso de la poderosa biblioteca de componentes de software reutilizable dentro de .NET. Visual C++ es una implcmcntación de Microsoft de C++, la cual incluye extensiones propias de Microsoft al lenguaje. En un principio, la programación de gráficos y GUI con Visual C++ se implementaba mediante la MFC (Microsoft Foundation Classes). Actualmente, con la introducción de .NET, Microsoft proporciona una biblioteca común para implementar GUls, gráficos, redes, múlti ples subprocesos y otras opciones. Esta biblioteca se comparte entre Visual Basic, Visual C++ y C#, el nuevo lenguaje de Microsoft. El avance en las herramientas de programación (por ejemplo, C++ y Java) y en los dispositivos electrodomésticos (por ejemplo, los teléfonos celulares) creó problemas y nuevos requerimientos. 1.a integración de componentes de software de varios lenguajes resultó difícil, y los problemas de ins talación eran comunes debido a que las nuevas versiones de los componentes compartidos eran incompatibles con el viejo software. Los dcsarrolladorcs descubrieron también que necesitaban apli caciones para Web que se pudieran acceder y utilizar mediante Internet. Como resultado de la popu laridad de los dispositivos electrónicos móviles, los dcsarrolladorcs de software se dieron cuenta de que sus clientes no estaban restringidos a sus computadoras de escritorio y descubrieron la necesi dad de software que fuera accesible para todos y que estuviera disponible a través de casi cualquier tipo de dispositivo. Para cubrir estas necesidades, Microsoft anunció su iniciativa .NET y el lengua je de programación CU. En la plataforma .NET las aplicaciones para Web pueden distribuirse a una gran variedad de dis positivos (incluso teléfonos celulares). Esta plataforma ofrece un nuevo modelo de desarrollo de software que permite que las aplicaciones creadas en lenguajes de programación distintos se comu niquen entre sí. El lenguaje de programación C#, desarrollado en Microsoft por Anders Hcjlsbcrg y Scott Wiltamuth. fue diseñado especialmente para la plataforma .NET como un lenguaje que permi tiera a los programadores migrar fácilmente a .NET. Esta migración se hace fácil debido a que C# tiene sus raíces en C, C++ y Java, con la adaptación de las mejores características de cada uno y la adición de otras nuevas propias de este lenguaje. Debido a que C# se construyó con base en lengua jes bien desarrollados y ampliamente utilizados, aprender C# es fácil y agradable. C# es un lenguaje de programación visual, manejador de eventos, y completamente orientado a objetos, en el que los programas se crean mediante el uso de un Ambiente Integrado de Desarrollo (IDE). Con el IDE, los programadores pueden crear, ejecutar, probar y corregir programas de C# de manera conveniente, y por tal motivo, reducir el tiempo requerido para crear un programa funcional en una fracción del tiempo que se necesitaría si no se utilizara el IDE. El proceso de crear de mane ra rápida una aplicación mediante un IDE se denomina Desarrollo Rápido de Aplicaciones (RAD).3 3. El lector que se interese en Visual Basic .NET podría considerar el libro. Visual Basic .NET. de David Chappell o Visual Basic .NET de Duncan Mackenzie, ambos publicados por esta editorial.


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C# también permite un nuevo grado de interoperabilidad: los componentes de software de dife rentes lenguajes pueden intcractuar como nunca antes. Los dcsarrolladorcs pueden empacar incluso software viejo, para que funcione con nuevos programas en C#. Además, las aplicaciones C# pue den interactuar vía Internet.

1.11 Otros lenguajes de alto nivel Se han desarrollado cientos de lenguajes de alto nivel, pero solamente unos cuantos han conseguido una amplia aceptación. Entre 1954 y 1957 IBM Corporation desarrolló FORTRAN (FORmula TRANslator), para utilizarlo en aplicaciones científicas y de ingeniería que requerían cálculos mate máticos complejos. Actualmente, FORTRAN se utiliza ampliamente, en especial en aplicaciones para ingeniería. COBOL (COmmon Business Oriented Languaje, Lenguaje común orientado a negocios) fue de sarrollado en 1959 por fabricantes de software, el gobierno de Estados Unidos y usuarios de compu tadoras de la industria. COBOL se utiliza en aplicaciones comerciales que requieren una manipulación eficiente y precisa de grandes volúmenes de datos. Mediante algunas estimaciones, más de la mitad de todo el software de negocios aún se programa en COBOL. El profesor Niklaus Wirth diseñó Pascal más o menos al mismo tiempo en que se diseñó C, y su diseño tenía como objetivo el uso académico, fin la siguiente sección, hablaremos más sobre Pascal.

1.12 Program ación estructurada Durante la década de los sesenta, muchos de los grandes esfuerzos para el desarrollo de software en contraron severas dificultades. Los itinerarios de software generalmente se retrasaban, los costos re basaban en gran medida a los presupuestos y los productos terminados no eran confiables. La gente comenzó a darse cuenta de que el desarrollo de software era una actividad mucho más compleja de lo que habían imaginado. Las actividades de investigación en la década de los sesenta dieron como resultado la evolución de la programación estructurada (un método disciplinado para escribir pro gramas que son más claros, fáciles de probar y corregir, y más fáciles de modificar que los no es tructurados, en el capítulo 2 explicaremos los principios de la programación estructurada. Y en los capítulos 3 a 5 desarrollaremos muchos programas estructurados. Uno de los resultados más tangibles de esta investigación fue el desarrollo del lenguaje de pro gramación Pascal por Niklaus Wirth, en 1971. Pascal, cuyo nombre se debe al aniversario de los sete cientos años del nacimiento del filósofo y matemático Blas Pascal, fue diseñado para la enseñanza de la programación estructurada en ambientes académicos; y de inmediato se convirtió en el lengua je de programación favorito en varias universidades. Desafortunadamente, el lenguaje carecía de muchas de las características necesarias para poder utilizarse en aplicaciones comerciales, industria les y gubernamentales, de manera que no ha sido muy aceptado fuera de las universidades. El lenguaje de programación Ada se desarrolló bajo el patrocinio del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) durante la década de los setenta y principios de la década de los ochen ta. Cientos de lenguajes se utilizaron para producir los sistemas de software masivos de comando y control del departamento de defensa. El departamento de defensa quena un lenguaje único que pudie ra cubrir la mayoría de sus necesidades. Pascal fue elegido como base, pero al final, el lenguaje Ada fue muy diferente a Pascal. El nombre del lenguaje es en honor de Lady Ada Lovelace, hija del poe ta Lord Byron. A Iâdy Lovelace se le atribuye el haber escrito el primer programa para computado ras en el mundo, a principios de la década de los ochenta (para la Máquina Analítica, un dispositivo de cómputo creado por Charles Babbage). Una de las características importantes de Ada se denomi na multitareas; esto permite a los programadores especificar que ocurrirán varias tarcas en paralelo. http://alexyniorlls.blogspot.com 69 of 1380.

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Los otros lenguajes de alto nivel más populares que hemos explicado (incluyendo C y C++) general mente permiten al programador escribir programas que realizan solamente una actividad a la vez.

1.13 La tendencia clave del software: tecnología de objetos Uno de los autores, HMD, recuerda la gran frustración que sentían las empresas de desarrollo de software, especialmente aquellas que desarrollaban proyectos a gran escala. Durante sus años de es tudiante, en los veranos. HMD tuvo el privilegio de trabajar en una empresa líder en la fabricación de computadoras como parte de los equipos de desarrollo de sistemas operativos con tiempo compar tido y memoria virtual. Ésta fue una gran experiencia para un estudiante universitario. Sin embargo, en el verano de 1967, la realidad llegó cuando la empresa “decidió” producir de manera comercial el sistema en el que cientos de personas habían trabajado durante muchos años. Era difícil poner a punto este software. El software es un “asunto complejo”. Las mejoras a la tecnología de software comenzaron a aparecer con los beneficios de la denomi nada programación estructurada (y las disciplinas relacionadas como el análisis y diseño de siste mas estructurados) que se realizaba en la década de los setenta. Pero no fue hasta que la tecnología de la programación orientada a objetos se hizo popular en la década de los noventa, que los desarro lladores de software sintieron que tenían las herramientas necesarias para realizar mayores adelan tos en el proceso de desarrollo de software. En realidad, la tecnología de objetos data de mediados de la década de los sesenta. El lenguaje de programación C++, desarrollado en AT&T por Bjarne Stroustrup a principios de la década de los ochenta, se basa en dos lenguajes: C, el cual se desarrolló inicial mente en AT&T para implementar el sistema operativo UNIX, a principios de la década de los setenta; y Simula 67, un lenguaje de programación para simulación desarrollado en Europa y liberado en 1967. C++ absorbió las carac terísticas de C y adicionó las capacidades de Simula para crear y manipular objetos. Ni C ni C++ se crearon originalmente para ser utilizados fuera de los laboratorios de investigación de AT&T. Sin embargo, se desarrollaron con rapidez. ¿Qué son los objetos y por qué son tan especiales? En realidad, la tecnología de objetos es un esquema de compactación que permite crear unidades útiles de software. Éstas son grandes y al tamente enfocadas a ámbitos de aplicación particulares. Existen objetos de datos, de tiempo, de che ques, de facturas, de audio, vídeo, de archivo, de registro, y otros más. De hecho, casi cualquier sustantivo puede representarse razonablemente como un objeto. Vivimos en un mundo de objetos. Sólo mire a su alrededor. Existen automóviles, aviones, gen te, animales, edificios, semáforos, elevadores, y otras cosas. Antes de la aparición de los lenguajes orientados a objetos, los lenguajes de programación (tales como FORTRAN, Pascal, Basic y C) se basaban en acciones (verbos), en lugar de cosas u objetos (sustantivos). Los programadores, que vi ven en un mundo de objetos, programan primordial mente mediante el uso de verbos. Este cambio de paradigma complicó la escritura de programas. Ahora, con la disponibilidad de los lenguajes orien tados a objetos tales como Java y C++, los programadores siguen viviendo en un mundo orientado a objetos y pueden programar de una manera orientada a objetos. Éste es un proceso más natural de programación, y ha dado como resultado un mayor grado de productividad. Un problema fundamental con la programación basada en procedimientos es que las unidades de programación no reflejan de manera fácil y efectiva a las entidades del mundo real; así, estas uni dades no son particularmente reutilizables. Con gran frecuencia los programadores deben comenzar “de nuevo” cada nuevo proyecto y escribir código similar “desde cero". Esto significaba un gasto de tiempo y de dinero, ya que la gente tenía que “reinventar las cosas” repetidamente. Mediante la tec nología de objetos, las entidades de software creadas (llamadas clases), si se diseñan apropiadamen te tienden a ser mucho más reutilizables en proyectos futuros. Con las bibliotecas de componentes http://alexyniorlls.blogspot.com 70 of 1380.

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reutilizables. tales como la MFC {Microsoft Foundation Classes) y las creadas por Rogue Wave y muchas otras empresas dcsarrolladoras de software, se puede reducir la cantidad del esfuerzo reque rido para ¡mplementar ciertas clases de sistemas (comparadas con el esfuerzo que se hubiera requeri do para reinventar estas capacidades en nuevos proyectos). Algunas empresas indican que la reutilización de software no es, de hecho, el principal benefi cio que obtienen de la programación orientada a objetos. Más bien, mencionan que la programación orientada a objetos tiende a producir software que es más comprensible, mejor organizado y fácil de mantener, modificar y corregir. Esto puede ser importante debido a que se estima que el 80% de los costos de software no están asociados con los esfuerzos originales para el desarrollo de software, es tán asociados con la continua evolución y mantenimiento de esc software durante su vida útil. Cualesquiera que sean los beneficios que se perciban de la programación orientada a objetos, es claro que ésta será la metodología clave de la programación para las siguientes décadas. La ventaja de crear su propio código es que usted sabrá exactamente cómo funciona. Será capaz de examinar el código. La desventaja es el tiempo y esfuerzos que implica el diseño c ¡mplcmcntación de nuevo código. O b se rva ció n d e ingeniería de softw are 1.3 Las amplias bibliotecas de clases de componentes de software reutilizable se encuentran disponibles en Internet y en World Wide Web. Muchas de estas bibliotecas están disponibles de manera gratuita

1.14 Conceptos básicos de un ambiente típico C++4 En general, en C++ los sistemas ++ consisten en tres partes: un ambiente de desarrollo de progra mas, el lenguaje y la biblioteca estándar de C++. La siguiente explicación define un ambiente de de sarrollo típico para C++ como el que muestra la figura 1.1. Generalmente, los programas en C++ pasan a través de seis fases para ejecutarse (figura 1.1). Éstas son: edición, preproceso, compilación, enlace, carga y ejecución. La primera fase consiste en editar un archivo. Esto se lleva acabo mediante un programa de edición. El programador captura el programa en C++ mediante un editor y hace las correcciones necesarias. Entonces, el archivo del programa fuente se almacena en un dispositivo secundario de almacena miento tal como un disco. Los nombres de programa en C++ a menudo terminan con las extensiones • cpp. ,c x x . . e c o .C (observe que C se encuentra en mayúscula). Vea la documentación especí fica para su ambiente en C-h -, para mayor información sobre los nombres de extensiones de archi vo. Dos de los editores más utilizados en UNIX son v i , y em acs. Los paquetes de software de C++ para Windows de Microsoft, tales como C++ de Borland, Code Warrior de Metrowerks y Visual C++ de Microsoft, contienen editores internos que están integrados dentro del ambiente de progra mación. Asumimos que el lector sabe cómo editar un programa. En la siguiente fase, el programador introduce el comando para compilar el programa. El com pilador traduce el programa C++ a código en lenguaje máquina (también denominado código obje to). En un sistema C++. un programa preprocesador ejecuta de manera automática antes de que el compilador comience la traducción. El preprocesador de C++ obedece a comandos denominados di rectivas del preprocesador, los cuales indican que se ejecutarán ciertas manipulaciones en el progra ma antes de la compilación. Estas manipulaciones usualmente incluyen la compilación de otros 4. Fn nuestro sitio Web www.dttital.cora/booka/downloada.html. proporcionamos las publicaciones Dfjtel™ Dive I vto™ para ayudarle a utilizar distintas herramientas de programación populares para C-m -, inclu yendo Borland* C-M-Buildcr™, Microsoft* Visual C-m -* 6, Microsoft* Visual C++*. NET, ambientes GNU C-m para Linux y GNU C-m - para Cygwin™ UNIX* para Windows®. Pondremos a su disposición otras publicaciones Dive Into™ a petición de los maestros.


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B programador crea el programa dentro del editor y lo almacena en disco.

0 programa preprocesador procesa el código.

B compilador creo código objeto y to almacena en disco. 0 enlazodor relaciona el código objeto con las bibliotecas, crea un archivo ejecutable y lo almacena en disco. Memoria

B cargador coloca el programa en memoria.

Memoria principal

La CPU toma ca da Instrucción y la ejecuta, posiblemente almacena nuevos valores de datos mientras el programo se ejecuto.

Figura 1.1

Ambiente típico d e desarrollo d e C++.

archivos de texto y realizan distintos reemplazos de texto. En los primeros capítulos, explicaremos las directivas más comunes del preprocesador; una explicación detallada de todas las características del preprocesador aparecen en el capítulo 19. El preprocesador se invoca mediante el compilador, antes de que el programa sea convertido en lenguaje máquina. La siguiente fase se denomina enlace. Por lo general, los programas en C++ contienen referen cias a las funciones y datos definidos en alguna parte, tales como las bibliotecas estándar o las bi bliotecas privadas de grupos de programadores que trabajan en un proyecto en particular. El código objeto producido por el compilador de C++ contiene, por lo general, “huecos”, debido a estas partes http://alexyniorlls.blogspot.com 72 of 1380.

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faltantes. Un enlazador enlaza el código objeto con el código correspondiente a las funciones faltantcs para producir una imagen ejecutable (sin piezas faltantes). Si el programa se compila y se enla za de manera correcta, se produce una imagen ejecutable. Ésta es la imagen ejecutable de nuestro programa b i e n v e n i d a . cpp. La siguiente fase se denomina carga. Antes de que el programa se pueda ejecutar, éste debe car garse en memoria. Esto se lleva a cabo mediante el cargador, el cual toma la imagen ejecutable del disco y la transfiere a la memoria. Se cargan también los componentes adicionales de las bibliotecas compartidas que soportan el programa. Finalmente, la computadora, bajo el control de la CPU, ejecuta el programa, una instrucción a la vez. Los programas no siempre funcionan al primer intento. Cada uno de los procedimientos puede fallar debido a distintos errores, los cuales explicaremos. Por ejemplo, un programa en ejecución po dría intentar hacer una división entre cero (una operación ¡legal en las computadoras, así como en la aritmética). Esto ocasionaría que la computadora desplegara un mensaje de error. El programador volvería entonces a la fase de edición, haría las correcciones necesarias y procedería de nuevo a tra vés de las siguientes fases para determinar cuáles correcciones funcionan correctamente. Error c o m ú n de p ro g ra m a ció n 1.1 Errores como la división entre cero ocurren durante la ejecución del programa, así que estos errores son denominados errores en tiempo de ejecución. Gene raímente, la división entre cero es un error fatal, es decir, un error que ocasiona la terminación inmediata del programa sin haber realizado de manera exitosa su trabajo, lo s errores no fatales permiten al programa la ejecución completa, en su mayo ría con resultados incorrectos. (Nota: en algunos sistemas, la división entre cero no es un error fatal. Revise la documentación de su sistema.)

La mayoría de los programas en C++ introducen y/o arrojan datos. Ciertas funciones en C++ toman su entrada desde c i n (el flujo estándar de entrada; se pronuncia “c-in,r) la cual es, por lo ge neral, el teclado, pero el c i n puede conectarse a otro dispositivo. Por lo general, los datos son arro jados hacia c o u t (el flujo estándar de salida) el cual, por lo general, es el monitor, pero el c o u t puede conectarse a otro dispositivo. Cuando decimos que un programa imprime un resultado, normal mente nos referimos a que el resultado se despliega en el monitor. Los datos pueden ser arrojados hacia otros dispositivos tales como discos e impresoras de alta velocidad. Existe también un flujo es tándar de errores denominado c e r r . El flujo c e r r (por lo general conectado al monitor) se utiliza para desplegar los mensajes de error. Es común para los usuarios destinar los datos de salida norma les, es decir, el c o u t. hacia un dispositivo distinto al monitor y mantener el c e r r asignado al mo nitor, de manera que el usurario pueda estar informado de los errores de manera inmediata.

1.15 Tendencias de hardware 1.a comunidad de programadores se desarrolla junto con el flujo dramático y continuo de avances en el hardware, el software, y las tecnologías de comunicación. En general, cada año la gente espera pa gar más por la mayoría de los servicios y productos. Lo contrario ha sido el caso en los campos de las computadoras y las comunicaciones, especialmente con respecto a los costos de mantenimiento de estas tecnologías. Por muchas décadas, y sin expectativas de cambio alguno en un futuro próxi mo, los costos de hardware han disminuido de manera rápida, si no precipitada. Éste es un fenóme no de la tecnología. Cada uno o dos años, las capacidades de las computadoras, especialmente la can tidad de memoria con la que cuentan para ejecutar los programas, la cantidad de almacenamiento secundario (como el almacenamiento en disco) que tienen para almacenar los programas y los datos por un largo periodo, y sus velocidades de proceso (la velocidad a la cual las computadoras ejecutan sus programas, es decir, hacen su trabajo) tienden a duplicarse. Lo mismo es verdad en el campo de http://alexyniorlls.blogspot.com 73 of 1380.

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las comunicaciones cuyos costos han ¡do en picada, especialmente en años recientes con la enorme demanda por ancho de banda de comunicaciones, la cual atrae una enorme competencia. No cono cemos de otros campos en los que la tecnología se mueva tan rápidamente y los costos disminuyan de la misma forma. Cuando el uso de las computadoras explotó en la década de los sesenta y en la de los setenta, se dijo mucho respecto a las grandes mejoras en la productividad humana que la computación y las co municaciones traerían como consecuencia. Pero estas mejoras no se materializaron. Las empresas gastaban vastas sumas en computadoras y, ciertamente, en su uso efectivo, pero sin materializar la productividad que se había estado esperando. Fue la invención de la tecnología del chip-micropro cesador y su gran despegue a finales de la década de los setenta y principios de la de los ochenta lo que sentó las bases para mejorar la productividad en la década de los noventa y en el nuevo milenio.

1.16 Historia de internet A finales de la década de los sesenta, uno de los autores (HMD) era un estudiante egresado del MIT. Sus investigaciones dentro del proyecto Mac del MIT (ahora el laboratorio de ciencias de la compu tación), la casa del Word Wide Web Consortium), era patrocinada por ARPA (Advanced Research Projects Agency of the Department of Defense). ARPA patrocinó una conferencia en la que algunas docenas de estudiantes del proyecto se reunieron en la universidad de Illinois, en Urbana-Champaign, para conocer y compartir sus ¡deas. Durante esta conferencia, ARPA difundió el anteproyecto para conectar en red a las principales computadoras de una docena de universidades e institutos de inves tigación patrocinados por ARPA. Éstas se conectarían mediante líneas de comunicación que opera ban, en ese entonces, a la sorprendente velocidad de 56 Kb (es decir, 56,0(X) bits por segundo), esto en una época en la que la mayoría de la gente (de los pocos que podían estarlo) se conectaba me diante las líneas telefónicas a las computadoras a un rango de velocidad de 110 bits por segundo. HMD recuerda lúcidamente la emoción en aquella conferencia. Investigadores de Harvard hablaron acerca de comunicar la Univac 1108, “una supercomputadora” de la universidad de Utah, con todo el país, para manejar los cálculos relacionados con sus investigaciones sobre gráficos por computa dora. Se comentaron muchas otras posibilidades intrigantes. La investigación académica estaba a punto de dar un paso gigantesco hacia adelante. Poco después de esta conferencia, ARPA procedió con la implantación de lo que pronto se convirtió en ARPAnet, el abuelo de la Internet actual. Las cosas resultaron diferentes a lo que se había planeado originalmente. En lugar de que el principal beneficio fuera el que los investigadores pudieran compartir sus computadoras, se hizo evi dente que el permitir simplemente que los investigadores se comunicaran de una manera rápida y fácil entre ellos, por medio de lo que se llamó correo electrónico (,e-rnail), iba a ser el principal be neficio de ARPAnet. Esto es verdad incluso en la actualidad, en donde el correo electrónico facilita la comunicación de todo tipo de personas alrededor del mundo. Una de las principales metas de ARPA, con respecto a la red, era permitir que múltiples usua rios enviaran y recibieran información al mismo tiempo, y sobre las mismas rutas de comunicación (tal como líneas telefónica). 1.a red operaba mediante una técnica denominada intercambio Je pa quetes, en la cual un dato digital se enviaba en pequeños paquetes. Los paquetes contenían datos, in formación de la dirección, información para control de errores y la información de la secuencia. La información sobre la dirección se utilizaba para establecer la ruta de los paquetes a su destino. La in formación de secuencia se empleaba para ayudar a reensamblar los paquetes (los cuales, debido a los complejos mecanismos de ruteo, en realidad pueden llegar en desorden) en su orden original para presentarlos en su destino. Los paquetes de muchas personas se mezclaban en las mismas líneas de comunicación. La técnica de intercambio de paquetes redujo de manera importante los costos de transmisión, comparados con los costos de las lincas de comunicación dedicadas. http://alexyniorlls.blogspot.com 74 of 1380.

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La red se diseñó para operar sin un control central. Esto significaba que si una porción de la red fallaba, las porciones restantes podrían ser capaces de enviar paquetes, de los remitentes a los desti natarios. a través de rutas alternativas. Los protocolos para la comunicación a través de ARPAnet se hicieron conocidos como TCP (Transmission Control Protocol). TCP aseguraba que los mensajes se enrutaran apropiadamente del remitente al destinatario, y que los mensajes llegaran intactos. En paralelo con la primera evolución de Internet, las empresas de todo el mundo estaban ins talando sus propias redes de comunicación, tanto intraempresarial (dentro de la empresa), como interempresarial (entre las empresas). Apareció una gran cantidad de hardware y software para re des. Uno de los desafíos era lograr la intercomunicación. ARPA lo logró mediante el desarrollo de IP (Internet Protocol), y con ello creó la verdadera “red de redes”, la arquitectura actual de Internet. A la combinación de ambos protocolos se le denomina TCP/IP. Inicialmcntc, el uso de Internet estaba limitado a las universidades y a los institutos de investi gación; entonces, la milicia se convirtió en un usuario importante. En algún momento, el gobierno permitió el acceso a Internet con fines comerciales. De entrada, hubo recelo por parte de las co munidades militares y de investigación, pensaban que el tiempo de respuesta se haría más lento con forme “la red" se saturara de usuarios. De hecho, ha ocurrido lo contrario. La gente de negocios rápidamente so dio cuenta de que haciendo uso efectivo de Internet, podrían afinar sus operaciones y ofrecer nuevos y mejores servicios a sus clientes. Como resultado, los ejecutivos de negocios gas taron grandes cantidades de dinero para desarrollar y mejorar Internet. Esto generó una feroz com petencia entre los proveedores de dispositivos de comunicación, hardware y software para cubrir la demanda. El resultado es que el ancho Je banda (es decir, la capacidad de transmisión de informa ción de las líneas de comunicación) sobre Internet ha crecido enormemente y los costos han ¡do en picada.

1.17 Historia d© la World Wid© Web 1.a World Wide Web permite a los usuarios de computadoras, localizar y ver documentos basados en multimedia (es decir, documentos con texto, gráficos, animación, audio y/o vídeo) de casi cualquier tema. Aunque Internet se desarrolló hace más de tres décadas, la introducción de World Wide Web fue un suceso relativamente reciente. En 1990, Tim Berners-Lee de la CERN (Europcan Organization for Nuclear Research) desarrolló la World Wide Web y los distintos protocolos de comunicación que forman su esqueleto. Tanto Internet como World Wide Web estarán en la lista de las creaciones más importantes y profundas de la humanidad. En el pasado, la mayoría de las aplicaciones de cómputo se ejecutaban sobre computadoras “independientes", es decir, computadoras que no estaban conectadas entre sí. Las aplicaciones actuales pueden ser escritas para comunicar a cientos miles de computadoras alre dedor del mundo. Internet mezcla las tecnologías de comunicación y computación. Hace más fácil nuestro trabajo. Hace que la información esté disponible de manera instantánea y conveniente a ni vel mundial. Hace posible que los individuos y los pequeños negocios puedan exponerse a nivel mundial. Está modificando la naturaleza de la forma en que se llevan a cabo los negocios. La gente puede buscar los mejores precios y virtual mente cualquier producto o servicio. Las comunidades con intereses especiales pueden mantenerse en contacto entre sí. Los investigadores pueden dar aviso de manera instantánea de los últimos avances a nivel mundial. Esta nueva edición de Cómo programar en C++ incluye, en el capítulo 16, Programación Web mediante CGI. Después de leer este capítulo, usted podrá desarrollar aplicaciones de cómputo que se puedan ejecutar en World Wide Web. http://alexyniorlls.blogspot.com 75 of 1380.

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1.18 El Consorcio World Wide Web (W3C) En octubre de 1994, Tim Bemers-Lee fundó una organización llamada World Wide Web Consortium (W3C) que se dedica al desarrollo de tecnologías independientes c intcropcrablcs para World Wide Web. Una de las metas principales del W3C es que Web sea de uso universal, independientemente de las discapacidades, el idioma o la cultura. El W3C es una organización para la estandarización, y está compuesta por tres hosts, el Massachusetts Institute of Technology (MIT), el INRIA (Instituí National de Rccherche en Informatiquc et Automatiquc) de Francia y la Kcio Univcrsity of Japan. y alrededor de 400 miembros, que incluyen a Deitel & Associates, Inc. Los miembros proporcionan la principal fuente de ingresos para el W3C y proporcionan la dirección estratégica del consorcio. Para obtener más información acerca de W3C, visite www.w3.org. Las tecnologías Web estandarizadas por el W3C son llamadas Recomendaciones. Luis Recomen daciones actuales del W3C incluyen al Extensible HyperText Markup Lenguaje (Lenguaje de marca do de hipertexto extendido. XHTML™), Cascading Styie Sheets (Hojas de estilo en cascada, CS$™) y el Extensible Markup Language (Lenguaje de marcado extendible, XML). Las Recomendaciones no son en realidad productos de software, pero los documentos especifican el rol. la sintaxis y las re glas de la tecnología. Antes de convertirse en una Recomendación del W3C, un documento pasa a través de tres etapas principales: Anteproyecto, el cual, como su nombre lo indica, especifica un ante proyecto en evolución; Recomendación candidato, una versión estable del documento y que la in dustria puede empezar a implementar; y Recomendación propuesta, una recomendación candidata que se considera madura (es decir, se ha implementado y probado durante un tiempo), y que está lis ta para considerarse con el estatus de Recomendación del W3C. Para obtener información detallada acerca del proceso de las Recomendaciones del W3C, vea “6.2 The W3C Recommendation track” en www.w3.org/Consortium/Procaaa/Procaaa-19991111/procaBa.htnlffRacaCR

1.19 Notas generales acerca de C++ y de este libro C++ es un lenguaje complejo. Los programadores experimentados de C++ están orgullosos de poder hacer un uso excéntrico, deformado y complejo del lenguaje. Ésta es una práctica de programación pobre. Hace que los programas sean más difíciles de leer, que se comporten de manera extraña, más difíciles de probar y corregir, y más difíciles de adaptar a requerimientos cambiantes. Este libro es tá destinado a los programadores principiantes, de manera que buscamos la claridad en los progra mas. La siguiente es nuestra primera “buena práctica de programación". Buena p ráctica d e p ro g ra m a ció n 1.1 Escriba sus programas en C++ de manera directa y simple. A esto se le llama algunas veces KIS ("keep it simple", manténgalo simple). No “estire" el lenguaje, intentando emplearlo de manera ex traña

Usted ha escuchado que C y C++ son lenguajes portables, y que los programas escritos en C y C++ pueden ejecutarse en muchas computadoras diferentes. La portabilidad es una meta escurridi za. El documento del C estándar de ANSI contiene una larga lista de temas acerca de la portabilidad. y se han escrito libros completos que explican la portabilidad. Tip d e p o rtab ilid ad 1.3____________________________________________________ Aunque es posible escribir programas portables, existen muchos problemas entre los diferentes compi ladores de C y C++, y las diferentes computadoras que pueden hacer que la portabilidad sea difícil de conseguir. Escribir programas en C y C++ no gararuiza la portabilidad. A menudo, el programador tendrá que enfrentarse directamente con las variaciones entre los compiladores y las computadoras.


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Hemos hecho una revisión cuidadosa del documento estándar para C++ ANSI/ISO y compara do nuestra presentación contra éste, para que sea completa y acertada. Sin embargo, C++ es un len guaje rico, y existen algunas sutilezas en el lenguaje y algunos temas avanzados que no cubrimos. Si usted requiere detalles técnicos adicionales sobre C++, le sugerimos que lea el documento de C++ estándar. Puede solicitar este documento desde la página Web de ANSI w«bator«.ansi.org/ansidocstore/default.asp

El título del documento es “Information Technology - Programming Languagcs - C++”, y su núme ro de documento es INCITS/ISO/LEC 14882-1998. Hemos incluido una bibliografía extensa de libros y documentos sobre C++ y sobre programación orientada a objetos. También incluimos un apéndice de recursos para C++ que contiene muchos sitios en Internet y en la World Wide Web relacionados con C++ y la programación orientada a objetos. Muchas de las características de las versiones actuales de C++ no son compatibles con implementaciones anteriores de C++, de manera que puede encontrarse con que algunos de los programas de este libro no funcionan en versiones anteriores del compilador de C++. Buena p ráctica d e p ro g ra m a ció n 1.2 le a los manuales de la versión de C++ que está utilizando. Repise con frecuencia estos manuales pa ra asegurarse de que conoce la rica colección de características de C+ + y que las está utilizando de manera correcta.

Bue na p rá ctica d e p ro g ra m a ció n 1.3 Su computadora y su compilador son buenos maestros. Si después de leer su manual del lenguaje C+ +, no está seguro de cómo funciona alguna característica de C++. experimente con un "pequeño pro grama de prueba" y vea qué es lo que sucede. Establezca las opciones de su compilador en el “máxi mo número de alertas". Estudie cada mensaje que genere el compilador y corrija los prognunas para eliminar los mensajes.

1.20 Introducción a la program ación en C++ El lenguaje C++ facilita un método de diseño de programas estructurado y disciplinado. Ahora, ha remos una introducción al lenguaje C++ y presentaremos distintos ejemplos que ilustrarán muchas de las características importantes de C++. Analizamos cada ejemplo instrucción por instrucción. En el capítulo 2 presentaremos una explicación detallada de programación estructurada en C++. Des pués. utilizaremos este método estructurado hasta el capítulo 5. A partir del capítulo 6, estudiaremos la programación orientada a objetos en C++. De nuevo, debido a la gran importancia de la progra mación orientada a objetos en este libro, cada uno de los cinco primeros capítulos concluye con una sección llamada “Acerca de los objetos”. Estas secciones especiales introducen los conceptos de la orientación a los objetos y presentan un ejemplo práctico que reta al lector a diseñar c implemcntar un programa orientado a objetos en C++. El diseño completo y la implementación en C++ están incluidos en estas secciones especiales. No obstante que el ejemplo práctico es opcional, le recomen damos ampliamente que lo estudie.

1.21 Un program a sencillo: imprimir una línea de texto C++ emplea una notación que puede parecer extraña para los no programadores. Ahora, considere mos un programa sencillo que imprime una línea de texto. El programa y su salida se muestran en la figura 1.2. Este programa muestra muchas de las características importantes del lenguaje C++. Ex plicaremos con detalle cada línea del programa. http://alexyniorlls.blogspot.com 77 of 1380.

22


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Capítulo 1

// Pig. 1.2* fig01_02.cpp // Primer programa en C++. •inelude // la función main comienza la ejecución del programa int main() { ■tdiicout << " IBienvenido a C++I\n" j return 0;

// indica que el programa terminó satisfactoriamente

} // fin de la función main

1Bienvenido

Figura 1.2

a C++I

Programa que Imprime texto.

Lincas 1 y 2 / / P ig . 1.2* fig 0 1 _ 0 2 .cp p / / P rim er programa en C++. cada línea comienza con / / . lo que indica que el resto es un comentario. Los programadores inser tan comentarios para documentar los programas y para mejorar la claridad de lectura de éste. Los co mentarios también ayudan a entender su programa. Los comentarios no provocan que la computadora realice acción alguna durante la ejecución del programa. El compilador de C++ ignora los comenta rios y no se genera código máquina. El comentario P r im a r p ro g ra m a a n C++ describe el pro pósito del programa. Un comentario que comienza con / / s e denomina comentario de una sola línea debido a que el comentario termina al final de la línea en curso. [Nota: Los programadores de C++ también podrían utilizar los comentarios con estilo C, los cuales (que pueden contener varias líneas) comienzan con /* y terminan con * /, pero esta práctica se ha desalentado.] Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.4 Cada programa debe comenzar con un comentario que describa el propósito del programa, el autor, y la fecha y hora en que se creó.5

Línea 3 •inelude

es una directiva del preprocesador, la cual es un mensaje para el preprocesador de C++. luis líneas que comienzan con # son procesadas por el preproccsador para incluir en el programa el contenido del archivo de encabezado deflujo de entrada/salida (input/output stream headerfile, < io s tr e a m > ). Este archivo debe estar incluido dentro de cualquier programa que arroje datos al monitor, o que in troduzca datos desde el teclado mediante el estilo de flujo de entrada/salida de C++. La figura 1.2 arroja datos al monitor, como veremos pronto. Más adelante explicaremos con más detalle el conte nido de i o s t r e a m

5. En los programas de este libro no mostramos el autor, la fecha y la hora, ya que resultaría demasiado redundante. http://alexyniorlls.blogspot.com 78 of 1380.

Capitulo 1


23

____ Error c o m ú n d o p ro g ra m a ció n 1.2 Si olvida incluir el archivo < io m t r m a m > en un programa que introduce datos desde el teclado o arro ja datos al monitor, esto ocasionará que el compilador arroje un mensaje de error.

Línea 5 // la función main comienza la ejecución del programa

es otra línea de comentario individual que indica que la ejecución del programa comienza a partir de la siguiente línea. Línea 6 i n t m ain () es parte de todo programa en C++. El par de paréntesis después de main indica que main es un blo que de construcción de programas llamado función. Los programas en C++ contienen una o más funciones, una de las cuales debe ser main. El ejemplo de la figura 1.2 contiene solamente una fun ción. Los programas en C++ comienzan con la ejecución de la función main, incluso si main no es la primera función del programa. La palabra clave int a la izquierda de main indica que main “devuelve” un valor entero (un número). Explicaremos qué significa para una función “devolver un valor”, cuando expliquemos a fondo las funciones en el capítulo 3. Por ahora, simplemente incluya la palabra clave int a la izquierda de main en cada uno de sus programas. La llave izquierda, {, (línea 7) debe iniciar el cuerpo de cada función. Una llave derecha, co rrespondiente. >. (línea 12) debe finalizar el cuerpo de la función. La línea 8 • td s s c o u t << * i B ienvenido a C ++!\n"; solicita a la computadora que imprima sobre la pantalla la cadena de caracteres contenida entre las comillas. La línea completa, que incluye std: :cout, el operador « , la cadena * i Bienvenido a C++ 1\n" y el punto y coma (;), se llama instrucción. Cada instrucción termina con un punto y coma (también conocido como terminador de la instrucción). La salida y la entrada en C++ se lle van a cabo mediante flujos de caracteres. Además, cuando la instrucción anterior se ejecuta, envía el flujo de caracteres (Bienvenido a C++1 al objeto de flujo estándar de salida, std sscout, el cual, por lo general, se “conecta" a la pantalla. Explicaremos con detalle las distintas característi cas de std: :cout en el capítulo 12, Entrada/Salida de Flujo en C++. Observe que colocamos stdx : antes de cout. Esto es necesario cuando utilizamos la directi va de prcproccsador # inelude . La notación std: : cout especifica que estamos utilizando un nombre, en este caso cout, que pertenece al “espacio de nombre" std. Los espacios de nombres son una característica avanzada de C++. Explicaremos los espacios de nombres a fondo en el capítulo 22. Por ahora, usted sencillamente debe recordar incluir std: : antes de cada men ción de cout, cin y cerr en un programa. Esto puede ser engorroso; en la figura 1.14, intro dujimos la instrucción using, lo cual nos permitirá omitir std: : antes de utilizar un espacio de nombre de std. El operador << es conocido como operador de inserción de flujo. Cuando se ejecuta este pro grama, el valor a la derecha del operador, el operando derecho, se inserta en el flujo de salida (ob serve que el operador apunta en la dirección hacia donde se dirigen los datos). Por lo general, los caracteres del operando derecho se imprimen en el orden exacto en el que aparecen entre las comi llas. Sin embargo, observe que los caracteres \n no se imprimen en pantalla. La diagonal invertida ( \) es conocida como un carácter de escape. Indica que un carácter "especial" debe aparecer. Cuan do una diagonal invertida se encuentra dentro de una cadena de caracteres, el siguiente carácter se combina con la diagonal invertida para formar una secuencia de escape. La secuencia de escape \n http://alexyniorlls.blogspot.com 79 of 1380.

24


Capítulo 1

significa nueva línea. Ésta ocasiona que el cursor (es decir, el indicador de posición en la pantalla) se mueva al principio de la siguiente línea en la pantalla. Algunas secuencias de escape adicionales aparecen en la figura 1.3. Error co m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.3 Omil ir el punto y coma al final de la instrucción es un error de sintaxis. Un error de sintaxis se pre senta cuando el compilador no puede reconocer una instrucción. Por lo general, el compilador arroja un mensaje de error para ayudar al programador a localizar y corregir la instrucción incorrecta !¿>s errores de sintaxis son violaciones del lenguaje. A los errores de sintaxis también se les llama errores de compilación o errores en tiempo de compilación debido a que aparecen durante la fase de compi lación.

1.a línea 10 return 0;


se incluye al final de cada función m ain. La palabra clave r e t u r n es una de las distintas formas que utilizaremos para salir de una función. Cuando la instrucción r e t u r n se utiliza al final de m ain , como se muestra aquí, el valor 0 indica que el programa terminó de manera exitosa. En el ca pítulo 3. explicaremos con detalle las funciones, y las razones para incluir esta instrucción serán más claras. Por ahora, simplemente incluya esta instrucción en cada programa, o el compilador podría producir un mensaje de advertencia en algunos sistemas. La llave derecha,), (línea 12) indica el fi nal de la función m ain. Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.5

Muchos programadores hacen que el último carácter impreso por una función sea una nueva línea ( \n | Esto asegura que la función dejará el cursor de la ptmtalla colocadt>al principio de una nue va línea. Convenciones de esta naturaleza refuerzan la reutilización de software, una meta clave en los ambientes de desarrollo de software. Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.6 Establezca sangrías en el cuerpo de cada función un nivel hacia adentro de la llave que define el cuer po de la función. Esto hará que la estructura funcional de un programa resalte y ayude a que los pro gramas sean más fáciles de leer.

Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.7 Establezca una convención para el tamaño de la sangría que usted prefiera, y aplique de manera uni form e esta convención. Puede utilizar la tecla de tabulación para crear la sangría, pero los saltos de tabulación pueden variar. Le recomendamos el uso de saltos de tabulación de 1/4 de pulgada o (preferi blemente) tres espacios para formar los niveles de las sangrías.

Secuencia de escape

Descripción

\n

Nueva línea. Coloca el cursor de la pantalla al principio de la siguiente línea. Tabulador horizontal. Mueve el cursor de la pantalla a la siguiente posición del fa bulador. Retomo de carro. Posiciona el cursor de la pantalla al principio de la línea actual; no avanza a la siguiente línea. Alerta. Sonido de la campana del sistema. Diagonal invertida. Se utiliza para imprimir un carácter de diagonal invertida. Comillas. Imprime en la pantalla el carácter comillas.

\t \r \a

\\

F ig u ra 1.3

S e c u e n c ia s d e e sca p e .


Introducción a las computadoras y a la programación en C-m -

Capitulo 1

25

El mensaje iBienvenido a C++1 puede ser impreso de distintas maneras. Por ejemplo, la figura 1.4 utiliza diversas instrucciones de inserción de flujo (líneas 8-9), no obstante, producen una salida idéntica al de la figura I.2.6 Esto funciona debido a que cada instrucción de inserción de flujo continúa la impresión a partir de donde la instrucción anterior dejó de imprimir. La primera inser ción de flujo imprime Bienvenidos seguido por un espacio, y la segunda inserción de flujo comien za la impresión en la misma línea inmediatamente después del espacio en blanco. En general, C++ permite al programador expresar las instrucciones de distintas maneras. Una sola instrucción puede imprimir varias líneas utilizando caracteres de nueva línea, como en la línea 8 de la figura 1.5. Cada vez. que aparece la secuencia de escape \n (nueva línea) en el flujo de salida, el cursor de la pantalla se coloca al principio de la siguiente línea. Para obtener una línea en blanco en la salida, coloque dos caracteres de nueva línea uno tras otro como en la figura 1.5. 1 2 3 4 5 6

// Fig. 1.4: fig01_04.cpp // Impresión da una linea con varias instrucciones. iinclude

7

{

// la función main comienza la ejecución del programa int main()

8 9 10 11

std::cout << "Bienvenido "j std: :cout << "a C-n-INn"; return 0;


12 13

) // fin de la función main

Bienvenido a C++I Figura 1.4

Impresión en un a línea mediante Instrucciones separadas co n cout.

1 2

// Fig. 1.5: fig01_05.cpp // Impresión de varias líneas con una sola instrucción.

3

iin c lu d e

4

5 6 7

/ / l a fu n ció n m ain comienza l a e je c u c ió n d e l programa i n t m ain() {

8 9

std::cout << "Bienvenido\na\n\nC++I\n";

10 11 12

r e tu r n 0;

/ / in d ic a que e l program a term in ó s a tis f a c to r ia m e n te

> // fin de la función main

Bienvenido a C++1 Figura 1.5

Impresión de varias líneas mediante un a sola Instrucción co n cout.

6. A partir de este punto, resaltaremos con pantalla las características clave que se introducen en cada programa. http://alexyniorlls.blogspot.com 81 of 1380.

26


Capítulo 1

1.22 Otro programa sencillo: suma de dos enteros Nuestro siguiente programa utiliza el objeto de flujo de entrada s t d : t c l n y el operador de extrac ción de flujo, >>, para obtener dos enteros que introduce el usuario desde el teclado, calcula la su ma de estos valores y arroja el resultado mediante a t d r : c o u t. La figura 1.6 muestra el programa y la salida del ejemplo. Los comentarios de las líneas 1 y 2 // Pig. 1.6: fig01_06.cpp // Programa de suma.

indican el nombre del campo y el propósito del programa. La directiva del preprocesador de C++ •Inelude

de la línea 3 incluye el contenido del archivo de encabezado i o s t r e a m dentro del programa. Como mencionamos anteriormente, la ejecución de cada programa comienza con la función m ain. La llave izquierda señala el inicio del cuerpo de m ain y la llave correspondiente derecha se ñala el final de m ain.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Pig. 1.6: fig01_06.cpp // Programa de suma. tinclude // la función main comienza la ejecución del programa int main() { int enterol; // primer número que introduce el usuario int entero2; // segundo número que introduce el usuario int suma; // variable en la que se almacenará la suma

11 12 13 14 15 16 17 18

atd::cout << "Digite el primerentero\n"; std::cin >> enterol;

// indicador // lee un entero

std::cout << "Digite el segundo entero\n”; std::cin >> entero2;

// indicador // lee un entero

suma - enterol + entero2;

// asignación del resultado a suma

19 20 21 22 23 24

std: :cout «

"La ruma es " «

return 0;


suma «

std::endl; // impresión de suma


Digite el primer entero 45 Digite el segundo entero 72 La suma es 117 F ig u ra 1.6

Program a d© sum a.


Capitulo 1


27

Las líneas 8 a 10 int enterol; int entero2; int suma;

// primer número que introduce el usuario // segundo número que introduce el usuario // variable en la que se almacenará la suma

son declaraciones. Las palabras e n t e r o l . e n t e r o 2 y exima son nombres de variables. Una va riable es un sitio de la memoria de la computadora en donde se puede almacenar un valor para que lo utilice un programa. Esta declaración especifica que las variables e n t e r o l , e n t e r o 2 y suma son datos de tipo i n t . lo cual significa que estas variables almacenan valores enteros, es decir, nú meros completos tales como el 7, -11, 0, 31914. Todas las variables deben declararse mediante un nombre y un tipo de dato, antes de que puedan utilizarse en un programa. Se pueden declarar muchas variables del mismo tipo dentro de una misma declaración, o mediante varias declaraciones. Podría mos declarar las tres variables dentro de una sola declaración de la siguiente manera: int enterol, entero2, suma;

sin embargo, esto hace que el programa sea más difícil de leer y nos impide proporcionar comenta rios que describan el propósito de cada variable dentro del programa. Si se declara más de un nom bre en una declaración (como se muestra aquí), los nombres se separan por comas ( ,) . A esto se le denomina lisia separada por comas. Buena p rá ctica d e p rogram ación 1.8 Algunos programadores prefieren declarar cada variable en una línea aparte. Este formato permite la fácil inserción de comentarios descriptivos a la derecha de cada declaración.

Pronto explicaremos los tipos de datos d o u b le (para especificar números reales; es decir, núme ros con punto decimal como 3.4, 0.0, -11.19) y c h a r (para especificar un dato de tipo carácter, una variable c h a r puede almacenar una letra minúscula, una letra mayúscula, un dígito o un carácter es pecial como x, $.7, *, etcétera). Buena p ráctica d e p ro g ra m a ció n 1.9 Coloque un espacio después de cada coma ( , ) para hacer más claro el programa.

Un nombre de variable puede ser cualquier identificador válido. Un identificador es una serie de caracteres que consta de letras, dígitos y guiones bajos (_), y que no comienza con un dígito. C++ es sensible a mayúsculas y minúsculas, las letras mayúsculas y las minúsculas son diferentes, de ma nera que al y Al son idcntificadores diferentes. Tip de portabilidad 1.4 C++ permite identificadores de cualquier longitud, pero su sistema y/o su propia implementación de C++ podría imponer algunas restricciones acerca de la longitud de los identificadores. Utilice identi ficadores de 31 caracteres o menos para asegurar la portabilidad.

Buena p ráctica d e p ro g ra m a ció n 1.10 B ija nombres de variables con significado, esto ayuda a que el programa sea "autodocumentado", es decir, será más fá cil comprender el programa simplemente con leerlo, en lugar de tener que leer los manuales o utilizar demasiados comentarios.

Buena p rá ctica d e p ro g ra m a ció n 1.11 Evite los identificadores que comienzan con guión bajo y doble guión bajo, debido a que los compila dores de C+ + podrían utilizar nombres como ésos para sus propios fines internos. Esto evitará que los nombres que usted elija se confundan con los nombres que el compilador elige.


28


Capítulo 1

La declaración de variables puede colocarse casi en cualquier parte de una función, pero deben aparecer antes de que sus variables correspondientes se utilicen en el programa. Por ejemplo, en el programa de la figura 1.6, la declaración int enterol;

podría colocarse inmediatamente antes de la línea std::cin >> enterol;

la declaración int entero2;

podría colocarse inmediatamente antes de la línea ■td::cin >> entero2;

y la declaración int suma;

podría colocarse inmediatamente antes de la línea suma - enterol ♦ entero2;

Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.12 Coloque siempre una línea en blanco erare una declaración y las instrucciones ejecutables adyacen tes. Esto hace que las declaraciones resalten en el programa y contribuye a la claridad del programa. Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.13 Si usted prefiere colocar las declaraciones al principio de una función, separe dichtis declaraciones de las instrucciones ejecutables correspondientes a esa función mediante un espacio en blanco, para re saltar donde terminan las declaraciones y comienzan las instrucciones ejecutables.

Línea 12 ■td::cout << "Digite el primer entero\n";

// indicador

imprime la cadena Digite el primer entero (también conocida como cadena literal o li teral) en la pantalla y coloca el cursor al principio de la siguiente línea. A este mensaje se le llama indicador, debido a que instruye al usuario para que Heve a cabo una acción específica. Nos gusta pronunciar la instrucción anterior de la siguiente manera “cout recibe la cadena de caracteres "Digite el primer enteroNn"". La línea 13 std::cin >> enterol;

// lee un entero

utiliza el objeto de flujo de entrada cin (del espacio de nombre std) y el operador de extracción de flujo, >>, para obtener un valor desde el teclado. El uso del operador de extracción de flujo con std: :cin toma una entrada de caracteres desde la entrada estándar, la cual normalmente es el te clado. Pronunciaremos la instrucción anterior de la siguiente manera, “std: :cin asigna un valor a enterol" o simplemente “std: :cin asigna a enterol”. Cuando la computadora ejecuta la instrucción anterior, espera a que el usuario introduzca un valor para la variable enterol. El usuario responde al digitar un entero (como caracteres) y pre siona la tecla Entrar (en ocasiones llamada tecla de Retomo) para enviar los caracteres a la compu tadora. Entonces, la computadora convierte la representación del número en caracteres a un entero, http://alexyniorlls.blogspot.com 84 of 1380.

Capitulo 1


29

y asigna este número (o valor) a la variable e n t e r o l . Cualquier referencia posterior a e n t e r o l en este programa utilizará el mismo valor. Los objetos de flujo s t d : : c o u t y s t d : : c i n facilitan la interacción entre el usuario y la computadora. Debido a que esta interacción se asemeja a un diálogo, a menudo se le denomina compu tación conversacional o computación interactiva. La línea 15 std::cout << "Dígita el segundo entero\n"; // Indicador

imprime, en la pantalla, las palabras D í g i t a e l se g u n d o e n t e r o , y coloca el cursor al prin cipio de la siguiente línea. Esta instrucción indica al usuario que realice una acción. La línea 16 std::cin >> entero2;

// lee un entero

obtiene, por parte del usuario, un valor para la variable e n te r o 2 . La instrucción de asignación de la línea 18 suma - enterol + entero2;

// asignación del resultado a suma

calcula la suma de las variables e n t e r o l y e n t e r o 2 , y asigna el resultado a la variable suma me diante el uso del operador de asignación - . La instrucción se lee como “suma obtiene el valor de e n t e r o l + e n t e r o 2 ”. 1.a mayoría de los cálculos se realizan dentro de instrucciones de asig nación. A los operadores - y + se les conoce como operadores binarios debido a que cada uno con tiene dos operandos. En el caso del operador ♦, los dos operandos son e n t e r o l y e n t e r o 2 . En el caso del operador - , los dos operandos son suma y el valor de la expresión e n t e r o l e n te ro 2 . Buena p ráctica d e p ro g ra m a ció n 1.14 Coloque espacios a cada lado de un operador binario. Esto hace que el operador resalte y hace más claro el programa

La línea 20 stds xcout «

"La suma as

"

suma << std:iendl; // impresión de suma

«

despliega la cadena La suma e s . seguida por el valor numérico de la variable suma, seguido por s t d : t e n d í ( e n d l es la abreviación para “end line", fin de línea, e n d l también es un espacio de nombre de s t d ) conocido también como manipulador de flujo. El manipulador s t d : : e n d l arro ja una nueva línea y “desaloja el buffer de salida”. Esto sencillamente significa que, en algunos sis temas donde se acumulan las salidas en la máquina hasta que exista la suficiente información para que “valga la pena” desplegarla en pantalla, s t d : t e n d í obliga a que cualquier resultado almace nado se despliegue en ese momento. Observe que la instrucción anterior arroja distintos valores de diferentes tipos. El operador de inserción de flujo “sabe” cómo sacar cada parte de los datos. Al uso de varios operadores de inser ción de flujo (<<) dentro de una misma instrucción se le conoce como concatenación, encadena miento u operaciones de inserción de flujo en cascada. Por lo tanto, no es necesario tener varias ins trucciones de salida para poder sacar varias porciones de datos. Los cálculos pueden hacerse en instrucciones de salida. Podríamos combinar las instrucciones de las líneas 18 y 20 dentro de la instrucción std::cout << "La suata as

"

«

enterol + entero2 << std: tendí;

con lo que eliminamos la necesidad de la variable suma. http://alexyniorlls.blogspot.com 85 of 1380.

30


Capítulo 1

La llave derecha, ), informa a la computadora el final de la función m ain. Una poderosa característica de C++ es que los usuarios pueden crear sus propios tipos de datos (explicaremos esta capacidad en el capítulo 6). Entonces, los usuarios pueden “enseñar’ a C++ cómo introducir y obtener valores con estos nuevos tipos de datos mediante el uso de los operado res >> y << (a esto se le conoce como sobrecarga de operadores, un tema que explicaremos en capítulo 8).

1.23 Conceptos de memoria Los nombres de variables tales como e n t e r o l . e n t e r o 2 y suma en realidad son espacios de la memoria de la computadora. Toda variable tiene un nombre, un tipo, un tamaño y un valor. En el programa de suma correspondiente a la figura 1.6, cuando se ejecuta la instrucción s t d : : c i n >> e n te r o l; de la línea 13, los caracteres que dígita el usuario se convierten en un entero que se coloca dentro de una parte de la memoria, a la cual el compilador le asigna el nombre e n t e r o l . Suponga que el usuario dígita el número 45 como el valor para e n t e r o l . La computadora colocará 45 dentro de la ubicación e n t e r o l , como puede ver en la figura 1.7. Siempre que un valor se coloca en una posición de memoria, dicho valor sobrescribe el valor previo en esa ubicación. De regreso en nuestro programa de suma, cuando la instrucción de la línea 16 ■ td t ic in >> e n te ro 2 ; se ejecuta, suponga que el usuario introduce un valor 72. Este valor se coloca en la ubicación e n t e r o 2 . y la memoria aparece como en la figura 1.8. Observe que estas ubicaciones no son necesa riamente adyacentes en memoria. Una vez que el programa obtiene los valores para e n t e r o l y e n t e r o 2 , suma estos valores y coloca el resultado en la variable suma. La instrucción suma - e n t e r o l + e n te ro 2 ; que realiza la suma también reemplaza cualquier valor que estuviera almacenado en suma. Esto ocurre cuando la suma calculada de e n t e r o l y e n t e r o 2 se coloca en la ubicación suma (sin importar cuál sea el valor de sum a en esc momento; esc valor se pierde). Una vez que se calcula suma, la memoria aparece como en la figura 1.9. Observe que los valores de e n t e r o l y e n t e r o 2 aparecen de manera exacta, tal como aparecían antes del cálculo de suma. Estos valores se uti lizaron, pero no se destruyeron, cuando la computadora realizó el cálculo. Por lo tanto, cuando un valor se lee fuera de una ubicación de memoria, el proceso es indestructible.

e n te r o l

Figura 1.7

45

Ubicación d e memoria q u e muestra el nom bre y el valor d e la variable

e n te ro l. http://alexyniorlls.blogspot.com 86 of 1380.


Capitulo 1

Rgura 1.8

enterol

45

en tero 2

72

31

Ubicaciones d e memoria después d e alm acenar los valores d e e n t e r o l y

e n te ro 2

enterol entero2 suma

Rgura 1.9

Ubicaciones d e memoria después d e calcular la sum a d e e n t e r o l y

e n te ro 2

1.24 Aritmética La mayoría de los programas realiza cálculos aritméticos. La figura 1.10 resume los operadores arit méticos. Observe el uso de distintos símbolos especiales que no se emplean en álgebra. El asterisco (*) indica una multiplicación y el signo Je porcentaje (%) es el operador de módulo, el cual explica remos más adelante. Todos los operadores aritméticos de la figura 1.10 son binarios, es decir, ope radores que requieren dos operandos. Por ejemplo, la expresión e n t e r o l + e n t e r o 2 contiene el operador binario + y los dos operandos e n t e r o l y e n te r o 2 . División entera (es decir, tanto el numerador como el denominador son enteros) arroja un cociente entero; por ejemplo, la expresión 7 / 4 arroja 1 y la expresión 1 7 / 5 arroja 3. Observe que en la división entera se descarta cualquier parte fraccionaria (es decir, se trunca), no existe el re dondeo. C++ proporciona un operador módulo, %, el cual proporciona el residuo de una división entera. El operador módulo puede utilizarse sólo con operandos enteros. La expresión x % y produce el re siduo de x dividido entre y. Además, 7 % 4 produce 3 y 17 % 5 produce 2. En los siguientes capí tulos, explicaremos muchas aplicaciones interesantes del operador módulo, tal como determinar si un número es múltiplo de otro (un caso especial de esto es determinar si un número es par o impar).

Operación en C++

Operador a ritméIco

Suma Resta Multiplicación

♦

f+ 7

f+7

*

p-c bm

p - c b * m

División Módulo

/

x / y o £. o x + y

x / y

rmods

r % s

R g u r a 1.10

Expresión algebraica

O p e ra d o re s aritméticos.


Expresión en C++

32


Capítulo 1

____Error co m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.4 Intentar utilizar el operador módulo.

con operadores no enteros es un error de sintaxis.

Las expresiones aritméticas en C++ se deben introducir en la computadora en línea recta. Por lo tanto, expresiones tales como “a dividida entre b ” deben escribirse a / b de tal forma que todas las constantes, variables y operadores aparezcan en línea recta. Generalmente, la notación alge braica: a_ b

no es aceptada por los compiladores, aunque existen algunos paquetes especiales de software que permiten una notación más natural para expresiones matemáticas complejas. Los paréntesis se utilizan en las expresiones de C++ de la misma forma que en las expresiones algebraicas. Por ejemplo, para multiplicar a veces la cantidad b c, escribimos: a * { b ♦ c ) C++ aplica los operadores en expresiones aritméticas en una secuencia precisa determinada por las siguientes reglas de precedencia de los operadores, las cuales generalmente son las mismas que las del álgebra: 1. Los operadores de expresiones que se encuentran entre pares de paréntesis se evalúan pri mero. Además, los paréntesis pueden utilizarse para forzar el orden de evaluación y esta blecer cualquier secuencia deseada por el programador. Los paréntesis tienen el “nivel más alto de precedencia”. En el caso de paréntesis anidados, o incrustados, los operadores dentro del par de paréntesis más internos se aplican primero. 2. Las operaciones de multiplicación, división y módulo se aplican a continuación. Si una ex presión contiene varias operaciones de multiplicación, división y módulo, los operadores se aplican de izquierda a derecha. Se dice que la multiplicación, la división y el módulo se en cuentran en el mismo nivel de precedencia. 3. Las operaciones de suma y resta se aplican al final. Si una expresión contiene varias opera ciones de suma y de resta, los operadores se aplican de izquierda a derecha. L.a suma y la resta tienen el mismo nivel de precedencia. Las reglas de precedencia de los operadores permiten a C++ aplicar los operadores en el orden correcto. Cuando decimos que ciertos operadores se aplican de derecha a izquierda, nos referimos a la asociatividad de los operadores. Por ejemplo, en la expresión a «■ b ♦ c los operadores de suma (♦) se asocian de izquierda a derecha. Veremos que algunos operadores se asocian de derecha a izquierda. La figura 1.11 resume las reglas de precedencia de operadores. Esta tabla se ampliará al incluir operadores de C++. Una tabla de precedencia de operadores completa se incluye en los apéndices. Ahora, consideremos varias expresiones para aclarar las reglas de precedencia de los operado res. Cada ejemplo muestra una expresión algebraica y su equivalente en C++. El siguiente es un ejemplo de una expresión aritmética (el promedio) de cinco términos: http://alexyniorlls.blogspot.com 88 of 1380.

Introducción a las computadoras y a la programación ©n C++

Capitulo 1

33

Operadoras)

Operación(es)

Orden de evaluación (precedencia)

( )

Paréntesis

Su contenido se evalúa primero. Si los paréntesis están anidados, la expresión que se encuentra dentro del par más interno es la que se evalúa primero. Si existen varios pares de paréntesis “en el mismo nivel” (es decir, no ani dados). se evalúan de izquierda a derecha.

*, / , o%

Multiplicación División Módulo

Éstos se evalúan en segundo lugar. Si existen varios, se evalúan de izquierda a derecha.

♦0-

Suma Resta

Éstos se evalúan al final. Si existen varios, se evalúan de izquierda a derecha.

Rgura 1.11

Precedencia d e operadores aritméticos.

a+b+c+d+e 5 C++:

m - ( a + b

+ c + d + e ) / 5j

Los paréntesis son necesarios debido a que la división tiene un nivel de precedencia mayor que la suma. La cantidad completa (a + b + c + d + e ) debe dividirse entre 5. Si los paréntesis se omi ten de manera errónea, obtenemos a + b + c + d + e / 5, lo cual se evalúa como a + b + c + d + -|El siguiente ejemplo muestra la ecuación de una línea recta: Álgebra: C++:

y = mx + b y - m * x ♦ b;

En este caso no se requieren paréntesis. La multiplicación se aplica primero debido a que la multi plicación tiene un nivel de precedencia más alto que la suma. El siguiente ejemplo contiene operaciones de módulo (*), multiplicación, división, suma y resta: Álgebra: C++:

z = pr%q+w/x-y * -

p

* r

*6 q

♦

w /

x

-

y ;

®© © © © ®

Los números dentro de los círculos que se encuentran debajo de la instrucción indican el orden en el que C++ aplica los operadores. La multiplicación, el módulo y la división se aplican primero y de izquierda a derecha (es decir, se asocian de izquierda a derecha), debido a que tienen un nivel de pre cedencia más alto que la suma y la resta. La suma y la resta se aplican después. Éstas también se aplican de izquierda a derecha. http://alexyniorlls.blogspot.com 89 of 1380.

34


Capítulo 1

No todas las expresiones con varios pares de paréntesis contienen paréntesis anidados. Por ejem plo, la expresión: a * (b ♦ c) ♦ c * (d ♦ •)

no contiene paréntesis anidados. En cambio, se dice que los paréntesis se encuentran "al mismo ni vel”. Para comprender mejor las reglas de precedencia de los operadores, considere la forma en que se evalúa un polinomio de segundo grado. / ■

a

-

x

-

x

♦

o

-

x

+

© © © © © ©

c;

Los números dentro de los círculos que se encuentran debajo de la instrucción indican el orden en el cual C++ aplica los operadores. En C++ no existe un operador aritmético para la exponcnciación, de manera que representamos x2 como x * x. Muy pronto explicaremos la función pow (“powcr”, potencia) de la biblioteca estándar, la cual lleva a cabo la cxponcnciación. Debido a algunos detalles sutiles relacionados con los tipos de datos que requiere la función pow. posponemos la ex plicación de pow hasta el capítulo 3. Error co m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.5 Algunos lenguajes de programación utilizan operadores • • o A para representar la exponenciación. C++ no acepta este tipo de operador; utilizarlos ocasiona un error de sintaxis.

Suponga que las variables a, b, c y x se inicial izan de la siguiente manera: a - 2 , b - 3 , c « 7 y x - 5. La figura 1.12 muestra el orden en el que se aplican los operadores del polinomio de segun do grado anterior. A la instrucción de asignación anterior se le pueden colocar paréntesis, que aunque no son ne cesarios, pueden hacer más clara la expresión: y " ( a * x # x ) « - ( b * x ) + c ;

Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.15 Como en álgebra, es bueno colocar paréntesis ru>necesarios dentro de una expresión para hacerla más clara. Estos paréntesis redundantes son, por lo general, utilizados para agrupar subexpresiones den tro de una gnm expresión y hacer dicha expresión más clara Al partir una instrucción muy grande en u/ uj secuencia de instrucciones más cortas y sencillas, se promueve la claridad.

1.25 Toma de decisiones: operadores de igualdad y de relación Esta sección introduce una versión simple de la estructura i f de C++, la cual permite que un progra ma tome decisiones basadas en la verdad o falsedad de alguna condición. Si la condición se cumple (es decir, la condición es verdadera), se ejecuta la instrucción en el cuerpo de la estructura i f . Si la condición no se cumple (es decir, la condición es falsa), no se ejecuta la instrucción en el cuerpo de la estructura. Más adelante veremos un ejemplo. Las estructuras condicionales i f . pueden formarse mediante el uso de operadores de igualdad y operadores de relación, los cuales resumimos en la figura 1.13. Todos los operadores de relación tienen el mismo nivel de precedencia y se asocian de izquierda a derecha. Ambos operadores de igualdad tienen el mismo nivel de precedencia, el cual es menor que el nivel de precedencia de los operadores de relación. Los operadores de igualdad se asocian también, de izquierda a derecha. http://alexyniorlls.blogspot.com 90 of 1380.


Capitulo 1

Paso 1. y

2 * 5 * 5 « - 3 * 5

+ 7;

2 * 5 « 8 [SOI

Paso 2. y

50+3

5(

r

Figura 1.12

(Suma más a la izquierda)

65 ♦ 7 / 65 ♦ 7 es

Paso 6. y

(Im multiplicación se realiza antes que la suma)

50 ♦ 15 ♦ 7/ 50 ♦ 15 es

Paso 5. y

(Multiplicación más a la izquierda)

* 5 + 7 ; 5 es

Paso 4. y

(Multiplicación más a la izquierda)

10 * 5 ♦ 3 * 5 ♦ 7 ; 10 * 5 • •

Paso 3. y

35

í

72;

(Última suma)

(Última operación, coloca 72 en y)

Orden en el cual se evalúa un polinomio d e segundo grado.

O perador alg eb raico estándar d e Ig u d d a d o d e re la d ó n

O p erador d e Igualdad o d e re la d ó n d e C++

Ejemplo d e una condición en C++

Significado d e la condición en C++

>

>

x e s mayor que y

<

<

* > y * < y

£

>■

x >- y

x es mayor o igual que y

£

<-

x <- y

x es menor o igual que y

-1-

x — y

x es igual que y

x

x no es igual que y

Operadores de relación

Operadores de igualdad = * H g u r a 1.13

1- y

O p e ra d o re s d e Ig u a ld a d y d e relación.


x es menor que y

36


Capítulo 1

Error co m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.6 Un error de sintaxis ocurrirá si alguno de los operadores »■». / « >my
Error co m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.7 Por lo general, cambiar el orden del par de símbolos de los operadores /■, > • y < - (escribirlos co mo » /. *■> v ■<• respectivamente) provoca un error de sintaxis. En algunos casos, escribir /■ como - / no es un error de sintaxis, pero con certeza será un error lógico que tendrá efecto a! momento de la ejecución. Un error lógico fatal ocasiona que el programafalle y termine de manera prematura. Un error lógico no fatal permite a un programa continuar la ejecución, pero podría producir resultados incorrectos.

Error co m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.8 Confundir el operador de igualdad, ■», con el operador de asignación. puede ocasionar errores ló gicos. E l operador de igualdad debe leerse como “es igual que", y el operador de asignación debe leerse “recibe” o “recibe el \xilor" o “se le asigna el valor". Algunas personas prefieren leer el ope rador de igualdad como “doble igualdad Como veremos muy pronto, el confundir estos operadores no necesariamente ocasionará errores de sintaxis fáciles de corregir; pueden ocasionar errores lógi cos en extremo sutiles.

F1 siguiente ejemplo utiliza seis instrucciones i f para comparar dos números introducidos por el usuario. Si la condición en cualquiera de estas instrucciones i f se satisface, la instrucción de sa lida asociada con ese i f se ejecuta. La figura 1.14 muestra el programa y los diálogos de entrada y salida de tres ejecuciones de ejemplo.

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

//

F ig .

1 .1 4 :

f ig 0 1 _ 1 4 .c p p

// Uso de instrucciones if, operadores // de relación, y operadores de igualdad. finelude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

// // //

el programa utiliza cout el programa utiliza cin el programa utiliza endl

// la función main comienza la ejecución del programa int main () {

int numl; int num2;

// primer número que introduce el usuario // segundo número que introduce el usuario

cout << "Digite dos enteros, y le diréNn" << "las relaciones que satisface: "j cin >> numl >> num2; // lee dos enteros if ( numl ■ - numl ) cout << numl << * es igual que * << numl << endl;

22 23 24 25

if ( numl 1■ numl ) cout << numl << ** no es igual que " << numl << endl;

R g u ra 1.14

O p e ra d o re s d e Ig u a ld a d y d e relación. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 1

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

if

If

lf

if

( n u m l < num 2 ) c o u t << n u m l << * e s m e n o r q u e

"

«

num2 << e n d l ;

( n u m l > num 2 ) c o u t << n u m l << " e s m a y o r q u e

"

«

num 2 << e n d l ;

( num l <■ num 2 ) c o u t << n u m l << n e s m e n o r o i g u a l q u e « num 2 << e n d l ;

"

( n u m l >■ num 2 ) c o u t << n u m l << w e s m a y o r o i g u a l q u e « num 2 << e n d l ;

"

re tu rn } //

fin

0; de

// la

in d ic a q u e e l p ro g ra m a te rm in ó

D ig ite d o s e n te r o s , y le d ir é la s re la c io n e s que s a tis f a c e : 22 n o e s i g u a l q u e 12 22 e s m a y o r q u e 12 22 e s m a y o r o i g u a l q u e 12

figura 1.14

s a tis fa c to ria m e n te

f u n c i ó n m a in

D ig ite d o s e n te ro s , y le d ir é la s re la c io n e s que s a tis f a c e ; 3 no e s ig u a l que 7 3 e s m enor q u e 7 3 e s m enor o ig u a l que 7

D ig ite d o s la s re la c io 7 e s ig u a l 7 e s m enor 7 e s m ayor

37

e n te ro s , y le d ir é n e s que s a tis f a c e : que 7 o ig u a l que 7 o ig u a l que 7

3 7

22

12

7 7

Operadores de Igualdad y d e relación. (Parte 2 d e 2.)

Las líneas 6 a 8 u s in g u s in g u s in g

s td ::c o u t; s t d : : c in ; s td ::e n d l;

// // //

e l p ro g ra m a u t i l i z a e l p ro g ra m a u t i l i z a e l p ro g ra m a u t i l i z a

cout c in endl

son instrucciones u s in g q u e eliminan la necesidad de repetir el prefijo s t d : :. Una vez que inclui mos las instrucciones u s in g . podemos escribir c o u t en lugar de s t d : :c o u t , c i n en lugar de http://alexyniorlls.blogspot.com 93 of 1380.

38


Capítulo 1

s t d : x c in y e n d l en lugar de a t d : s e n d l. respectivamente, en el resto del programa. [Nota: a partir de este punto, cada ejemplo contendrá una o más instrucciones u s in g .] Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.16 Coloque instrucciones u m ín g inmediatamente después de las f i n c l u d • a las que hacen referencia.

Las líneas 13 a 14 in t in t

n u m l; num 2;

/ / p r i m a r n ú m e ro q u e i n t r o d u c e e l u s u a r i o / / s e g u n d o n ú m e ro q u e i n t r o d u c e e l u s u a r i o

declaran las variables utilizadas en el programa. Recuerde que las variables pueden declararse en una o en varias declaraciones. El programa utiliza operaciones de extracción de flujo en cascada (línea 18) para introducir dos enteros. Recuerde que tenemos permitido escribir c i n (en lugar de s t d : x cin ), gracias a la línea 7. Primero se lee el valor de la variable n u m l , después se lee el valor de la variable n u m 2 . La estructura i f de las líneas 20 a 21 i f ( n u m l ■ - num2 ) c o u t << n u m l << " e s i g u a l q u s

"

<< num 2 << s n d l ;

compara los valores de las variables num l y num2 para hacer pruebas de igualdad. Si los valores son iguales, la instrucción de la línea 21 despliega una línea de texto que indica que los números son iguales. Si las condiciones son v e r d a d e r a s en una o más de las estructuras i f . las cuales comien zan las líneas 23, 26, 29, 32 y 36, las instrucciones correspondientes c o u t despliegan una línea de texto. Observe que cada estructura i f de la figura 1.14 tiene una sola instrucción en su cuerpo, y que cada uno de ellos tiene sangría. Sangrar el cuerpo de una estructura i f mejora la legibilidad de un programa. En el capítulo 2 mostramos cómo especificar estructuras i f que tengan cuerpos con múl tiples instrucciones (esto es, encerrando las instrucciones del cuerpo entre pares de llaves, { }). Buena práctica d e p ro g ra m a ció n 1.17 Coloque sangrías en las instrucciones del cuerpo de la estructura í t para hacer más visible su cuer po, ademáis de hacerla más clara.

Buena práctica d e p rogram ación 1.18 En un programa no debe haber más de una instrucción por línea.

Error co m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.9 Colocar un punto y coma inmediatamente después del paréntesis derecho de la condición en una estructura I f , a menudo es un error lógico (aunque no es un error de sintaxis). F.l punto y coma oca sionará que el cuerpo de la estructura i f quede vacío, de manera que la estructura i f no ejecutará acción alguna sin importar si la condición es o no v m r d s d m r a . Peor aún, el cuerpo de la instrucción original de la estructura i f será ahora una instrucción en la misma secuencia que la estructura i f y se ejecutará siempre, lo que provocará que el programa produzca resultados incorrectos.

En la figura 1.14, observe el uso de los espacios. Por lo general, en las instrucciones de C++, los caracteres blancos tales como el tabulador, nueva línea, y el espacio son ignorados por el compila dor (éstos no se ignoran si aparecen dentro de cadenas). De esta manera, las instrucciones se pueden dividir en varias líneas y pueden ser espaciadas de acuerdo con las preferencias del programador. Es http://alexyniorlls.blogspot.com 94 of 1380.


Capitulo 1

39

un error de sintaxis dividir los identificadores. cadenas (tal como "hola") y constantes (tal como el número 1000) en varias líneas. Error c o m ú n d e p ro g ra m a ció n 1.10 Es un error de sintaxis dividir un identificador mediante la inserción de caracteres blancos (por ejem plo, escribir a a i n como n a in ).

Buena p rá ctica d e p ro g ra m a ció n 1.19 Una instrucción muy grande puede dividirse en varias líneas. Si una sola instrucción debe dividirse en varias líneas, elija puntos de división que tengan sentido, tal como una coma dentro de una lista sepa rada por comas, o después de un operador en una expresión muy grande. Si una instrucción se divide en dos o más líneas, coloque sangrías a las líneas subsecuentes y alinéelas a la derecha.

La figura 1.15 muestra la precedencia de los operadores que presentamos en este capítulo. Los operadores se muestran de arriba hacia abajo en orden de precedencia decreciente. Observe que todos estos operadores, con excepción del operador de asignación se asocian de izquierda a de recha. La suma es asociativa por la derecha, de manera que una expresión como x + y + z se eva lúa como si se escribiera (x ♦ y ) ♦ z. El operador de asignación - se asocia de derecha a izquier da, de manera que una expresión como x ■ y - 0 se evalúa como si se escribiera x ■ (y - 0) , la cual, como veremos pronto, primero asigna 0 a y, y después asigna el resultado de dicha asignación (0) a x. Buena p ráctica d e p ro g ra m a ció n 1.20 Revise la tabla de precedencia de operadores cuando escriba expresiones que contengan muchos ope radores. Confirme que los operadores de la expresión se realizan en el orden que usted espera Si no está seguro acerca del orden de evaluación de una expresión compleja divida la expresión en instruc ciones mtís pequeñas o utilice paréntesis para forzar el orden de manera exacta tal como lo haría en una expresión algebraica. Recuerde que algunos operadores como la asignación ( m) se asocian de de recha a izquierda y no de izquierda a derecha.

Hemos explicado muchas características importantes de C++, incluso el despliegue de datos en la pantalla, la introducción de datos desde el teclado, la realización de cálculos y la toma de decisio nes. En el capítulo 2, fundamentamos estas técnicas al introducir la programación estructurada. Us ted se familiarizará con las técnicas de aplicación de sangrías, y estudiaremos cómo especificar y modificar el orden en el cual se ejecutan las instrucciones, a lo que se le llama flujo de control.

Operadores

A socialvidad

Upo

O

izquierda a derecha

paréntesis

izquierda a derecha

multiplicativos

izquierda a derecha

aditivos

izquierda a derecha

inserción/extracción de flujo

izquierda a derecha

relaciónales

izquierda a derecha

igualdad

derecha a izquierda

asignación

*

/

*

♦ <<

>>

<

<-

—

I-

■ Figura 1.15

>

>-

Precedencia y asoclativldad d e los operadores q u e hem os explicado hasta el momento.


40


Capítulo 1

1.26 Acerca de los objetos: introducción a la tecnología de objetos y al Lenguaje Unificado de M odelado (UML™) Comenzaremos nuestra introducción a la orientación a objetos. Veremos que la orientación a obje tos es una manera natural de pensar acerca del mundo real y de escribir programas de cómputo. En cada uno de los cinco primeros capítulos nos concentramos en la metodología “convencio nal” de la programación estructurada, debido a que los objetos que construimos estarán compuestos, en parte, por piezas de programación estructurada. Entonces, finalizamos cada capítulo con una sec ción llamada “Acerca de los objetos”, en la cual presentamos una cuidadosa introducción guiada por la programación orientada a objetos. Nuestra meta en estas secciones "acerca de los objetos” es la de ayudarle a desarrollar una forma de pensar orientada a objetos, de manera que pueda utilizar de inmediato los conocimientos sobre programación orientada a objetos que comenzará a recibir en el capítulo 6. Además, lo introducimos al Lenguaje Unificado de Modelado (UML). El UML es un len guaje gráfico que permite a la gente que construye sistemas (por ejemplo, arquitectos de software, ingenieros de sistemas, programadores, etcétera), a representar sus diseños orientados a objetos me diante el uso de una notación visual común. En esta sección (1.26), introducimos los conceptos básicos (es decir, “pensar en objetos”) y la terminología (es decir, “hablar de objetos”). En las secciones “acerca de los objetos”, al final de los capítulos 2 al 5, explicaremos temas más sustanciales mientras atacamos un desafiante problema con las técnicas del diseño orientado a objetos (DOO). Analizaremos un problema de ejemplo, que requiere la construcción de un sistema, determinar los objetos necesarios para implementar el siste ma, determinar los atributos que deben tener los objetos, determinar el comportamiento que estos ob jetos necesitan exhibir y especificar cómo deben ¡nteractuar estos objetos entre sí para lograr los requerimientos del sistema. Hacemos todo esto incluso antes de haber aprendido a escribir progra mas orientados a objetos en C++. En las secciones opcionales “acerca de los objetos”, al final de los capítulos 6, 7 y 9, explicaremos una imple mentación en C++ del sistema que diseñamos en los ca pítulos anteriores. Este ejemplo práctico le ayudará a introducirse en las prácticas utilizadas en la industria. Aun que nuestro ejemplo práctico es una versión a escala de un problema a nivel industrial, cubrimos mu chas de las prácticas comunes en la industria. Si usted es estudiante, y su profesor no planea incluir este ejemplo práctico en su propio curso, considere cubrir este ejemplo práctico por su cuenta. Cree mos que bien valdrá la pena que revise este interesante proyecto. Usted tendrá una sólida introduc ción al diseño orientado a objetos con UML, y afinará sus habilidades para leer código mediante un recorrido a través de un programa en C++ de 1200 líneas escrito cuidadosamente, que resuelve el problema que presentamos en el ejemplo práctico. Comenzamos nuestra introducción a la programación orientada a objetos con la terminología clave de ésta. Mire a su alrededor en el mundo real. Por donde quiera que voltee los puede ver, ¡ob jetos!. gente, animales, plantas, automóviles, edificios, computadoras, etcétera. Los humanos pensa mos en términos de objetos. Tenemos la maravillosa habilidad de abstracción que nos permite ver imágenes en pantalla como objetos tales como gente, aviones, árboles, y montañas, en lugar de pun tos individuales de color. Podemos, si lo deseamos, pensar en términos de playas en vez de granos de arena, bosques en vez de árboles, y casas en lugar de ladrillos. Quizá nos inclinamos a dividir los objetos en dos categorías: objetos animados y objetos inani mados. Los objetos animados están “vivos” de alguna manera. Se mueven y hacen cosas. Los obje tos inanimados, como las toallas, parecen no hacer nada en absoluto. Parecen sólo “están ahí”. Sin embargo, todos los objetos tiene algo en común. Todos tienen atributos, como tamaño, forma, color, peso, etcétera, que los describen. Todos exhiben un comportamiento, o realizan operaciones (por ejemplo, una bola rueda, rebota, se infla y se desinfla; un bebé llora, duerme, gatea, camina y par http://alexyniorlls.blogspot.com 96 of 1380.

Capitulo 1


41

padea; un automóvil acelera, frena y gira; una toalla absorbe agua, etcétera) que especifican lo que hacen. Los humanos aprendemos acerca de los objetos al estudiar sus atributos y al observar su com portamiento. Objetos diferentes pueden tener atributos similares y comportamientos similares. Por ejemplo, se pueden hacer comparaciones entre bebés y adultos, y entre humanos y chimpancés. Los automóviles, camiones, vagones y patinetas tienen mucho en común. La program ación orientada a objetos (POO) toma como modelo a los objetos reales para su contraparte en software. Toma ventaja de las relaciones entre clases, en donde objetos de cierta cla se, tal como una clase de vehículos, tiene atributos y operaciones similares. Toma ventaja de las re laciones de herencia, e incluso de las relaciones de herencia m últiple, en donde las nuevas clases de objetos creadas se derivan mediante la absorción de atributos y operaciones de clases existentes y mediante la adición de sus propias características únicas. Un objeto de la clase C o n v e r t i b l e cier tamente tiene las características de la clase más general A u t o m ó v i l , pero el techo del C o n v e r t i b l e puede quitarse o ponerse. La programación orientada a objetos nos brinda una forma natural de ver el proceso de progra mación, a saber, mediante el m odelado de objetos reales, sus atributos y comportamiento. L.a pro gramación orientada a objetos proporciona también comunicación entre los objetos. Tal como las personas se envían m ensajes entre sí (por ejemplo, un sargento que le ordena a un soldado que se co loque en posición de firm es), los objetos también se comunican mediante mensajes. La programación orientada a objetos encapsula datos (atributos) y funciones (operaciones) en paquetes llamados o b jeto s ; los datos y las funciones de un objeto están íntimamente ligados. Los ob jetos tienen la propiedad d e o c u lta r inform ación. Esto significa que aunque los objetos pueden saber cómo comunicarse con otros a través de interfaces bien definidas, por lo general, los objetos no sa ben cómo se implcmcntan otros objetos, los detalles de implcmcntación se ocultan dentro de los mis mos objetos. Con seguridad, es posible manejar un automóvil de manera efectiva sin tener que co nocer a fondo los detalles de cómo funcionan internamente los sistemas del motor y la transmisión. Por supuesto, el manejo sería mucho más difícil y menos popular si se requiriera tal conocimiento. También, veremos por qué el ocultamiento de información es crucial para la buena ingeniería de soft ware. En C y en otros lenguajes d e program ación p o r procedim ientos, la programación tiende a ser orientada a a cciones ; mientras que en C++, la programación tiende a ser orientada a objetos. En C, la unidad de programación es lafunción. En C++, la unidad de programación es la clase, a través de la cual se obtienen las instancias. En C++, las clases contienen funciones que implementan el compor tamiento, y datos que implementan los atributos de la clase. Los programadores de C se concentran en escribir funciones. Los programadores agrupan acciones dentro de funciones que realizan alguna tarca común, y agrupan funciones para formar programas. Ciertamente, los datos son importantes en C, pero la ¡dea es que los datos existen primordialmente para apoyar las acciones que realizan las funciones. Los verbos en una especificación de sistema ayu dan al programador en C a determinar un conjunto de funciones que trabajan juntas para implementar el sistema. Los programadores en C++ se concentran en crear sus propios tipos definidos por el usuario llamados clases y com ponentes. Cada clase contiene datos, así como un conjunto de funciones que manipulan esos datos. En C++, a los componentes de datos de una clase se Ies llama datos m iem bro. En C++, a las funciones que componen una clase se les llama fu n cio n es m iem bro (por lo general, en otros lenguajes de programación orientados a objetos, como Java, se les denomina m étodos). Tal como a una instancia de un tipo predefinido como i n t se le llama variable, a una instancia de un tipo definido por el usuario (es decir, una clase) se le llama objeto. El programador utiliza tipos pre definidos (y otros tipos definidos por el usuario) como “bloques de construcción”, para construir http://alexyniorlls.blogspot.com 97 of 1380.

42


Capítulo 1

tipos definidos por el usuario (clases). El foco de atención en C++ se centra en las clases (desde las que se crean los objetos) en vez de funciones. Los sustantivos en una especificación de sistema ayu dan al programador de C++ a determinar el conjunto de clases desde el que se crean los objetos que trabajan juntos para ¡mplementar un sistema. Las clases son a los objetos lo que los planos son a las casas. Podemos construir muchas casas a partir de un plano, y podemos crear instancias de muchos objetos a partir de una clase. Además, las clases pueden tener relación con otras clases. Por ejemplo, en el diseño orientado a objetos de un banco, la clase CajeroBanco necesita relacionarse con la clase CuentaBanco. La más simple de estas relaciones se denomina asociación. Veremos que el software empaquetado como clases puede reutilizarse en futuros sistemas de software. A menudo, grupos de clases relacionadas se empaquetan como componentes reutilizables. Tal como los corredores de bolsa dicen a sus clientes que los tres factores más importantes que afec tan los precios de la bolsa son “la ubicación, la ubicación y la ubicación", nosotros creemos que los tres factores más importantes que afectan el futuro del desarrollo de software son “la rcutilización, la reutilización y la reutilización”. Con la teoría orientada a objetos, construimos la mayoría del software del futuro mediante la combinación de "partes estándares e intercambiables” llamadas clases. Este libro le enseña cómo “elaborar clases valiosas" para reutilizar, reutilizar y reutilizar. Cada clase que usted crea tiene el potencial de convertirse en un activo valioso de software que usted y otros programadores pueden utilizar para facilitar los esfuerzos de desarrollo de software en el futuro. Introducción al análisis y diseño orientado a objetos (ADOO) y a UML En este momento, probablemente ya escribió algunos pequeños programas en C++. ¿Cómo generó el código para sus programas? Si usted es como la mayoría de los programadores principiantes, tal vez prendió su computadora y comenzó a escribir. Este método podría funcionar en proyectos pe queños, pero, ¿qué haría si se le pidiera que creara un sistema de software para controlar de manera automática las máquinas registradoras de un banco? Dicho proyecto es demasiado grande y comple jo para simplemente sentarse y comenzar a escribir. Para crear las mejores soluciones, usted debería seguir un proceso detallado para obtener un análisis de los requerimientos de su proyecto y desarrollar un diseño para satisfacer dichos requeri mientos. Usted seguiría este proceso y haría que sus superiores revisaran los resultados antes de escribir cualquier código para su proyecto. Si este proceso involucra el análisis y el diseño de su sis tema desde un punto de vista orientado a objetos, a esto se le llama proceso de análisis y diseño orientado a objetos (ADOO). Los programadores experimentados saben que no importa lo fácil que aparente ser un problema, el tiempo que se invierte en el análisis y el diseño puede evitar perder innu merables horas por abandonar un método de desarrollo de sistemas enfermo a la mitad del camino para su implementación. El ADOO es el término genérico para las ideas que existen detrás del proceso que empleamos para analizar un problema y para desarrollar un método para resolverlo. Los pequeños problemas como los de estos primeros capítulos no requieren un proceso exhaustivo. Podría ser suficiente con escribir el seudocódigo antes de escribir el código. El seudocógido es un medio informal de expre sar código de programación. En realidad no es un lenguaje de programación, pero podemos utilizar lo como un “bosquejo” que nos guíe para escribir nuestro código. En el capítulo 2, explicaremos el pseudocódigo. F.I seudocódigo puede ser suficiente para problemas pequeños, pero conforme se incrementan los problemas y aumentan los grupos de gente que resuelven estos problemas, las técnicas de ADOO se involucran más. De manera ideal, un grupo debería estar de acuerdo con un proceso estrictamen te definido para resolver el problema y una manera uniforme de comunicar los resultados de esc pro http://alexyniorlls.blogspot.com 98 of 1380.

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ceso. Existen muchos procesos diferentes de ADOO; sin embargo, un lenguaje para comunicar los resultados de cualquier proceso ADOO se ha hecho muy popular. Este lenguaje se conoce como Lenguaje Unificado de Modelado (UML). El UML se desarrolló a mediados de la década de los no venta, bajo la dirección inicial de un trío de metodologiítas: Grady Booch, James Rumbaugh e Ivar Jacobson. Historia de UML En la década de los ochenta, un creciente número de empresas comenzó a utilizar la POO para implcmentar sus aplicaciones, y la necesidad desarrolló un proceso que derivó en el método ADOO. Muchos metodologiítas. incluso Booch. Rumbaugh, y Jacobson, desarrollaron y promovieron indi vidualmente procesos separados para satisfacer esta necesidad. Cada uno de estos procesos tenía su propia notación, o "lenguaje” (en la forma de diagramas), para transmitir los resultados del análisis y el diseño. Para principios de la década de los noventa, diferentes empresas, c incluso diferentes divisiones dentro de la misma empresa, utilizaron distintos procesos y notaciones. De manera adicional, estas empresas querían utilizar herramientas de software que soportaran sus procesos particulares. Con tantos procesos, los fabricantes de software tuvieron dificultades para proporcionar dichas herra mientas. Evidentemente, se requerían procesos y notación estándares. En 1994. James Rumbaugh se unió a Grady Booch en la Rational Software Corporation, y los dos comenzaron a trabajar para unificar sus populares procesos. Pronto, se vieron acompañados por Ivar Jacobson. En 1996, el grupo liberó la primera versión de UML para la comunidad de ingeniería de software y les pidió sus sugerencias. Al mismo tiempo, una organización conocida como Object Management Group™ (OMG™) promovió el sometimiento a un lenguaje de modelado único. El OMG es una organización no lucrativa que promueve el uso de tecnología orientada a objetos me diante guías y especificaciones para tecnologías orientadas a objetos. Muchas empresas, entre ellas HP, IBM, Microsoft, Oracle y Rational Software, reconocieron la necesidad de un lenguaje de mo delado común. Estas empresas formaron el UML Partners, en respuesta al llamado del OMG para recibir propuestas. Este consorcio desarrolló y sometió a consideración del OMG, la versión 1.1 del UML. El OMG aceptó la propuesta y, en 1997, asumió la responsabilidad de dar mantenimiento y revisión continua al UML. En el 2001, el OMG liberó la versión 1.4 de UML. En la actualidad, el OMG trabaja con la versión 2.0. El OMG es uno de los consorcios más grandes; cuenta con 800 em presas como miembros. ¿Qué es UML? El Lenguaje Unificado de Modelado es, en la actualidad, un esquema de representación gráfica am pliamente utilizado para modelar sistemas orientados a objetos. Unifica los distintos esquemas de notación que existían a finales de la década de los ochenta. Aquellos que diseñan sistemas utilizan el lenguaje (en la forma de diagramas) para modelar sus sistemas. Una de las características más atractivas de UML es su flexibilidad. UML se puede extender y es independiente de los muchos procesos de ADOO. Los modeladores en UML pueden desarrollar sistemas mediante el uso de distintos procesos, pero todos los dcsarrolladorcs pueden expresar di chos sistemas con un conjunto estándar de notaciones. El UML es un lenguaje complejo, rico en características gráficas. En nuestras secciones "Acer ca de los objetos”, representamos un subconjunto conciso y simplificado de estas características. Utilizaremos este subconjunto para guiar al usuario a través de una primera experiencia de diseño con UML pensado para los diseñadores/programadores principiantes en la orientación a objetos. Para una completa explicación de UML. revise el sitio Web del Object Management Group (vww.omg.org) y el documento de las especificaciones oficiales de UML 1.4 (www.omg.org/uml). http://alexyniorlls.blogspot.com 99 of 1380.

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The Unified Modeling Language User Guide, escrita por Booch. Rumbaugh y Jacobson. es la guía definitiva para UML. Además, han emergido distintas herramientas de modelado para que los diseña dores puedan construir sistemas mediante UML. Al final de la sección 5.13 se encuentran vínculos hacia algunas de estas herramientas. La tecnología orientada a objetos está omnipresente en la industria del software, y UML rápi damente también lo está logrando. Nuestra meta en las secciones “acerca de los objetos" es la de alentarlo a pensar de una manera orientada a objetos tan pronto, y tan frecuentemente como sea posi ble. Al principio de la sección “acerca de los objetos” al final del capítulo 2, usted aplicará la tecno logía de objetos para implcmcntar una solución para un problema importante. Esperamos que este proyecto opcional le parezca una introducción amena y desafiante al diseño orientado a objetos con UML, y a la programación orientada a objetos.

1.27 Recorrido a través del libro En esta sección, haremos un recorrido por la mayoría de las capacidades de C++ que usted es tudiará en Cómo programar en C++, 4a- edición. Capítulo 1 —Introducción a las computadoras y a la programación en C++— Explica qué son las computadoras, cómo funcionan y cómo se programan. Introduce la noción de la programa ción estructurada y explica por qué estas técnicas alentaron una revolución en la manera en que se escriben los programas. El capítulo brinda una breve historia del desarrollo de los lenguajes de pro gramación, desde los lenguajes máquina, los lenguajes ensambladores, hasta los lenguajes de alto nivel. Explica el origen del lenguaje de programación C++. El capítulo lo introduce a un ambiente típico de desarrollo de programas en C++, y brinda una concisa introducción a la escritura de progra mas en C++. Presenta un tratamiento detallado respecto a las operaciones para la toma de decisiones y operaciones aritméticas en C++. Introdujimos un nuevo, más abierto, y fácil de leer, método de “sen tir y tocar" para nuestros programas fuente, lo más notable es el uso de colores en la sintaxis para resaltar palabras reservadas, comentarios y texto general del programa, y para hacer los programas más claros. También introdujimos un nuevo fondo resaltado para llamar la atención de los lectores sobre las nuevas características que presenta cada programa. Después de estudiar este capítulo, el es tudiante comprenderá cómo escribir sencillos, pero completos, programas en C++. Explicamos la explosión del interés por Internet que se dio con el advenimiento de la World Wide Web. Explicamos los espacios de nombres y las instrucciones u s in g . Los lectores se zambullen en la orientación a objetos de la sección “acerca de los objetos”, la cual introduce la terminología básica de la tecnolo gía de objetos. Capítulo 2 —Estructuras de control— Introduce la noción de algoritmos (procedimientos) para resolver problemas. Explica la importancia de utilizar estructuras de control de manera efecti va para producir programas que sean comprensibles, corregibles, fáciles de mantener y con mayor probabilidad de hacer que funcionen apropiadamente al primer intento. Introduce la estructura de se cuencia, las estructuras de selección ( i f , i f / e l s e y s w itc h ) , y las estructuras de repetición (w h ile , d o /w h ile y f o r ) . Explica con detalle la repetición y compara los ciclos controlados por un contador y los ciclos controlados por centinelas. Explica la técnica de arriba-abajo, la corrección paso a paso, que es importante para la producción de programas estructurados apropiadamente y pre senta la popular ayuda para programar, el pseudocódigo. Los métodos y técnicas utilizados en el capítulo 2 se aplican para hacer uso efectivo de las estructuras de control en cualquier lenguaje de programación (no sólo C++). Este capítulo ayuda al estudiante a desarrollar buenos hábitos de pro gramación, como una preparación para lidiar con tareas de programación más sustanciales en el res http://alexyniorlls.blogspot.com 100 of 1380.

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to del libro. El capítulo concluye con una explicación de los operadores lógicos, && (AND), | | (OR) y l (NOT, o negación). Introdujimos el operador s t a t i c _ c a s t , el cual es más seguro que el uso del viejo estilo de conversión de tipos de C++ heredado de C. Agregamos el ejercicio de “Peter Minuit", de manera que los estudiantes pueden ver las maravillas del interés compuesto, ¡y la compu tadora hace la mayor parte del trabajo! Explicamos las reglas de alcance para los contadores de un ciclo dentro de un ciclo f o r . En la sección opcional “acerca de los objetos”, comenzamos la pri mera fase del diseño orientado a objetos (DOO) para el simulador del elevador (identificamos las cla ses necesarias para implementar el simulador. También introducimos un ejemplo del uso de los diagramas de clase y de objetos de UML y discutimos los conceptos de asociación, multiplicidad, composición, roles y enlaces. Capítulo 3 — Funciones— Explica el diseño y la construcción de módulos de programa, las capacidades de las funciones en C++, incluidas las funciones de la biblioteca estándar, funciones de finidas por el usuario, recursividad. capacidades de las llamadas por valor y las llamadas por refe rencia. Las técnicas que se presentan en el capítulo 3 son esenciales para la producción apropiada de programas estructurados, especialmente para grandes programas y software que los programadores de sistemas y los programadores de aplicaciones desarrollan en aplicaciones de la vida real. La es trategia de “divide y vencerás” se presenta como una meta efectiva para resolver problemas comple jos al dividirlos en componentes más simples que interactúan entre sí. Los estudiantes disfrutarán el tratamiento de los números aleatorios y la simulación, y apreciarán la explicación del juego de azar con dados, el cual utiliza de manera elegante las estructuras de control. El capítulo ofrece una sóli da introducción a la recursividad, e incluye una tabla que resume las docenas de ejemplos de recur sividad y los ejercicios distribuidos a través del resto del libro. Algunos libros dejan el tema de la recursividad para los capítulos finales del libro: nosotros sentimos que este tema se cubre mejor de manera gradual a través del libro. La extensa colección de 60 ejercicios al final del capítulo inclu ye muchos problemas clásicos de recursividad tales como la torre de Hanoi. El capítulo explica las llamadas mejoras “ a C mediante C++". incluida la función i n l i n e , los parámetros de referencia, los argumentos por defecto, el operador unario de resolución de alcance, la sobrecarga de operado res y las plantillas de función. La tabla de archivos de encabezado introduce muchos de los archivos de encabezado que utilizará el lector a través del libro. En la sección opcional “acerca de los obje tos”, describimos muchos de los atributos de las clases, necesarios para implementar el simulador del elevador. También introducimos las gráficas de estado y los diagramas de actividades de UML, y los conceptos de eventos y acciones tal y como se relacionan con estos diagramas. Capítulo 4 —Arreglos— Explica la estructuración de datos en arreglos, o grupos de elemen tos de datos relacionados, del mismo tipo. El capítulo presenta numerosos ejemplos tanto de arreglos unidimensionales como de arreglos bidimensionalcs. Es bien reconocido que estructurar los datos apropiadamente es tan importante como utilizar de manera efectiva las estructuras de control en el desarrollo de programas bien estructurados. lx>s ejemplos de este capítulo investigan distintas for mas comunes de manipulación de arreglos, impresión de histogramas. ordenamiento de datos, paso de arreglos a funciones y una introducción al campo de las encuestas de datos (mediante estadísti cas simples). Una de las características de este capítulo es la explicación que da sobre las técnicas elementales de ordenamiento y la búsqueda de datos y la presentación de la búsqueda binaria como una mejora dramática respecto a la búsqueda lineal. Los 121 ejercicios al final del capítulo inclu yen una variedad de problemas interesantes y desafiantes, como las técnicas mejoradas de ordena miento, el diseño de un pequeño programa de reservaciones para una línea aérea, una introducción al concepto de los gráficos de tortuga (que se hicieron famosos en el lenguaje LOGO) y los proble mas que presentan los juegos del recorrido del caballo y las ocho reinas, los cuales introducen la idea de la programación heurística utilizada ampliamente en el campo de la inteligencia artificial. Los http://alexyniorlls.blogspot.com 101 of 1380.

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ejercicios concluyen con muchos problemas de recursividad que incluyen el ordenamiento por se lección, palíndromos, búsqueda lineal, búsqueda binaria, el problema de las ocho reinas, el desplie gue de un arreglo, el despliegue de una cadena a la inversa y encontrar el valor más pequeño de un arreglo. Este capítulo todavía utiliza arreglos al estilo de C, los cuales, como verá en el capítulo 5, son en realidad apuntadores al contenido del arreglo en memoria.7 En la sección “acerca de los ob jetos" del capítulo 4. determinamos muchas de las operaciones (comportamientos) de las clases en el simulador de un elevador. También introducimos el diagrama de secuencia de UML y el concep to de mensajes, que los objetos pueden enviarse entre sí. Capítulo 5 —Apuntadores y cadenas— Presenta una de las características más poderosas y difíciles del lenguaje C++. El capítulo proporciona explicaciones detalladas acerca de los operado res para apuntadores, de las llamadas por referencia, de las expresiones con apuntadores, de la arit mética de apuntadores, de la relación entre apuntadores y arreglos, de los arreglos de apuntadores y los apuntadores a funciones. En C++, existe una íntima relación entre los apuntadores, los arreglos y las cadenas, de manera que introducimos conceptos de manipulación de cadenas y explicamos al gunas de las funciones de manipulación de cadenas más populares, tales como getline (introdu ce una línea de texto), strepy y strnepy (copia una cadena), strcat y atrncat (concatena dos cadenas), stremp y stracmp (compara dos cadenas), strtok (“divide” una cadena en sus piezas) y str len (calcula la longitud de una cadena). Los 134 ejercicios del capítulo incluyen una simulación de la clásica carrera entre la tortuga y la liebre, barajar y repartir las cartas, la clasifica ción quicksort recursiva y recorridos recursivos a través de laberintos. Además, incluimos una sección especial titulada “Cómo construir su propia computadora”. Esta sección explica la programación en lenguaje máquina y continúa con un proyecto que involucra el diseño y la implemcntación de un simulador de una computadora que permite al lector escribir y ejecutar programas en lenguaje má quina. Esta característica única del libro le será especialmente útil a aquel lector que desee entender cómo funcionan en realidad las computadoras. Nuestros estudiantes disfrutan este proyecto y a menudo ¡mplementan mejoras sustanciales, muchas de las cuales se sugieren en los ejercicios. En el capítulo 17, otra sección especial guía al lector a través de la construcción de un compilador, el lenguaje má quina que produce el compilador se ejecuta en el simulador de lenguaje máquina construido en los ejercicios del capítulo 5 .1.a información se comunica desde el compilador hasta el simulador en ar chivos sccucnriales, los cuales explicamos en el capítulo 14. Una segunda sección especial incluye ejercicios desafiantes para la manipulación de cadenas relacionadas con el análisis de texto, el pro cesamiento de palabras, la impresión de fechas en distintos formatos, la comprobación de protección, la escritura del texto equivalente a una cifra numérica, conversiones de código Morse y del sistema métrico al sistema inglés. El lector querrá volver a revisar estos ejercicios de manipulación de texto después de estudiar la clase string en el capítulo 15. Mucha gente descubre que el tema de los apuntadores es, por mucho, la parte más difícil de un curso introductorio de programación. Los arre glos y las cadenas en C y en “C++ puro” son apuntadores al contenido de arreglos y cadenas dentro de la memoria (incluso los nombres de las funciones son apuntadores). El estudio cuidadoso de es te capítulo lo deberá recompensar con una completa comprensión del complejo tema de los apunta 7. En los siguientes capítulos, presentaremos a los arreglos como objetos completamente maduros. En el capítulo 8. utilizaremos las técnicas de sobrecarga de operadores pata elaborar una dase valiosa llamada A r r e g l o , a par tir de la cual crearemos objetos A r r e g l o , los cuales son mucho más robustos y resulta mucho más placentero programar con ellos que con los arreglos del capítulo 4. Continuaremos esa explicación introduciendo la clase predefinida de C++ llamada v e c t o r , la cual implementa una robusta estructura de datos. En el capítulo 21. La Standard Témplate Library (STL), presentaremos con detalle la clase v e c t o r , la cual, cuando se utiliza con los ¡te ñidores y los algoritmos que explicamos en el capítulo 21. crea un sólido tratamiento de los arreglos como objetos maduros.


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dores. De nuevo, explicamos los arreglos y las cadenas como objetos maduros más adelante en el li bro. En el capítulo 8, utilizamos la sobrecarga de operadores para elaborar las clases personalizadas Arreglo y Cadena. El capítulo 8 introduce además las clases str ing y vector de la Standard Library, para la manipulación de cadenas y arreglos como objetos. Explicamos con detalle estos objetos en los capítulos 15 y 21, respectivamente. El capítulo 5 está repleto de ejercicios desafiantes. Asegúrese de experimentar con nuestra Sección especial: cómo construir su propia computadora. En la sección “acerca de los objetos”, determinamos muchas de las colaboraciones (interacciones en tre los objetos en el sistema) necesarias para ¡mplementar el sistema del elevador y para representar estas colaboraciones mediante el diagrama de colaboración de UML. También incluimos una biblio grafía y una lista de recursos de la World Wide Web y de Internet que contienen las especificaciones de UML y otros materiales de referencia, recursos en general, tutoriales, preguntas más frecuentes, ar tículos, documentación oficial y software. Capítulo 6 —Clases y abstracción de datos— Comienza nuestra explicación acerca de la pro gramación orientada a objetos. El capítulo representa una magnifica oportunidad para enseñar la abs tracción de datos de “manera correcta”, a través de un lenguaje (C++) dedicado expresamente a la implemcntación de tipos de datos abstractos (ADTs). En años recientes, la abstracción de datos se lia convertido en un tema importante en los cursos básicos. De los capítulos 6 a 8 se incluye una só lida explicación de la abstracción de datos. El capítulo 6 trata la implementación de las ADTs como clases de estilo C++, y por qué este método es superior al uso de struct; también considera cómo acceder a los miembros de la clase, cómo separar la interfaz de la implementación, cómo utilizar las funciones de acceso y las funciones de utilería, la inicialización de objetos mediante cons tructores, la destrucción de objetos mediante destructores, la asignación mediante la copia por defec to de miembros del objeto y la reutilización de software. El capítulo reta al estudiante a desarrollar clases para números complejos, números racionales, tiempo, rectángulos, enteros muy grandes y el juego del gato. Por lo general, los estudiantes disfrutan de los programas de juegos. Los estudiantes que se inclinan por las matemáticas disfrutarán los ejercicios para crear la clase Complejo (para números complejo), la clase Racional (para números racionales) y la clase Enteromuygran de (para enteros muy grandes). La sección “acerca de los objetos" le pedirá que escriba un archivo de encabezado de clase para cada una de las clases del simulador del elevador. En la sección “acer ca de los objetos", utilizaremos el diagrama de clase de UML desarrollado en secciones previas pa ra bosquejar los archivos de encabezado en C++ que definirán las clases. También introduciremos el concepto de ¡dentiPicadores de los objetos, y comenzaremos con el estudio de la manera de implementar los idcntificadores en C++. Capítulo 7 —Clases, parte II— Continúa el estudio de las clases y la abstracción de datos. El capítulo explica cómo declarar y utilizar objetos constantes, funciones miembro constantes, la com posición (el proceso de construcción de clases que tienen objetos de otras clases como miembros), funciones y clases friend. las cuales tienen derechos especiales de acceso a los miembros pri vados y protegidos de las clases, el apuntador this, que permite a un objeto saber su propia dirección, la asignación dinámica de memoria, miembros estáticos de la clase para contener y manipular todos los datos de la clase, ejemplos de populares tipos de datos abstractos (arreglos, ca denas y colas), clases contenedoras e iteradores. Los ejercicios del capítulo piden al estudiante que desarrolle una clase para cuentas de ahorros y una clase para almacenar conjuntos de números ente ros. Cuando explicamos los objetos constantes, mencionamos brevemente la palabra reservada mutable, la cual, como veremos en el capítulo 22, se utiliza de manera sutil para permitir la ¡mplementación de la “invisibilidad" en los objetos const. Explicaremos la asignación dinámica de memoria mediante el uso de new y delete. Cuando new falla, el programa termina por defecto, debido a que new "arroja una excepción” en C++ estándar. El capítulo 13 explica la captura y el ma http://alexyniorlls.blogspot.com 103 of 1380.

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nejo de excepciones. Motivaremos la explicación de los miembros estáticos de clase mediante un ejemplo basado en un juego de vídeo. Enfatizaremos qué tan importante es esconder los detalles de implementación a los clientes de una clase: después, mostraremos datos privados en nuestros encabezados de clase, lo cual revela la implementación. Explicaremos las clases proxy, que propor cionan una forma de ocultar a los clientes la implementación de una clase. La sección “acerca de los objetos” le pide que incorpore la administración de memoria dinámica y la composición al simulador del elevador. Los estudiantes disfrutarán el ejercicio para la creación de la clase Con juntoEntaros. Esto motiva el tratamiento de la sobrecarga de operadores del capítulo 8. En la sección “acerca de los objetos”, presentamos el programa completo en C-h -, del simulador del elevador (aproximada mente 1,250 líneas de código) y una explicación de dicho código. El código se basa de manera di recta en el diseño UML que creamos en secciones previas, y emplea nuestras buenas prácticas de programación, incluso el correcto uso de los datos y de las funciones miembro estáticos y cons tantes. También explicaremos la asignación dinámica de memoria, la composición y la interac ción de los objetos mediante idcntificadorcs, y cómo utilizar las declaraciones forward para evitar el problema de “inclusión circular”. Capítulo 8 —Sobrecarga de operadores: objetos de tipo cadena y de tipo arreglo— Presen ta uno de los temas más populares en los cursos de C++. Los estudiantes realmente disfrutan este material. Encuentran una perfecta coincidencia con la explicación de los tipos abstractos de los ca pítulos 6 y 7. La sobrecarga de operadores permite a los programadores indicar al compilador cómo utilizar operadores existentes con objetos de tipos nuevos. C++ ya sabe cómo utilizar estos operado res con objetos de tipos predefinidos, tales como enteros, flotantes o caracteres. Pero suponga que creamos una nueva clase llamada cadena ¿cuál sería el significado del signo + cuando éste se uti lice entre objetos de tipo cadena? Muchos programadores utilizan el signo + con cadenas para indi car la concatenación. En el capítulo 8, el programador aprenderá cómo “sobrecargar” el signo +, así, cuando éste se escriba entre dos objetos de cadena dentro de una expresión, el compilador generará una llamada a la “función de operador" que concatenará las dos cadenas. El capítulo explica los fun damentos de la sobrecarga de operadores, las restricciones en la sobrecarga de operadores, la sobre carga mediante funciones de clases miembro contra la sobrecarga mediante funciones independien tes, la sobrecarga de operadores unarios y binarios, y la conversión de tipos. Una característica del capítulo es la considerable colección de ejemplos prácticos, que incluyen una clase arreglo, una cla se cadena, una clase fecha, una clase para enteros muy grandes y una clase para números complejos (las dos últimas aparecen con el código fuente de los ejercicios). Los estudiantes que se inclinan por las matemáticas disfrutarán al crear la clase polinomio en los ejercicios. Este material es diferen te al que usted revisa en la mayoría de los lenguajes de programación y en los cursos. La sobrecar ga de operadores es un tema difícil, pero muy enriquecedor. El uso de la sobrecarga de operadores le ayudará de manera atinada a agregar “brillantez” adicional a sus ciases. Las explicaciones de la clase Arreglo y de la clase Cadena son particularmente importantes para los estudiantes que pro seguirán con el uso de las clases string y vector de la biblioteca estándar, las cuales se intro ducen mediante programas de prueba que emplean string y vector para imitar las capacidades que muestran los ejemplos que usan Cadena y Arreglo. La introducción de string y vector en este punto brinda al estudiante experiencia importante para la reutilización de software mediante clases existentes, en lugar de “reinventar la rueda”. Mediante las técnicas de los capítulos 6 a 8, es posible elaborar una clase Fecha que, si hubiéramos utilizado hace veinte años, fácilmente podría mos haber eliminado una porción importante del denominado “problema del año 2000 (o Y2K)”. Los ejercicios alientan al estudiante a agregar sobrecarga de operadores a las clases Complejo. Ra cional y Enteromuygrande para permitir una manipulación más conveniente de los objetos de estas clases mediante operadores (como en matemáticas) en lugar de llamadas a función, como lo hi zo el estudiante en los ejercicios del capítulo 7. http://alexyniorlls.blogspot.com 104 of 1380.

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Capitulo 9 — Programación orientada a objetos: herencia— Introduce una de las capacida des fundamentales de los lenguajes orientados a objetos. La herencia es una forma de reutilización de software, en la cual, los programadores crean clases que absorben una clase de datos ya existente y el comportamiento y mejora de los mismos con nuevas capacidades. FJ capítulo explica las nocio nes de las clases base y las clases derivadas, miembros protegidos, herencia pública, heren cia protegida, herencia privada, clases base directas, clases base indirectas, constructores y destructores en clases base y en clases derivadas, c ingeniería de software con herencia. FJ capítulo compara la herencia (relación “es_un”) mediante composición (relación “tiene_un”) e introduce las relaciones “utiliza_un” y “conoce_a”. Una característica del capítulo es el ejemplo que implemcnta la jerarquía de clases punto, círculo, cilindro. Con el uso de este ejemplo “mecánico”, examinamos la relación entre las clases base y las clases derivadas, y entonces mostramos cómo las clases deri vadas utilizan datos y funciones miembro heredadas. En la sección “acerca de los objetos”, actuali zamos el diseño y la implementación del simulador del elevador para incorporar la herencia. Tam bién sugerimos más modificaciones que el estudiante puede diseñar c implcmcntar. Capítulo 10 —Programación orientada a objetos: polimorfismo— Trata con otra de las capacidades fundamentales de la programación orientada a objetos, denominada comportamiento polimórfico. Cuando muchas clases están relacionadas con una clase común a través de la herencia, cada objeto de clase derivada debe ser tratado como un objeto de clase base. Esto permite que los programas se escriban, en general, de manera independiente de los tipos específicos de objetos de clase derivada. Se pueden manejar nuevos tipos de objetos mediante el mismo programa, y así, hacer que los sistemas puedan ampliarse. El polimorfismo permite a los programas eliminar la compleja lógica de switches (indicadores) a favor de una lógica “en línea recta” más sencilla. Por ejemplo, un administrador de pantalla de un juego de vídeo, puede enviar un mensaje de dibujo a cada obje to en una lista ligada de objetos. Cada objeto sabe cómo dibujarse a sí mismo. Se puede agregar un objeto de una clase nueva, sin tener que modificar dicho programa (mientras esc objeto nuevo tam bién sepa cómo dibujarse a sí mismo). Por lo general, este estilo de programación se utiliza para ¡mplcmcntar las populares interfaces gráficas de programación (GUI). El capítulo explica la mecánica para obtener un comportamiento polimórfico mediante las funciones virtuales. Se distingue en tre clases abstractas (desde las cuales no se pueden obtener instancias para objetos) y clases concre tas (desde las cuales se pueden obtener instancias para objetos). Las clases abstractas son útiles pa ra proporcionar una interfaz heredable a las clases, a lo largo de la jerarquía. Demostramos el com portamiento de las clases abstractas y el polimorfismo al revisar la jerarquía de clases del punto, el círculo y el cilindro del capítulo 9. Introducimos una clase base abstracta llamada Forma, a partir de la cual, la clase Punto hereda de manera directa, y las clases Círculo y Cilindro heredan de manera indirecta. En respuesta a esta jerarquía, nuestra audiencia profesional insistió en que pro porcionáramos una explicación más profunda de cómo se implementa el polimorfismo en C++ y, por lo tanto, cuáles son los “costos” de tiempo y memoria en los que se incurre cuando programamos mediante esta poderosa capacidad. Respondimos con el desarrollo de una explicación ilustrada y pre cisa de las viables (tablas de funciones virtuales) que construye el compilador de C++ de ma nera automática para permitir el polimorfismo. Para concluir el capítulo 10, introducimos la infor mación de tipo en tiempo de ejecución (RTTI, run-time type information) y la conversión dinámica de tipos, la cual permite a un programa determinar el tipo de un objeto en tiempo de ejecución y, en tonces, actuar en concordancia sobre dicho objeto. Mostramos esto en el contexto de una jerarquía de herencia más “natural”; muchas clases se derivan de la clase base abstracta Empleado, en la cual, cada empleado tiene una función común, ingresos, para calcular el pago semanal de un em pleado. Mediante el uso de RTTI y de la conversión dinámica de tipos, damos un pago adicional del 10% a empleados de un tipo específico, y después calculamos los ingresos para dichos empleados. Para todos los demás tipos de empleados, calculamos sus ingresos. http://alexyniorlls.blogspot.com 105 of 1380.

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Capítulo 11 —Plantillas— Explica una de las adiciones más recientes a C++. En el capítulo 3, introdujimos las plantillas de funciones. El capítulo 11 presenta un ejemplo adicional de una planti lla de función. Las plantillas de clases permiten al programador capturar la esencia de un tipo de dato abstracto (tal como una pila, un arreglo, o una cola) y crear, con una mínima adición de código, ver siones de dicha ADT para tipos particulares (tal como una cola de enteros, una cola de números flotantes, una cola de cadenas, etcétera), y para proporcionar información de un tipo específico co mo parámetro cuando se crea una instancia de dicho ADT. Por esta razón, las plantillas de clases a menudo son llamadas tipos parametrizados. El capítulo explica, mediante el uso de parámetros con tipo y parámetros sin tipo, y considera la interacción entre las plantillas y otros conceptos en C++, tales como la herencia, los miembros amigos y estáticos. Los ejercicios retan a los estudian tes a escribir una variedad de plantillas de funciones y platillas de clase, y emplearlas dentro de programas completos. Hemos mejorado enormemente el tratamiento de las plantillas en nuestra ex plicación de los contenedores, iteradores y algoritmos de la biblioteca de plantillas estándar (STL). Capítulo 12 — Entrada/Salida de flujo en C+-»— Contiene una extensa explicación de la cntrada/salida estándar orientada a objetos en C++. El capítulo explica las distintas capacidades de entrada y salida de C++, las cuales incluyen la salida mediante el operador de inserción de flujo, la entrada mediante el operador de extracción de flujo, cntrada/salida con seguridad de tipo, entrada/salida con formato, cntrada/salida sin formato (por rendimiento), manipuladores de flujo para controlar base numérica (decimal, octal, o hexadecimal), formato de números de punto flotante, con trol del ancho de campo, manipuladores definidos por el usuario, estado del formato de flujo, esta dos de error de flujo, entrada y salida de objetos de tipos definidos por el usuario y la liga de flujos de salida a flujos de entrada (para asegurar que los indicadores aparezcan antes de que el usuario ingrese las respuestas). Capítulo 13 — Manejo de excepciones— Explica cómo el manejo de excepciones permite a los programadores escribir programas robustos, con tolerancia a fallas y apropiados para ambientes críticos de negocios y de misión. El capítulo explica cuándo es apropiado el manejo de excepciones; introduce las capacidades básicas del manejo de excepciones mediante los bloques try. instruccio nes throw y bloques catch; indica cómo y cuándo relanzar una excepción; explica cómo escribir una especificación de excepción y procesar excepciones inesperadas; y explica las importantes rela ciones entre las excepciones y los constructores, y los destructores y la herencia. Los ejercicios de este capítulo muestran al estudiante la diversidad y el poder de las capacidades de manejo de excep ciones de C++. Discutimos cómo relanzar una excepción, e ¡lustramos las dos maneras en que new puede fallar cuando la memoria está agotada. Antes del borrador del estándar de C++, la falla de new regresaba 0, tal como en C mal loe regresa un apuntador NULL, si falla. Mostramos el nuevo estilo de falla de new al arrojar una excepción bad_alloc (asignación errónea). Ilustramos la for ma de utilizar set_new_handler para especificar una función personalizada que pueda ser lla mada para enfrentar situaciones de agotamiento de memoria. Explicamos cómo utilizar la plantilla de clase auto_ptr para borrar de manera implícita la asignación de memoria dinámica, y así eliminar huecos de memoria. Para concluir este capítulo, presentamos la jerarquía de excepciones de la biblioteca estándar. Capítulo 14 — Procesamiento de archivos— Explica las técnicas para el procesamiento de ar chivos de texto con acceso secuencial y acceso aleatorio. El capítulo comienza con una introducción a la jerarquía de datos desde bits, a bytes, a campos, a registros y archivos. Después, presentamos la visión de C++ con respecto a los archivos y flujos. Explicamos los archivos de acceso secuencial y construimos programas que muestran cómo abrir y cerrar archivos, cómo almacenar datos de mane ra secuencial en un archivo y cómo leer los datos de manera secuencial desde un archivo. Explica http://alexyniorlls.blogspot.com 106 of 1380.

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mos los archivos de acceso aleatorio y construimos programas que muestran cómo crear un archivo para acceso aleatorio, cómo leer y escribir datos en un archivo con acceso aleatorio y cómo leer da tos de manera secuencial desde un archivo de acceso aleatorio. El cuarto programa de acceso alea torio combina las técnicas de acceso a archivos tanto secuenciales como de acceso aleatorio, dentro de un programa completo de procesamiento de transacciones. Los estudiantes de nuestros semina rios para la industria han mencionado que, después de estudiar el material sobre el procesamiento de archivos, fueron capaces de producir programas importantes de procesamiento de archivos que fue ron de utilidad inmediata dentro de sus empresas. Los ejercicios piden a los estudiantes que implementen una variedad de programas que construyen y procesan tanto archivos de acceso secuencial como archivos de acceso aleatorio. Capitulo 15 —1.a clase string y el procesamiento de flujos de cadena— El capítulo también explica la capacidad de C++ para introducir datos desde cadenas en memoria y arrojar datos hacia cadenas en memoria; esta capacidad a menudo se denomina procesamiento de flujos de cadenas. 1.a clase string es un componente necesario para la biblioteca estándar. Por diversas razones man tenemos la explicación de cadenas de estilo C del capítulo 5 y posteriores. Primero, fortalece el entendimiento del lector respecto a los apuntadores. Segundo, para la siguiente década o más, los programadores de C++ necesitarán ser capaces de leer y modificar la enorme cantidad de código C heredado que se ha acumulado durante los últimos veinticinco años (este código procesa cadenas co mo apuntadores, como lo hace una gran porción de código en C++ que se ha escrito en la industria durante los últimos años). F.n el capítulo 15 explicamos la asignación de string. la concatenación y la comparación. Mostramos cómo determinar distintas características para string tales como el tamaño de string. la capacidad, y si está o no vacía. Explicamos cómo modificar el tamaño de string. Consideramos varias de las funciones de búsqueda que nos permiten encontrar una subeadena dentro de string (la búsqueda dentro de string hacia delante o hacia atrás), y mostramos cómo encontrar la primera o la última ocurrencia de un carácter seleccionado dentro de una clase string. y cómo encontrar la primera o la última ocurrencia de un carácter que no está selecciona do dentro de string. Explicamos cómo remplazar, eliminar e insertar caracteres dentro de string. Explicamos cómo convertir un objeto string a una cadena char * al estilo de C. Capítulo 16 — Programación Web con CGI— Este nuevo capítulo contiene todo lo que usted necesita para desarrollar sus propias aplicaciones basadas en Web ¡I.as cuales realmente funcionarán en Internet!* Usted aprenderá cómo construir aplicaciones de n-capas. en la cual, la funcionalidad que se proporciona a cada capa se puede distribuir a computadoras separadas a través de Internet, o sobre la misma computadora. En particular, construiremos una aplicación para una librería en línea de tres capas. La información de la librería se almacena en la capa más profunda de la aplicación, también llamada capa de datos. En las aplicaciones industriales, por lo general la capa de datos es una base de datos como Oracle, Microsoft SQL Server o MySQL. Por sencillez, utilizamos archivos de texto y empleamos las técnicas de procesamiento de archivos del capítulo 14 para tener acceso a estos archivos. El usuario introduce las peticiones y recibe las respuestas en la capa más alta de la aplicación, también llamada la capa de la interfaz de usuario o la capa cliente, que por lo general es una computadora que ejecuta un navegador Web como Microsoft Internet Explorer o Netscape. Por supuesto, los navegadores Web. saben cómo comunicarse con los sitios Web a través de Internet. La capa intermedia, también llamada capa de lógica de negocio, contiene tanto un servidor Web como8 8. Existen otras tecnologías para desarrollar aplicaciones basadas en Web. Los desarrolladores en Java utilizan los scrvlcts de Java y JavaScrvcr Pagcs. Los desarrolladores en Microsoft utilizan Active Server Pagcs (ASP). Noso tros elegimos CGI para este libro, debido a que tanto el estándar de C++ como CGI son independientes de la pla taforma.


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un programa de aplicación específico en C++ (por ejemplo, nuestra aplicación de librería). El servi dor Web se comunica con el programa de C++ (y viceversa) mediante el protocolo CGI (interfaz co mún de puerta de enlace). Este programa es denominado script CGI. Utilizamos el popular servidor Web Apache, el cual puede descargar gratuitamente desde el sitio Web de Apache, www.apa che.org. Las instrucciones de instalación de Apache para diversas plataformas populares, que incluyen Linux y sistemas Windows, están disponibles en el sitio, en www.deitel.com y en www.prenhell.com/deitel.El servidor Web sabe cómo comunicarse con la capa diente a través de Internet mediante el protocolo llamado http (protocolo de transferencia de hipertexto). Ex plicamos los dos métodos más populares de http para enviar datos al servidor Web (GET y POST). Después, explicamos el papel crucial del servidor Web en la programación Web y proporcionamos un ejemplo sencillo que solicita un documento en el lenguaje de marcación de hipertexto extendi do (XHTML)9 desde un servido Web. Explicamos CGI y cómo permite a un servidor Web comuni carse con la capa más alta y las aplicaciones CGI. Proporcionamos un ejemplo sendllo que obtiene la hora del servidor y la representa en un navegador. Otros ejemplos demuestran cómo procesar una entrada de datos del usuario basada en formularios, mediante las técnicas para procesamiento de cadenas introducidas en el capítulo 15. En nuestros ejemplos basados en formularios utilizamos bo tones, campos para contraseñas, casillas de verificación y campos de texto. Presentamos un ejemplo de un portal interactivo para una agencia de viajes, el cual despliega los precios de boletos para dis tintas ciudades. Los miembros del club de la agencia de viajes pueden acceder y revisar las tarifas con descuento. También analizamos distintos métodos para almacenar datos específicos del cliente, los cuales incluyen campos ocultos (es decir, información almacenada en la página Web, pero no re presentada por el navegador) y cookics, pequeños archivos de texto que el navegador almacena en la máquina del cliente. Los ejemplos del capítulo concluyen con un ejemplo práctico de una librería en línea que permite a los usuarios agregar libros a la canasta de compras. Este ejemplo práctico con tiene varios Scripts CGI que interactúan para formar una aplicación completa. La librería en línea está protegida mediante una contraseña, de manera que los usuarios primero deben registrarse para poder acceder. Los recursos Web del capítulo incluyen información acerca la especificación CGI, las bibliotecas CGI de C++ y sitios Web relacionados con el servidor Web de Apache. Capítulo 17 —Estructuras de datos— Explica las técnicas utilizadas para crear y manipular estructuras de datos dinámicas. El capítulo comienza con explicaciones acerca de las clases anida das y la asignación dinámica de memoria, y procede con una explicación acerca de cómo crear y dar mantenimiento a distintas estructuras de datos dinámicas, que incluyen las listas ligadas, colas (o líneas de espera), pilas y árboles. Para cada tipo de estructura de datos, presentamos programas completos y funcionales, y mostramos ejemplos de los resultados. El capítulo también ayuda al es tudiante a dominar los apuntadores. El capítulo incluye abundantes ejemplos que utilizan la indirec ción (o des referencia) y la doble indirección, conceptos particularmente difíciles. Uno de los proble mas al trabajar con apuntadores es que a los estudiantes les cuesta trabajo visualizar las estructuras de datos y cómo se entrelazan sus nodos. Incluimos ilustraciones que muestran las ligas y la secuen cia en la cual se crean. El ejemplo del árbol binario es una maravillosa conclusión para el estudio de los apuntadores y las estructuras de datos dinámicas. Este ejemplo crea un árbol binario, refuerza la eliminación de duplicados, c introduce los recorridos de árbol recursivos en prcordcn, inorden y po sorden. Los estudiantes tienen un sentido genuino de la responsabilidad cuando estudian e imple9. XíITML es un lenguaje de marcación para identificar los elementos de un documento XHTML (página Web) de manera que un navegador puede representar (es decir, desplegar) dicha página en la pantalla de su computadora. XHTML es una nueva tecnología diseñada por el Consorcio World Wide Web para remplazar el lenguaje de mar cación de hipertexto (HTML) como la principal herramienta para especificar contenido Web. En el apéndice E. introducimos XHTML.


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mentan este ejemplo. En particular, aprecian el poder ver que el recorrido inorden despliega los va lores de los nodos en orden. Incluimos una amplia colección de ejercicios. La culminación de los ejercicios es la sección especial “Cómo construir su propio compilador”. Los ejercicios guían al es tudiante a través del desarrollo de un programa de conversión de expresiones infijo a postfijo y de un programa de evaluación de expresiones postfijo. Después, modificamos el algoritmo de evaluación de expresiones postfijo para generar código en lenguaje máquina. El compilador coloca este código en un archivo (mediante el uso de las técnicas del capítulo 14). Así, los estudiantes ejecutan el lenguaje máquina producido por sus propios compiladores sobre los simuladores de software que construye ron en los ejercicios del capítulo 5. Los 47 ejercicios incluyen la búsqueda recursiva en una lista, el desplegado recursivo de una lista en orden inverso, la eliminación de un nodo de un árbol binario, el recorrido en orden de niveles de un árbol binario, la impresión de árboles, la escritura de una por ción de un compilador optimizado, la escritura de un interprete, la inserción y la eliminación en una lista ligada, la ¡mplementación de listas y colas sin apuntadores traseros, el análisis del rendimiento de la búsqueda y la clasificación de árboles binarios, la ¡mplementación de una clase de lista indexada y la simulación de un supermercado que utiliza colas de espera. Después de estudiar el capítu lo 17, el lector estará preparado para manejar contenedores, iteradores y algoritmos de STL en el capítulo 21. Los contenedores STL son estructuras de datos preempacadas en plantillas que la ma yoría de los programadores considerarán suficientes para la vasta mayoría de aplicaciones que nece sitarán implcmcntar. STL representa un paso gigantesco para lograr la visión de la reutilización. Capítulo 18 —Bits, caracteres, cadenas y estructuras— Presenta una variedad de caracterís ticas importantes. Las poderosas capacidades de C++ para la manipulación de bits permiten a los programadores escribir programas que ejerciten las capacidades de hardware de bajo nivel. Esto ayu da a los programas a procesar cadenas de bits, configurar bits específicos y almacenar información de manera más compacta. Dichas capacidades, a menudo se encuentran sólo en lenguajes ensamblado res de bajo nivel, son valiosas para los programadores que escriben sistemas de software, tales como sistemas operativos y software para redes. Como recordará, introdujimos la manipulación de cade nas al estilo C c h a r * en el capítulo 5, y en este capítulo presentamos las funciones más popula res de manipulación de cadenas. En el capítulo 18, continuamos nuestra presentación de caracteres y cadenas c h a r * al estilo C. Presentamos las distintas capacidades de la biblioteca < c c ty p e > , éstas incluyen la habilidad de evaluar un carácter para determinar si es un dígito, un carácter alfa bético, uno alfanumérico, un dígito hexadecimal, una letra minúscula o una letra mayúscula. Presenta mos las demás funciones para la manipulación de cadenas correspondientes a las diversas bibliotecas relacionadas con cadenas: como siempre, cada función se presenta en el contexto de un programa completo y funcional de C++. Las estructuras en C++ son como registros en otros lenguajes; éstos congregan elementos de datos de distintos tipos. Una característica del capítulo es su simulación de alta calidad para barajar y repartir. Ésta es una excelente oportunidad para el maestro para hacer én fasis en la calidad de los algoritmos. Los 91 ejercicios impulsan al estudiante a intentar muchas de las capacidades que explicamos en el capítulo. El ejercicio característico de este capítulo guía al es tudiante a través del desarrollo de un programa para revisión de ortografía. Los capítulos 1 a 5 y 10 a 20 son. en su mayoría, una porción de C++ “legada de C”. En particular, este capítulo presenta un tratamiento más profundo de las cadenas al estilo de C chace *, para beneficio de los programado res en C++, quienes trabajan con código legado de C. De nuevo, el capítulo 15 explica la clase string y explica la manipulación de cadenas como objetos plenamente desarrollados. Capítulo 19 —El preprocesador— Proporciona explicaciones detalladas acerca de las directi vas del preprocesador. El capítulo incluye información sobre la directiva # inelude, la cual provo ca que se incluya una copia del archivo especificado en la posición de la directiva antes de que el archivo se compile, y la directiva idefine que crea constantes simbólicas y macros. El capítulo http://alexyniorlls.blogspot.com 109 of 1380.

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explica la compilación condicional para permitir al programador controlar la ejecución de las direc tivas del prcproccsador y la compilación del código del programa. Explicamos el operador #, que convierte su operando en una cadena y el operador ##. que concatena dos tokens. También explica mos las distintas constantes simbólicas predefinidas por el preprocesador (__ LINE__,__FILE__, __DATE__,__STDC__, __TIME__y __ TIMESTAMP__ ). Por último, presentamos la macro a s s e r t del archivo de encabezado < c a s s e r t > , la cual es muy importante en la evaluación de programas, la depuración, la verificación y la validación. Capítulo 20 —Temas relacionados con el código heredado de C— Presenta temas adiciona les que incluyen temas avanzados que normalmente no se cubren en cursos introductorios. Mos tramos cómo redircccionar la entrada de un programa para que ésta provenga de un archivo, cómo redireccionar la salida de un programa para que ésta se coloque en un archivo, cómo redircccionar la salida de un programa para que sea la entrada de otro programa (canalización), y cómo mandar la salida de un programa hacia un archivo existente. Nosotros desarrollamos funciones que utilizan lis tas de argumentos de longitud variable y muestran cómo pasar argumentos de línea de comando a la función m ain y cómo utilizarlas dentro de un programa. Explicamos cómo compilar programas, cu yos componentes estén dispersos en distintos archivos, cómo registrar funciones mediante a t e x i t para que se ejecuten al final del programa, y cómo finalizar la ejecución del programa mediante la función e x i t . También explicamos los identificadores c o n s t y v o l a t i l e . especificando el tipo de una constante numérica mediante el uso de los sufijos para enteros y para números de punto flo tante, utilizando la biblioteca de manejo de señales para atrapar eventos inesperados, creando y uti lizando arreglos dinámicos con c a l l o c y r e a l l o c , utilizando las u n io n e s como una técnica de ahorro de espacio, y utilizando especificaciones de enlace cuando los programas en C++ se liguen con código heredado de C. Como lo sugiere el título, este capítulo está dedicado primordialmente a los programadores de C++ que trabajarán con código heredado de C. Capítulo 21 — Biblioteca estándar de plantillas (STL)— A lo largo del libro, explicamos la importancia de la reutilización de software. Al reconocer que los programadores de C++ utilizaron comúnmente muchas estructuras de datos y algoritmos, el comité de estandarización de C++ agregó la biblioteca de plantillas estándar (STL) a la biblioteca estándar de C++. La STL define componen tes reutilizables poderosos, basados en plantillas que implementan muchas de las estructuras de datos comunes y los algoritmos utilizados para procesar dichas estructuras de datos. La STL ofrece una prueba de concepto para la programación genérica con plantillas, la cual introdujimos en el capítu lo 11 y demostramos con detalle en el capítulo 17. Este capítulo introduce la STL y analiza sus tres componentes, contenedores (populares estructuras de datos en plantillas), iteradores y algoritmos. Los contenedores STL son estructuras de datos capaces de almacenar objetos de cualquier tipo de dato. Veremos que existen tres tipos de contenedores, contenedores de primera clase, adaptadores y contendores cercanos. Los iteradores STL, los cuales tienen propiedades similares a los apuntado res, son utilizados por los programas para manipular los elementos de un contenedor STL. De hecho, los arreglos estándares se pueden manipular como contenedores STL. mediante el uso de apuntadores estándares como iteradores. Veremos que la manipulación de contenedores con iteradores es conve niente y proporciona un tremendo poder expresivo cuando se combina con los algoritmos STL; en al gunos casos, se reducen muchas líneas de código a una sola instrucción. Los algoritmos STL son funciones que realizan manipulaciones comunes de datos tales como búsqueda, clasificación, com paración de elementos (o de estructuras completas de datos), etcétera. Existen aproximadamente 70 algoritmos implementados en la STL. La mayoría de estos algoritmos utilizan iteradores para acce der a los elementos del contenedor. Veremos que cada contenedor de primera clase permite tipos específicos de iteradores, algunos de los cuales son más poderosos que otros. Un tipo de ¡terador per mitido por un contenedor determina si el contenedor puede utilizarse con un algoritmo específico. http://alexyniorlls.blogspot.com 110 of 1380.

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Los ¡teradores encapsulan el mecanismo utilizado para acceder a los elementos del contenedor. El cncapsulado permite aplicar muchos de los algoritmos STL a distintos contenedores, sin tomar en cuenta la implementación subyacente del contenedor. Mientras los ¡teradores del contenedor permi tan los requerimientos mínimos del algoritmo, entonces el algoritmo puede procesar los elementos del contenedor. Esto también permite a los programadores crear algoritmos que puedan procesar los elementos de diferentes tipos de contenedores. El capítulo 17 explica cómo ¡mplementar las es tructuras de datos mediante apuntadores, clases y memoria dinámica. El código basado en apunta dores es complejo, y la más ligera omisión o descuido puede provocar serias violaciones de acceso de memoria y errores de fuga de memoria, sin que el compilador se percate de ello. I-a implementa ción de estructuras de datos adicionales tales como deques, colas de prioridad, conjuntos, mapas, etcétera, requieren de un importante trabajo adicional. Además, si muchos programadores en un pro yecto grande ¡mplcmcntan contenedores y algoritmos similares para diferentes tarcas, el código se torna difícil de modificar, mantener y depurar. Una ventaja de STL, es que los programadores pue den re Utilizar los contenedores, ¡teradores y algoritmos STL para implcmcntar representaciones y manipulaciones comunes de datos. Esta reutilización da como resultado un ahorro importante en tiempo de desarrollo y recursos. Este capítulo pretende ser una introducción a la STL. No es com pleta o integral. Sin embargo, es un capítulo afable y accesible que lo convencerá de la importancia de la STL y lo animará a estudiar más. Éste podría ser uno de los capítulos más importantes del li bro, en términos de su opinión con respecto a la rcutilización de software. Capitulo 22 —Otros temas— Es una colección de temas diversos de C++. Este capítulo expli ca dos operadores de conversión de tipos, const_cast y r6interpret_cast. Estos operado res, junto con static_cast (capítulo 2) y dynamic_cast (capítulo 10), proporcionan un mecanismo más robusto para la conversión de tipos que con los operadores de conversión de tipos originales de C++ heredados de C. Explicamos los espacios de nombre, una característica particu larmente crucial para los desarrolladores de software que construyen sistemas importantes, en espe cial para aquellos que construyen sistemas a partir de bibliotecas de clases. Los espacios de nombre previenen la colisión de nombres, las cuales pueden entorpecer dichos esfuerzos importantes. Expli camos las palabras reservadas para operadores, las cuales son útiles para programadores a los que no les gustan los operadores crípticos. El uso principal de estos símbolos se da en los mercados inter nacionales, en donde ciertos caracteres no siempre están disponibles en los teclados locales. Expli camos la palabra reservada explicit. la cual previene que el compilador invoque constructores de conversión en situaciones no deseadas; los constructores de conversión explícitos sólo se pue den invocar a través de la sintaxis de los constructores, y no a través de conversiones implícitas. Explicamos la palabra reservada mutable, la cual permite modificar un miembro de un objeto constante. Previamente, esto se hacía “eliminando la conversión de tipo constante”,la cual es una práctica peligrosa. También explicamos los operadores apuntador a miembro .* y -> * , he rencia múltiple (incluyendo el problema de la “herencia diamante”) y clases base virtuales. Apéndice A —Tabla de precedencia de los operadores— Presenta el conjunto completo de operadores de C++, en la cual cada operador aparece en una línea independiente con el símbolo del operador, su nombre y su asociatividad. Apéndice B —Conjunto de caracteres ASCII— Todos los programas en este libro utilizan el conjunto de caracteres ASCII, el cual presentamos en este apéndice. Apéndice C —Sistemas numéricos— Explica los sistemas de numeración binario, octal, deci mal y hcxadccimal. Explica cómo convertir números entre bases, y explica las representaciones bi narias en complemento a 1 y complemento a 2. Apéndice D — Recursos de C++ en Internet y Web— Contiene una lista de recursos valiosos para C++, tales como demos, información acerca de los compiladores populares (incluso “software http://alexyniorlls.blogspot.com 111 of 1380.

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gratuito"), libros, artículos, conferencias, bolsas de trabajo, diarios, revistas, ayuda, cursos, FAQs (preguntas más frecuentes), grupos de noticias, cursos basados en Web, noticias de productos y he rramientas de desarrollo para C++. Apéndice E —Introducción a XHTML— Proporciona una introducción a XHTML, un len guaje de marcación para describir los elementos de una página Web de manera que el navegador, como el Microsoft Internet Explorer o Netscape, puedan representar esa página. El lector debería familiarizarse con el contenido de este apéndice antes de estudiar el capítulo 16, Programación Web con CGI. El apéndice no contiene programación en C++. Algunos de los temas clave que cubre, incluyen la incorporación de texto e imágenes dentro de un documento XHTML, el vínculo a otros documentos XHTML. la incorporación de caracteres especiales (tales como los símbolos de marca registrada) dentro de un documento XHTML, la separación en partes de un documento XHTML con líneas horizontales (llamadas reglas horizontales), la presentación de información en listas y tablas, y la recolección de información de los usuarios que navegan en la página. Apéndice F —Caracteres especiales de XHTML— Lista muchos de los caracteres especiales comúnmente utilizados en XHTML, llamados referencias a entidades de carácter. Bibliografía— Aproximadamente 100 libros y artículos para impulsar al estudiante para leer acerca de C++ y POO. índice— El libro contiene un índice integral que permite al lector localizar por palabra reserva da cualquier término o concepto a través del libro.

RESUMEN • Una computadora es un dispositivo capaz de ejecutar cálculos y tomar decisiones lógicas a velocidades de millones e incluso miles de millones de veces más rápidas de lo que los humanos lo pueden hacer. • I-as computadoras procesan datos bajo el control de programas de computadora. • A los distintos dispositivos (tales como teclado, pantalla, discos, memoria y unidades de proceso) que com ponen un sistema de cómputo, se les denomina hardware. • I-os programas de computadora que se ejecutan en una computadora se conocen como software. • La unidad de entrada es la sección “receptora" de la computadora. La mayor parte de la información se in troduce a las computadoras actuales, a través de teclados parecidos a máquinas de escribir. • La unidad de salida es la sección "emisora" de la computadora. La mayor parte de la información que emi ten las computadoras actuales la despliegan sobre la pantalla o la imprimen en papel. • La unidad de memoria es la sección de "almacenamiento" de la computadora y, a menudo, se le llama me moria o memoria principal. • La unidad de aritmética y lógica (ALU) realiza los cálculos y toma decisiones. • Ix»s programas y los datos que no están utilizando las otras unidades, por lo general se colocan en dispositi vos de almacenamiento secundario (como discos), hasta que son nuevamente requeridos. • En el proceso por lotes de un solo usuario, la computadora ejecuta un programa de manera individual, a un tiempo, mientras procesa los dalos en grupo o lotes. • Los sistemas operativos son sistemas de software que hacen más eficiente el uso de las computadoras y que obtienen el mejor rendimiento de éstas. • Los sistemas operativos con multiprogramación permiten la operación "simultánea” de muchos trabajos en la computadora; la computadora comparte sus recursos entre los trabajos. • El tiempo compartido es un caso especial de la multiprogramación, en el cual, los usuarios acceden a la computadora a través de terminales. Los programas de los usuarios parecen ejecutarse al mismo tiempo. • Mediante el cómputo distribuido, el cómputo de una empresa se distribuye a través de redes a los sitios en donde se realiza el trabajo de la empresa. http://alexyniorlls.blogspot.com 112 of 1380.

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• Los servidores almacenan programas y datos que pueden compartirse entre computadoras cliente a lo largo de la red. de aquí el término de computación cliente/servidor. • Cualquier computadora puede entender de manera directa solamente su propio lenguaje máquina. Por lo ge neral. los lenguajes máquina consisten en cadenas de números (reducidas a ls y Os), que instruyen a la computadora para realizar sus operaciones más elementales, una a la vez. Los lenguajes máquina son depen dientes de la computadora. • Los lenguajes ensambladores se basan en abreviaturas del inglés. Los ensambladores traducen programas de lenguaje ensamblador a lenguaje máquina • Los compiladores traducen programas en lenguaje de alto nivel a lenguaje máquina Los lenguajes de alto ni vel contienen palabras en inglés y notación matemática convencional. • Los programas intérpretes ejecutan programas en lenguajes de alto nivel de manera directa sin necesidad de compilar dichos programas a lenguaje máquina • Aunque la ejecución de los programas compilados es más rápida que la de los programas interpretados, los intérpretes son populares en ambientes de desarrollo en los que los programas se recompilan frecuentemen te. conforme se agregan nuevas características y se corrigen errores. Una vez que el programa se desarrolla se puede producir una versión compilada para lograr una ejecución más eficiente. • Es posible escribir programas en C y C++ que sean portables hacia la mayoría de las computadoras. • FORTRAN (FORmulaTRANslator) se utiliza para aplicaciones matemáticas. COBOL (COmmon Business Oriented Language) se utiliza principalmente para aplicaciones comerciales que requieren una manipulación precisa y eficiente de grandes cantidades de datos. • La programación estructurada es un método disciplinado para escribir programas que sean más claros que los no estructurados, más fáciles de probar y depurar, y más fáciles de modificar. • Pascal se diseñó para enseñar programación estructurada en ambientes académicos. • Ada se desarrolló bajo el patrocinio del departamento de defensa de Estados Unidos (DOD), utilizando Pas cal como base. • La multitarea permite a los programadores especificar actividades en paralelo. • Todos los sistemas en C++ consisten en tres partes: el ambiente, el lenguaje y las bibliotecas estándar. Las funciones de la biblioteca no son parte del lenguaje C++; estas funciones realizan operaciones tales como po pulares cálculos matemáticos. • Por lo general, los programas en C++ pasan a través de seis etapas para poder ejecutarse: edición, preproce so, compilación, enlace, carga y ejecución. • El programador escribe un programa mediante un editor y hace las correcciones necesarias. En general, los nombres de archivos C++ terminan con una de las siguientes extensiones: .c p p , . c x x , . e c o .C. • Un compilador traduce un programa en C++ a código en lenguaje máquina (o código objeto; observe que es te uso del término "objeto” no tiene relación con la “programación orientada a objetos’^. • El prcprocesador obedece a las directivas del preprocesador, las cuales, por lo general, indican los archivos a incluirse en el archivo que se está compilando, y los símbolos especiales que se reemplazan con texto de pro gramación. • Un cnlazador enlaza el código objeto con el código fallante de las funciones, para producir una imagen eje cutable (sin espacios fallantes). Si el programa se compila y se enlaza de manera apropiada, se produce un archivo ejecutable. Ésta es la imagen ejecutable del programa. • Un cargador toma una imagen ejecutable desde el disco y la transfiere a la memoria. • Una computadora, bajo el control de su CPU. ejecuta un programa instrucción por instrucción. • Errores como la división entre cero pueden ocurrir durante la ejecución del programa, de manera que estos errores se denominan errores en tiempo de ejecución. • Por lo común, la división entre cero es un error fatal, es decir, un error que ocasiona que el programa finali ce de manera inmediata sin haber terminado con éxito su trabajo. Los errores no fatales permiten a los pro gramas completar su ejecución, a menudo con resultados incorrectos.


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• Ciertas funciones de C++ toman su entrada desde cin (el flujo estándar de entrada) el cual es, por lo gene ral, el teclado, pero cin puede conectarse a otro dispositivo. La salida de datos es a través de cout (el flu jo estándar de salida), que por lo general es la pantalla, pero cout puede conectarse a otro dispositivo. • El flujo estándar de errores se refiere a cerr. El flujo c«rr (por lo general se conecta a la pantalla) se uti liza para desplegar los mensajes de error. • Existen diversas variaciones entre las diferentes implementaciones de C++ y diferentes computadoras, que hacen de la portabilidad una meta escurridiza. • C++ proporciona capacidades para la programación orientada a objetos. • Los objetos son. en esencia, componentes de software reutilizables. que son modelos de objetos de la vida real. Los objetos están hechos a partir de “originales" denominados clases. • Los cometarios de una sola línea comienzan con I I . Los programadores insertan comentarios para documen tar programas y mejorar su claridad. Los comentarios no ocasionan acción alguna de la computadora, duran te la ejecución del programa. • La línea fincluda indica al preprocesador de C++ que incluya el contenido del archivo de encabezado de flujo de cntrada/salida dentro del programa. Este archivo contiene la información necesaria para compilar los programas que utilizan «td: :cin y »td: :cout, y los operadores << y >>. • Los programas en C++ comienzan su ejecución en la función xnain. • El objeto de salida de flujo ■ td : : cout. por lo general conectado a la pantalla, se utiliza para arrojar datos. Es posible arrojar diversos elementos de datos, concatenándolos mediante el operador de inserción de flujo (<<). • El objeto de entrada de flujo «td: : cin, por lo general conectado al teclado, se utiliza para introducir datos. Es posible introducir diversos elementos de datos, concatenándolos mediante el operador de extracción de flujo ( » ) . • Todas las variables de un programa en C++ deben declararse antes de poder utilizarse. • Un nombre de variable en C++ es cualquier identificador válido. Un identificador es una serie de caracteres que pueden consistir en letras, dígitos y guiones bajos (_ ). Los identificadores no pueden comenzar con un dígito. Los identificadores en C++ pueden tener cualquier longitud; sin embargo, algunos sistemas y/o im plementaciones pueden imponer algunas restricciones en cuanto a la longitud de los identificadores. • C++ es sensible a mayúsculas y minúsculas. • La mayoría de los cálculos se realizan dentro de instrucciones de asignación. • Toda variable almacenada en la memoria de la computadora tiene un nombre, un valor, un tipo y un tamaño. • Siempre que un valor se ubica en una parte de la memoria, éste reemplaza al valor que se encontraba ante riormente en ese lugar de la memoria. • Cada vez que se lee un valor de la memoria, el proceso es no destructivo, es decir, se lee una copia del valor y el valor original permanece sin cambio, en la ubicación de memoria. • C++ evalúa las expresiones aritméticas en una secuencia precisa, determinada por las reglas de precedencia de los operadores y su asociatividad. • La instrucción if permite a un programa tomar una decisión cuando se cumple cierta condición. El formato para una instrucción If es

if ( condición ) instrucción ; Si la condición es verdadera, se ejecuta la instrucción en el cuerpo de if. Si la condición no se cumple, es decir, si la condición es falsa, se salta la ejecución de la instrucción. • Por lo general, las condiciones en las instrucciones if se forman utilizando los operadores de igualdad y de relación. El resultado de utilizar estos operadores siempre es falso o verdadero.



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• Las instrucciones u s in g u s in g u s in g

std ::c o u t; ■ td ::c in ; s td :r e n d í;

son instrucciones u s i n g que eliminan la necesidad de repetir el prefijo s t d : :. Una vez que incluimos es tas instrucciones u s i n g , podemos escribir c o u t en lugar de s t d : : c o u t , c i n en lugar de s t d : : c i n , y e n d l en lugar s t d : : s n d l . respectivamente, en el resto del programa. • La orientación a objetos es una manera natural de pensar acerca del mundo y de escribir programas de computadora. • Los objetos tiene atributos (como tamaño, forma, color, peso y aspecto), y exhiben comportamiento. • Los humanos aprendemos acerca de los objetos mediante el estudio de sus atributos y la observación de su comportamiento. • Objetos distintos pueden tener muchos atributos iguales y exhibir un comportamiento similar. • La programación orientada a objetos (POO) modela objetos del mundo real con contrapartes en software. To ma ventaja de las relaciones entre clases, en donde los objetos de cierta clase tiene las mismas características y comportamientos. Aprovecha las relaciones de herencia e incluso las relaciones de herencia múltiple, en donde las d ases redén creadas se derivan mediante la herenda de las características de clases existentes, aun que contiene características únicas propias, • La programadón orientada a objetos propordona una manera intuitiva de ver el proceso de programación, a saber, mediante el moddado de objetos reales, sus atributos y sus comportamientos. • La POO también modela la comunicadón entre los objetos mediante mensajes. • La POO encapsula los datos (atributos) y las funciones (comportamiento) dentro de los objetos. • Los objetos tienen la propiedad de ocultar informadón. Aunque los objetos pueden saber cómo comunicar se entre sí a través de interfeces bien definidas, los objetos por lo general no están autorizados para saber los detalles de la implementadón de otros objetos (para eliminar dependencias innecesarias). • El ocullamicnto de información es crucial para una buena ingeniería de software. • En C y en otros lenguajes de programadón por procedimientos, la programación tiende a ser orientada a acdones. En realidad, los datos son importantes en C. pero la visión es que los datos existen primordial mente para permitir las acciones que realizan las fundones. • Los programadores en C++ se concentran en la creación de sus propios tipos definidos denominados clases. Cada clase contiene datos, así como el conjunto de funciones que manipulan los datos. Los componentes de dálos de una clase se denominan dalos miembro. Los componentes de función de una clase se denominan funciones miembro o métodos.

TERMINOLOGIA / / comentarios / * . . . * / comentarios abstracción acción activos de software análisis análisis y diseño orientado a objetos (ADOO) asodadón asodatividad de derecha a izquierda asodatividad de izquierda a derecha asodatividad de operadores asodatividad del operador

atribulo atributos de un objeto biblioteca estándar de C++ Booch, Grady C C++ cadena carácter de escape ( \ ) carácter de nueva línea ( \n ) caracteres blancos claridad clase


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comentario ( / / ) compilador componente comportamiento comportamiento de un objeto computación diente/servidor computadón distribuida computadora condición CPU cuerpo de una fundón dato miembro datos decisión declaradón dependiente de la máquina diseño diseño orientado a objetos (DOO) dispositivo de entrada dispositivo de salida división entera editor “elaboradón de clase importantes" encapsulado enlazar entrada/salida (E/S) error de compilación error de sintaxis error en tiempo de compiladón error en tiempo de ejecudón error fatal error lógico error no fetal estado estándar ANSI/ISO de C estándar ANSI/ISO de C++ estructura i f flujo de control fundón función miembro hardware herencia herenda múltiple identificador independiente de la máquina indicador instandar instrucdón

int integer (int) intérprete

iostream

Capítulo 1

iterfaz Jacobson. Ivar lenguaje de alto nivel lenguaje de programación lenguaje de programación por procedimientos lenguaje ensamblador lenguaje máquina Lenguaje Unificado de Modelado (UML) lista separada por comas

main memoria memoria prindpal mensaje método modelado muí ti procesador multitareas nombre de variable Object Management Group (OMG) objeto objeto c a r r objeto cin objeto cout objeto estándar de entrada (cin) objeto estándar de error ( c a r r ) objeto estándar de salida (cout) ocultamicnto de informadón operador operador binario operador de asignadón (■) operador de multiplicadón (*) operador módulo ( \ ) operadores aritméticos operadores de igualdad ■■ “es igual que" I - “no es igual que” operadores de reladón < “es menor que" <■ “es menor o igual que" > “es mayor que" > - “es mayor o igual que" operando palabras reservadas paréntesis O paréntesis anidados precedencia preprooesador programa de computadora programa traductor prograniadón estructurada programadón orientada a acdones programadón orientada a objetos (POO)



Capitulo 1

programación por procedimientos Ral ional Software Corporation reglas de precedencia de operadores requerimientos reutilización reutilización de software Rumbaugh, James secuencia de escape sensibilidad a mayúsculas y minúsculas servidor de archivos seudocódigo software

std::cerr std::cin std::cout std::sndl

61

sustantivos en una especificación de sistema tenninador de instrucción ( ; ) terminador de instrucción ( ; ) punto y coma ubicación de memoria UML Partners unidad aritmética y lógica (ALU) unidad central de procesamiento (CPU)

using using using using using

std::cerr; std::cin; std::cout; std::endl;

valor de la variable variable verbos en una especificación de sistema

EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN 1.1

Complete las siguientes oraciones: a)

La empresa que popularizó la computación personal f u e _______________ .

b) l a computadora que legitimó la computación personal en los negocios y en la industria f u e ______ . c)

Las computadoras procesan datos bajo el control de conjuntos de instrucciones llam adas______ de computadora.

d) Las seis unidades lógicas clave de una computadora s o n _______ , _______ , _______ . _________, ----------- y ------------e)

Los tres tipos de lenguajes que explicamos en el capítulo son __________, ___________ y

0

Los programas que traducen programas de alto nivel a lenguaje máquina se denominan_______ ,

g) C es ampliamente conocido como el lenguaje de desarrollo del sistema operativo__________. h) El lenguaje________ fue desarrollado por Wirth para enseñar programación estructurada en las universidades. i)

1.2

El Departamento de Defensa de los Estados Unidos desarrolló el lenguaje Ada con una capacidad llamada____________, la cual permite a los programadores especificar que se pueden procesar mu chas actividades en paralelo.

Complete las siguientes oraciones, las cuales tienen que ver con el ambiente C++. a) Por lo general, los programas en C++ se introducen en una computadora mediante el uso de un pro grama _________ . b) En un sistema en C++, un programa_______ se ejecuta antes de que comience la fase de traduc ción del compilador. c)

FJ programa_______ combina la salida del compilador con distintas funciones de la biblioteca para producir una imagen ejecutable.

d) El programa________ transfiere la imagen ejecutable de un programa en C++ desde un disco hacia la memoria.


62

1.3


Capítulo 1

Complete cada una de las siguientes oraciones. a) Todo programa en C++ inicia su ejecución en la función_____ .

1.4

b)

L a ______ comienza el cuerpo de toda función y ________ termina el cuerpo de toda función.

c)

Toda instrucción termina c o n ______ .

d)

I-a secuencia de escape \ n representa el carácter_____ , el cual ocasiona que el cursor se coloque al principio de la siguiente línea.

e)

La instrucción____ se utiliza para tomar decisiones.

Indique si las siguientes oraciones son falsas o verdaderas. Si es falsa, explique por qué. Asuma que se está utilizando la instrucción using std: :cout. a) Los comentarios provocan que la computadora imprima una línea de texto sobre la pantalla, des pués de / / . cuando se ejecuta el programa. b) La secuencia de escape \n. cuando se extrae mediante cout, ocasiona que el cursor se ubique al principio de la siguiente línea de la pantalla. c)

Todas las variables deben ser declaradas antes de utilizarse.

d) A todas las variables se les debe asignar un tipo, cuando se declaran. e)

Para C++ las variables numbar y NuHbEr son idénticas.

0

Las declaraciones pueden aparecer casi en cualquier parte dentro del cuerpo de una función en C++.

g) El operador módulo ( \ ) se puede utilizar sólo con operandos enteros. h) Los operadores aritméticos *, / , i) 1.5

+ y - tienen todos el mismo nivel de precedencia.

Un programa en C++ que despliega tres líneas de salida debe contener instrucciones de salida que emplean cout.

Escriba una sola instrucción en C++ para llevar a cabo lo siguiente (asuma que no se utilizan instruc ciones using): a)

Declare las variables c. estaEsUnaVariable. q76354 y numero para que sean enteros.

b)

Indique al usuario que introduzca un dígito. Termine su mensaje de indicación con dos puntos ( i) seguidos por un espacio y deje el cursor ubicado después del espacio.

c)

Lea un entero del usuario desde el teclado y almacene el resultado en la variable entera adad.

d) Si la variable numaro no es igual a 7. despliegue *E1 número de la variable no es

igual a 7".

1.6

e)

Despliegue en una línea el mensaje "Este es un programa en C++".

0

Despliegue, en dos líneas, el mensaje "Este es un programa en C++", donde la prime ra línea termina en C++.

g)

Despliegue el mensaje "Este es un programa en C++", con cada palabra del mensaje en líneas separadas.

h)

Despliegue el mensaje "Este es un programa en C++" con cada palabra del mensaje se parados por un tabulador.

Escriba una instrucción (o comentario) para llevar a cabo cada una de las siguiente acciones (asuma que se utilizan instrucciones using): a)

Defina que el programa calcule el producto de tres enteros.

b)

Declare las variables * . y. * y resultado de tipo entero.

c)

Indique al usuario que introduzca tres enteros.

d)

Lea tres enteros desde el teclado y almacénelos en las variables x . y y *.

e)

Calcule el producto de los tres enteros contenidos en las variables x. y y z. y asigne el resultado a la variable rasultado.

0

Despliegue "El producto as ".seguido del valor de la variable rasultado.

g)

Devuelva un valor desde main que indique que el programa terminó de manera exitosa.



Capitulo 1

63

1.7

Mediante el uso de las instrucciones que escribió en el ejercicio 1.6. escriba un programa completo que calcule y despliegue el producto de tres enteros. [Nota: usted tendrá que escribir las instrucciones using necesarias.]

1.8

Identifique y corrija los errores de cada una de las siguientes instrucciones (asuma que se utiliza la ins trucción uaing std: : cout): a) if ( c < 7 ),b)

1.9

cout << * c •» menor que 7\n"; if ( c - > 7 ) cout << *c es igual o mayor que 7 \rx " ;

Llene el espado vacío con el “término de objetos” correcto de cada una de las siguientes oraciones: a) Los humanos podemos ver hada la pantalla del televisor y ver puntos de colores, o podemos retro ceder y ver a tres personas sentadas en una mesa de conferencias; éste es un ejemplo de una capa cidad llamada_________ . b) Si vemos un automóvil como un objeto, el hecho de que sea convertible es un atributcVcomportamiento (elija u no)__________del automóvil. c) El hecho de que un automóvil pueda acelerar o desacelerar, dar vuelta a la izquierda o a la derecha, o ir hada adelante y hada atrás es un ejemplo d e _________ del automóvil. d) Cuando una nueva clase hereda las características de distintas clases diferentes, a esto se le deno mina herencia_________ . e) Los objetos se comunican entre s í enviándose__________ f) lx)s objetos se comunican entre s í mediante d uso d e ___________bien definidas. g) Por lo general, a un objeto no se le permite saber cómo están imple mentados otros objetos; a esta propiedad se le llam a__________. h) L a__________en una especificación de sistema ayuda al programador de C++ a determinar las clases que se requerirán para implementar el sistema. i) Los componentes de dalos de una clase se llam an_________, y a los componentes de función de una clase se les llam a______________ . j) A una ¡nstanda de un tipo definido por el usuario se le llam a__________.

RESPUESTAS A LOS EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN 1.1

a) Apple, b) La PC de IBM. c) Programas, d) Unidad de entrada, unidad de salida, unidad de memoria, unidad aritmética y lógica, unidad central de proceso, unidad de almacenamiento secundario, e) Lenguajes máquina, lenguajes ensambladores, lenguajes de alto nivel. 0 compiladores. g)UN IX . h) Pascal, i) multitareas.

1.2

a)

editor,

1.3 1.4

a)

m ain b) Llave izquierda ({). c) Llave derecha ()). d) Punto y coma, e) Nueva linca. 0 i* -

a)

Falso. Los comentarios no ocasionan acción alguna cuando se ejecuta el programa. Se utilizan pa ra documentar los programas y mejorar su claridad. Verdadero. Verdadero. Verdadero. Falso. C++ es sensible a mayúsculas y minúsculas, de manera que estas variables son únicas. Verdadero. Verdadero. Falso. Los operadores *, / y %tienen la misma precedencia, y los operadores ♦ y - tienen una pre cedencia más baja. Falso. Una instrucción individual que contenga cout con varias secuencias de escape \n puede desplegar diferentes líneas.

b) c) d) e) 0 g) h) i)

b) preprocesador,

c) enlazador.

d) cargador.


64


Capítulo 1

1.5

a) int o , aEsUnaVariablo, q76354, numero; b) std::cout << "Introduzca un entero: * j C) stdsscin >> edad; d) if ( numero I» 7 ) std::cout << "El número de la variable no ee igual a 7\n" j e) std::cout << "Este es un programa en C*+\n"f 0 stdsscout << "Este es un\n programa en C++\n*; g) std::cout << "Este\nes\nes\nun\nprograma\nen\nC>+\n”; h) std: :cout << "Este\tes\tun\tprograma\ten\tC+-f\n";

1.6

a) // Calcula el producto de tres enteros b) int x; int y; int z; int result; c) cout << "Introduzca tres enteros: " j d) cin >> x >> y >> z; e) resultado ■ x * y * z; 0 cout << "El producto es " « resultado << endl; g) retura 0;

1.7

// Calcula el producto de tres enteros •inelude using std::cout; using std::cin; using std::endl; int main() <

int x; int y; int z; int resultado; cout << "Introduzca tres enteros: "; cin >> x >> y >> z; resultado ■ x * y * z; cout << "El producto es " << resultado << endl; retura 0 ) // fin de la ftinción main 1.8

1.9

a)

Error: el punto y coma después del paréntesis derecho de la condición en la instrucción i £ . Correc ción: elimine el punto y coma después del paréntesis derecho. [Nota: el resultado de este error es que la instrucción de salida se ejecutará sea o no verdadera la condición de la instrucción if.] F.I punto y coma después del paréntesis derecho se considera una instrucción nula (o vacía), es decir, una instrucción que no realiza acción alguna. Aprenderemos más de la instrucción nula en el s i guiente capítulo. b) Error: El operador de relación - > . Corrección: Modifique - > por > -. a) abstracción, b) atributo, c) comportamiento, d) múltiple, e) mensajes. 0 interfaces, g) ocultamiento de información, h) sustantivos, i) datos miembro; funciones miembro o métodos, j) objetos.



Capitulo 1

65

EJERCICIOS 1.10

Gasifique cada uno de los siguientes elementos, indique si es hardware o software: a)

CPU.

b) compilador de C++. c) ALU. d) prcproccsador de C++. e)

unidad de entrada.

0

programa editor.

1.11

¿Por qué quema escribir un programa en un lenguaje independiente de la máquina, en lugar de escri bir uno en un lenguaje dependiente de la máquina? ¿Por qué es más apropiado un lenguaje indepen diente de la máquina para escribir cierto tipo de programas?

1.12

Complete cada una de las siguientes oraciones: a)

¿Qué unidad lógica de la computadora recibe información desde el exterior para ser utilizada por la computadora?____________ .

b) Al proceso para instruir a la computadora a resolver problemas específicos se le lla m a __________. c)

¿Qué tipo de lenguaje de computadora utiliza abreviaturas del inglés para las instrucciones en len guaje máquina?____________ . ó) ¿Qué tipo de unidad lógica de la computadora envía la información que ha sido procesada por la computadora hacia los distintos dispositivos, de manera que la información puede utilizarse fuera de la computadora?______________ e) ¿Qué unidad lógica de la computadora retiene la información?____________ . f)

¿Qué unidad lógica de la computadora realiza los cálculos?____________ .

g) ¿Qué unidad lógica de la computadora toma decisiones lógicas?_____________ . h) El nivel de un lenguaje de computadora más conveniente para que el programador escriba progra mas de manera más rápida y sencilla e s ? _________. i) j) 1.13

El único lenguaje que una computadora entiende de manera directa es e l _____________ . ¿Cuál unidad de la computadora coordina las actividades de todas las demás unidades lógicas?

Explique el significado de cada uno de los siguientes objetos: a) std::cin b)

a td :: cou t

c)

std ::c « r r

1.14

¿Por qué en la actualidad existe tanta atención centrada en la programación orientada a objetos en ge neral. y en C++ en particular?

1.15

Complete las siguientes oraciones: a)

___________se utilizan para documentar un programa y mejorar su claridad.

b) El objeto utilizado para desplegar información en la pantalla e s _________. c)

Una instrucción de C++ que toma una decisión e s ______ .

d) Por lo general, los cálculos se realizan mediante instrucciones d e ___________ . e) El ob jeto__________ introduce valores desde el teclado. 1.16

Escriba una instrucción en C++ o una línea que cumpla con cada una de las siguientes indicaciones: a) Despliegue el mensaje * Introduzca dos números*'. b) Asigne el producto de las variables b y c a la variable a. c)

Indique que un programa realiza un cálculo de ejemplo para nómina (es decir, utilice texto que ayu de a documentar el programa).

d) Introduzca tres valores enteros desde el teclado, y asígnelos a las variables enteras a. b y c.


66

1.17


Capítulo 1

Indique cuáles de las siguicnics afirmaciones son verdaderas y cuales son falsas. Si es falsa, explique su respuesta. a) Los operadores en C++ se evalúan de izquierda a derecha. b) Todos los siguientes son nombres de variables válidos: _sub_ffuion_, m928134, t5, j7,

sus ventas. su_cu«nta_total. a. b. c, x, z2. c) La instrucción cout << "a - 5; es un típioo ejemplo de una instrucción de asignación. d) Una expresión aritmética válida sin paréntesis se evalúa de izquierda a derecha e) Todos los siguientes son nombres de variables no válidos: 3g. 87. 67h2, h22. 2h. 1 .1 8

1 .1 9

Complete las siguientes oraciones: a) ¿Cuáles operadores aritméticos se encuentran en el mismo nivel de precedencia que la multiplica ción? __________, b) ¿Cuándo se anidan los paréntesis, cuál conjunto de paréntesis se evalúa primero en la expresión aritmética? c) A la parte de memoria de la computadora que puede contener diferentes valores en distintos mo mentos a lo largo de la ejecución de un programa se le denom ina__________. ¿Qué es lo que despliega, si despliega algo, cuando se ejecuta cada una de las siguientes instrucciones en C++? Si no se despliega nada, entonces responda "nada”. Suponga que x ■ 2 y y ■ 3. a) cout << x; b) cout << x ♦ x; c) cout << *x«"; d) cout << *x ■ * << x; e) cout << x «■ y << * - * << y ♦ xj

0

x - x ♦ y;

g) cin » x >> y; h) / / cout << "x

y « " << x

y;

i) cout << * \ n " ; 1.20

¿Cuáles de las siguientes instrucciones en C++ contienen variables cuyos valores son remplazados? a) cin >> b >> c >> d >> e >> f; b) p ■ i ♦ j ♦ k ♦ 7; c) cout << "variable» cuyos valores son remplazados"; d) cout << "a ■ 5";

1.21

Dada la siguiente ecuación algebraica y = axi + 7, ¿cuál de las siguientes instrucciones, si hay alguna, son correctas para esta ecuación?

a) y b) y c) y d) y e) y 0 y -

1.22

a a ( ( a a

* X • * X * a * X a • X * ( X * X •

* * * • X { X

X X ) ) *

X ( X X * *

♦ X * * X X

7; •f 7 ); ( X ♦ 7 )/ X ♦ 1; ) «■ i ; «■ 7);

Indique el orden de evaluación de los operadores en cada una de las siguientes instrucciones en C++, y muestre el valor de x una vez que se ejecuten las instrucciones. a) x « 7 ♦ 3 * 6 / 2 - 1 ;

b) x - 2 \ 2 + 2 * 2 - 2 / 2 /

c) x - ( 3 * 9 * < 3 * ( 9 * 3 / ( 3 ) ) ) ) f

1.23

Escriba un programa que pida al usuario que introduzca dos números, obtenga dichos números del usuario y despliegue la suma, el producto, la diferencia y el cociente de los dos números.

1.24

Escriba un programa que despliegue los números del 1 al 4 en la misma línea, con cada par de núme ros adyacentes separados por un espacio. Escriba el programa utilizando los siguientes métodos:


Capitulo 1


67

a) Con una sola instrucción de salida y un solo operador de inserción de flujo. b) Con una sola instrucción de salida y cuatro operadores de inserción de flujo. c) Con cuatro instrucciones de salida.

1.25

Escríba un programa que pida al usuario que introduzca dos enteros, obtenga dichos números del usua rio. y despliegue el número más grande seguido de las palabras más grande". Si los números son iguales, despliegue el mensaje "Estos números son iguales".

1.26

Escríba un programa que introduzca tres números desde el teclado y despliegue la suma, el promedio, el producto, el mayor y el menor de estos números. El diálogo de pantalla debe aparecer de la siguien te forma;

1.27

Escríba un programa que introduzca el radio de un círculo y despliegue el diámetro, la circunferencia y el área. Utilice el valor constante 3.14159 para n. Haga estos cálculos dentro de instrucciones de sa lida. [Nota: en este capítulo, explicamos solamente las variables y las constantes enteras. En el capítu lo 3 explicamos los números de punto flotante, es decir, valores que tienen punto decimal.)

1.28

Escriba un programa que despliegue un rectángulo, un óvalo, una flecha y un rombo de la siguiente ma nera:

1.29

¿Qué es lo que despliega la siguiente línea de código?

cout <<

\n**#\n****\n*****\n";

1.30

Escriba un programa que introduzca cinco enteros y determine y despliegue el mayor y el menor de los enteros del grupo. Utilice sólo las técnicas de programación aprendidas en el capítulo 1.

1.31

Escriba un programa que lea un entero y determine y despliegue si es par o non. (Pista: utilice el ope rador módulo. Un número par es múltiplo de 2. Cualquier múltiplo de 2 deja un residuo igual a cero cuando se divide entre 2.)

1.32

Escriba un programa que lea dos enteros y determine y despliegue si el primero es múltiplo del segun do. (Pista: utilice el operador módulo.)

1.33

Despliegue el siguiente patrón de diseño mediante ocho instrucciones de salida, después despliegue el mismo patrón utilizando el menor número posible de instrucciones.


68


Capítulo 1

1.34

Distinga entre los términos error fatal y error no fatal. ¿Por qué podría usted preferir un error fatal a un enror no fatal?

1.35

He aquí un avance. En este capítulo usted aprendió acerca de enteros y el tipo in t . Además, C++ pue de representar letras mayúsculas, letras minúsculas y una considerable variedad de símbolos especia les. C++ utiliza pequeños enteros de manera interna para representar cada carácter diferente. Al con junto de caracteres que utiliza una computadora y a sus correspondientes representaciones en enteros se le llama conjunto de caracteres. Usted puede desplegar un carácter encerrándolo en comillas sim ples como:

cout << ’A'j Usted puede desplegar el equivalente entero de un carácter mediante static_cast de la siguiente manera:

cout << atatic_caat< int >( 'A# ); a esto se le llama operación de conversión de tipo (formalmente veremos la conversión de tipo en el ca pítulo 2). Cuando se ejecuta la instrucción anterior, se despliega el valor 65 (en sistemas que utilizan el conjunto de caracteres ASCII). Escriba un programa que despliegue los equivalentes enteros de algu nas letras mayúsculas, letras minúsculas, dígitos y símbolos especiales. Como mínimo, determine los equivalentes enteros de los siguientes: A B C a b c O 1 2 $ * ♦ / y el carácter espacio.

1.36

4

1.37

Escriba un programa que introduzca un número de cinco dígitos, separe el número en sus dígitos indi viduales y despliegúelos dígitos entre sí mediante tres espacios cada uno. (Pistas: utilice la división en tera y el operador módulo.) Por ejemplo, si el usuario digita 42339 el programa deberá desplegar:

2

3

3

9

Utilice solamente las técnicas que aprendió en este capítulo para escribir un programa que calcule los cuadrados y los cubos de los números del 0 al 10. y utilice fabuladores para desplegar la siguiente ta bla de valores:

numero 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

cuadrado 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100

cubo 0 1 8 27 64 125 216 343 512 729 1000


Capitulo 1


69

1.38

Responda de manera breve cada una de las siguientes preguntas “pensando en objetos": a) ¿Por qué este libro prefiere explicar primero y con detalle la programación estructurada, antes de explicar a fondo la programación orientada a objetos? b) ¿Cuáles son los típicos pasos (mencionados en el libro) de un proceso de diseño orientado a obje tos? c) ¿Cómo se puede mostrar la herencia múltiple en los seres humanos? d) ¿Qué tipos de mensajes se envía la gente entre sí? e) Los objetos se envían mensajes entre sí a través de interfaces bien definidas. ¿Qué tipos de interfa ces presenta el radio de un automóvil (objeto) a su usuario (objeto persona)?

1.39

Probablemente usted porta en su muñeca uno de los objetos más comunes en el mundo, un reloj. Ex plique cómo cada uno de de los siguientes términos y conceptos se pueden aplicar a la noción de un reloj: objeto, atributo, comportamiento, clase, herencia (por ejemplo, considere un reloj de alarma), abstracción, modelado, mensajes, cncapsulado. interfaz, información, ocultamiento, dalos miembro y funciones miembro.


2 Estructuras de control

Objetivos • Com prender las técnicas b ásicas para la solu ció n de problem as. • D esarrollar algoritm os a través de un proceso de m ejoram iento d e arriba a abajo, paso a paso. • U tilizar las estructuras d e se lecció n i f , i f / e l s e y s w i t c h para elegir entre distintas accion es alternativas. • U tilizar las estructuras de repetición w h i l e , d o / w h i l e y f o r para ejecutar instrucciones d e m anera repetitiva dentro d e un programa. • Com prender la repetición controlada por un contador y la repetición controlada por un centinela. • U tilizar lo s operadores de increm ento, d e decrcm ento, d e asign ación y ló g ic o s. • U tilizar las instrucciones d e control d e programa bre& k y c o n t in u é .

M ovám onos todos un lugar hacia delante. L ew is C airoll

La rueda ha com pletado el círculo. W illiam Shakespeare

¿Q uién p u ed e controlar su destino? W illiam Shakespeare

La llave usada siem pre es brillante. Benjam ín Franklin


Estructuras do control

Capitulo 2

71

Plan general 2.1 2.2

Introducción Algoritmos

2.3

Seudocócfigo

2.4 2.5 2.6

Estructuras d© control Estructura de selección i f Estructura de selección i f / e ls e

2.7 2.8

Estructura de repetición w h i l e Cóm o formular algoritmos: ejemplo práctico 1 (repetición controlada por un contador) Cóm o formular algoritmos mediante el mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso: ejemplo práctico 2 (repetición controlada por un centinela)

2.9 2.10 2.11 2.12

Cóm o formular algoritmos mediante el mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso: ejemplo práctico 3 (estructuras de control anidadas) Operadores de asignación Operadores de Incremento y decremento

2.13 2.14

Fundamentos de la repetición controlada por un contador Estructura de repetición f o r

2.15 2.16

Ejemplos de la utilización de la estructura f o r Estructura de selección múltiple s w i t c h

2.17 2.18

Estructura de repetición d o / w h il e Instrucciones c o n t i n u é y b r e a k

2.19 2.20

Operadores lógicos La confusión entre ios operadores de igualdad (■ ■ ) y de asignación (■)

2.21 2.22

Resumen sobre programación estructurada (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: cóm o identificar las ciases de un sistema a partir de un problema establecido


2.1 Introducción A ntes d e escribir un programa para resolver un problem a en particular, es im portante com prenderlo y contar c o n un m étodo planeado cuidadosam ente para resolver d ich o problema. C uando escriba un programa, tam bién es importante que com prenda las distintas m aneras que tien e d ispon ib les para construir bloques y em plear principios de construcción d e program as com probados. E ste capítulo exp lica todos estos tem as cuando presentam os la teoría y lo s principios de la program ación estruc turada. Las técnicas que usted aprenderá se pueden aplicar a la m ayoría de lo s lenguajes, in clu so a C ++. C uando com en cem os nuestra exp lica ció n sobre la program ación orientada a ob jetos en C ++, en el capítulo 6 , verem os q u e las estructuras d e control que estu diam os en e l capítulo 2 son útiles para construir y manipular objetos.


72


Capítulo 2

2.2 Algoritmos C ualquier problem a d e cóm p uto se puede resolver al ejecutar una serie de a ccio n es en un orden e s p ecífico. A l procedim iento para resolver un problem a en térm inos de: 1. Las acciones que ejecuta. 2. E l orden en e l que se ejecutan estas accion es. s e le llam a algoritm o. El sigu iente ejem p lo dem uestra que es im portante especificar, en orden correc to, la ejecu ción de la s accion es. C onsidere el algoritm o “levantarse y arreglarse” q u e sig u e un ejecu tivo para levantarse de la cam a e ir al trabajo: (1 ) levantarse, (2 ) quitarse la pijam a, (3 ) tomar un baño. (4 ) vestirse, (5 ) desa yunar, (6 ) tom ar el transporte hacia el trabajo. Esta rutina logra que el ejecu tivo vaya al trabajo bien preparado para tomar d ecisio n es críti cas. Suponga que los m ism os pasos s e ejecutan ahora en un orden ligeram ente diferente: (1 ) levan tarse. (2 ) quitarse la pijam a, (3) vestirse, (4 ) tomar un baño, (5 ) desayunar, (6 ) tomar el transporte al trabajo. En este ca so , nuestro joven ejecu tivo llegará m ojado al trabajo. A la esp ecifica ció n del orden en e l cual las instrucciones (a ccio n es) se ejecutan en un programa d e com putadora, se le llam a control d e program a. Este cap ítulo investiga las capacidades de control de programas de C ++.

2.3 Seudocódigo E l seudocódigo e s un lenguaje artificial c inform al que ayuda a lo s program adores a desarrollar algoritm os. El seu d o có d ig o que presentam os en este libro es particularm ente útil para desarrollar al goritm os que se convertirán en p orciones estructuradas de programas en C++. El seu d o có d ig o es sim ilar al lenguaje cotidiano; es conveniente y a ccesib le para el usuario, aunque en realidad no e s un lenguaje d e program ación. El seu d ocód igo n o s e puede ejecutar en las com putadoras, sin em bargo, ayuda al programador a “elaborar" un programa antes d e intentar escribirlo en un lenguaje de program ación, co m o C ++. E ste capítulo proporciona m uchos ejem p los de có m o utilizar d e m anera efectiv a el seu d o có d ig o para desarrollar programas en C ++. El estilo d e seu d o có d ig o que presentam os co n siste solam ente e n caracteres, de manera que los program adores pueden capturar el seu d ocód igo de manera efectiva, m ediante cualquier programa de ed ición . La com putadora puede producir sobre pedido una co p ia recién im presa d el programa en seu d ocód igo. U n programa en seud ocód igo, preparado con cuidado, puede convertirse con facilidad en su programa correspondiente en C ++. En m uchos ca so s, esto requiere sim plem ente reem plazar las instrucciones en seu d ocód igo co n su s equivalentes e n C ++. Por lo general, el seu d o có d ig o describe únicam ente las instrucciones ejecutables, es decir, las a ccion es que ocurren después de q u e e l programador convierte un programa en seu d ocód igo a C ++ y el programa s e ejecuta en la com putadora. Las declaraciones no son instrucciones ejecutables. Por ejem p lo, la declaración

int i; le indica al com pilador el tipo de la variable i e instruye al com pilador para que reserve esp a cio en m em oria para la variable. Esta declaración no realiza acción alguna, tal co m o una entrada, salida o cálcu lo, a ser ejecutada cuando se ejecuta el programa. A lg u n o s program adores elig en listar las va riables y m encionar su propósito al principio de la representación d el seu d o có d ig o d e un programa.



Capitulo 2

73

2.4 Estructuras de control Por lo general, las instrucciones dentro de un programa se ejecutan una tras otra, en el orden en el cual se escribieron. A esto se le llam a ejecución secuencial. Varias de las instrucciones en C ++, las cu a les explicarem os m uy pronto, permitirán al programador esp ecificar que la sigu ien te instrucción a ejecutarse debe ser otra, en lugar de la sigu ien te en la secuencia. A esto se le denom ina transferen

cia de control. Durante la década d e los sesenta, se hizo evid en te q u e el uso indiscrim inado de las transfe rencias de control era el origen d e m uchas de la s dificultades q u e experim entaban lo s grupos de d e sarrollo de softw are. A quien se señ aló com o culpable fu e a la instrucción g o t o , la cual perm ite al programador especificar la transferencia de control a uno de lo s m uchos p osibles d estin os dentro de un programa. La noción de la llam ada program ación estructurada se h izo ca si un sin ónim o de la

“elim inación d e l goto”. Las in vestigacion es de B ohm y Jacop in i1 dem ostraron que los programas s e podían escribir sin instrucciones goto. El reto d e la época para lo s program adores fue el cam b io d e sus estilo s a una “program ación con m en os goto”. Fue hasta la década de lo s setenta que lo s program adores tom a ron en serio a la program ación estructurada. L os resultados fueron im presionantes cuando lo s gru pos d e desarrollo reportaron reducciones en tiem po de desarrollo, m ayor incidencia de entregas en tiem po de sistem as y m ayores resultados en la term inación d e proyectos com p letos. La clave para estos é x ito s e s que los programas estructurados son m ás claros, m ás fá ciles d e depurar, probar y m o dificar, y, lo mejor, e s m ás probable que estén libres de errores. El trabajo de Bohm y Jacopini dem ostró q u e todos los programas podían escribirse solam ente en térm inos d e estructuras d e control, e s decir, de la estructura de secuencia, de la estructura de s e lección y de la estructura de repetición. La estructura de secu en cia está incluida en C ++. A m enos q u e se le indique lo contrario, la com putadora ejecutará las instrucciones e n C + + una tras otra, en el orden en el que s e escribieron. El diagram a de actividad d e U M L de la figura 2.1 ilustra una estruc tura de secu en cia típica en la que se realizan d os cálcu los en orden. C + + perm ite tener tantas a cc io nes co m o d eseem o s en una estructura d e secu en cia. C o m o verem os pronto, en donde quiera que se co lo q u e una acción individual, p odem os colocar varias a ccion es en secu en cia. L os diagram as d e actividad son parte del Lenguaje U nificado de M odelado (U M L ), un estándar de la industria para m odelar sistem as de softw are. Un diagram a de actividad m odela el flu jo de tra-

fistíu ccló n C++ correspondiente:'

total - total ♦ grado;

hstrucclón C++ correspondiente:^

contador - contador

fig u r a 2.1

1;

Diagrama de actividad d e una estructura d e secuencia.

1. Bohm. C. y G. Jacopini. "Flow Diagnuns. Turing Machines, and Languages with Only Two Formation Rules”, Communications o f the ACM. Vol.9,No. 5, Mayo de 1966, páginas 336-371.


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Capítulo 2

bajo (tam bién llamado la actividad) de una porción de un sistem a de software. D ichos flujos de traba j o pueden incluir una porción de un algoritm o, tal co m o la estructura d e secu en cia de la figura 2.1. L os diagram as de actividad están com p u estos por sím b o lo s de propósito esp ecia l, tales co m o los sím b olos de estado de acción (un rectángulo con sus lados izquierdo y derecho rem plazados con arcos hacia fuera), diam antes y pequeño círcu lo s; esto s sím b o lo s están conectados m ediante flech a s de transición, la s cu ales representan el flujo d e la actividad. C om o el seud ocód igo. lo s diagram as d e actividad ayudan a lo s program adores a desarrollar y a representar algoritm os, aunque m uchos program adores prefieren el seu d ocód igo. L os diagram as de actividad claram ente muestran có m o operan las estructuras d e control. C onsidere el diagram a d e actividad para la estructura d e secu en cia d e la figura 2.1. El diagrama d e actividad con tien e d o s estados de acción que representan a ccio n es a realizar. C ada estado d e ac ción contiene una expresión d e acción, por ejem p lo, “sum a grado a total" o “sum a 1 a contador", que esp ecifica una acción particular a realizar. Otras a ccio n es podrían incluir cá lcu lo s u operaciones de entrada/salida. Las flechas en el diagram a de actividad s e llam an flechas d e transición. Estas flechas representan transiciones, las cu ales indican el orden en el ocurren las a ccio n es representadas por los estad os de las accion es; el programa que im plem enta las actividades que m uestra el diagram a d e ac tividad de la figura 2 .1 , prim ero sum a grado a total y d esp u és sum a 1 a contador. El círculo sólido ubicado en la parte superior del diagram a de actividad representa el estado ini cia l d e la actividad, es decir, el in icio d el flujo de trabajo antes de que el programa realice la s a cti vidades m odeladas. El círculo só lid o rodeado por una circunferencia que aparece en la parte inferior d el diagram a de actividad representa el estado fin a l, e s decir, el final del flujo d e trabajo d esp u és de que e l programa realiza sus actividades. O bserve en la figura 2.1 los rectángulos co n las esquinas superiores derechas dobladas. En U M L , a éstos s e le s llam an notas. Las notas son com entarios co n ex p lica cio n es q u e describen el pro p ósito de lo s sím b o lo s del diagrama. L as notas se pueden utilizar en cualquier diagram a d e UML, n o s ó lo e n lo s diagram as de actividad. La figura 2.1 utiliza notas U M L para mostrar el c ó d ig o C ++ a sociad o con cada estado de acción e n el diagram a de actividad. U na línea punteada con ecta cada nota con el elem en to q u e describe dicha nota. A q u í, utilizam os las notas co n este propósito, e s d e cir, para ilustrar có m o s e relaciona e l diagram a co n el có d ig o C ++. C + + proporciona tres tipos de estructuras de selecció n . 1.a estructura de se lecció n i f realiza (seleccio n a ) una acción s i la con d ición (predicado) e s verdadera, o ev ita la acción si la con d ición es falsa. La estructura de se lecció n if/else realiza una a cció n si la con d ición es verdadera, o reali za una acción diferente si la con d ición e s falsa. La estructura de se lecció n switch realiza una o m uchas a ccio n es d iferentes, dependiendo del valor d e una expresión entera. La estructura de se lecció n i f es una estructura d e selección simple-, ésta seleccion a o ignora una sola acción. La estructura de selección if /else es una estructura de selección doble; ésta se lec cio na entre d o s diferentes acciones. La estructura de selección switch e s una estructura de selección m últip le; ésta se lec cio n a la acción a realizar, a partir de m uchos estados de acción diferentes. C + + proporciona tres tipos d e estructuras d e repetición (tam bién llam adas estructuras de ciclo, o ciclos); éstas son while. do/while y for. Cada una d e las palabras if. else, switch. while. do y for son palabras re s e ñ a d a s de C ++. Estas palabras están reservadas por e l lenguaje de program ación C + + para im plcm entar diversas características, tales co m o las estructuras d e co n trol de C ++. Las palabras reservadas no pueden utilizarse co m o identificadores, es decir, co m o nom bres d e variables. La figura 2.2 con tien e una lista com pleta d e palabras reservadas d e C ++.

____Error común de programación 2.1 Utilizar una palabra reseñada como identificador. es un error de sintaxis.



Capitulo 2

75

Palabras reservadas de C++ Palabras reservadas comunes a los lenguajes de programación C y C++

auto continua enum

braak default extern

if short switch

int signad typadaf while

▼olatile

case do

char

float long sizeof unión

double for register static unsigned

catch

class

explicit namespace public this typename

falsa new reinterpret cast throw using

const else goto return struct void

Palabras reservadas sólo para C ++

asm dalata inlina prívate static cast try

bool dynanic cast mutable protected templete typeid

const cast friend operator trué virtual

wchar_t Figura 2 .2

R elabras re serv a d a s d e C++.

Error común de programación 2.2 Escribir una palabra reseñada con una letra mayúscula es un error de sintaxis. Todas las palabras resenadas de C++ contienen solamente letras minúsculas. C + + tiene s ó lo sie te estructuras de control: una de secu en cia, tres tipos de selección (if, if/else y switch) y tres tipos d e repetición (while. for y do/while). Cada programa en C + + com b ina tantas de estas estructuras de control co m o sea apropiado para el algoritm o que im plem enta el programa. A s í co m o en la estructura d e secu en cia de la figura 2.1 , p odem os m odelar cada estructura d e control c o m o un diagram a de actividad. C ada diagram a co n tien e un estad o inicial y un estado final, lo s cu ales representan e l punto d e entrada y el punto de salida de la estructura de control, respectivam ente. Estas estructuras de control de entrada sencilla/salida sencilla hacen fácil la construcción de programas; las estructuras de control se conectan entre s í, al conectar el punto de salida de una estructura de control al punto de entrada de la siguiente. E sto es sim ilar a la manera en q u e un niño apila b loq u es de construcción, a sí que a esto le llam am os apilam iento de estructuras de control. En breve aprenderem os q u e existe solam ente una m anera alterna d e conectar las estructuras de control, llam ada atildam iento d e estructuras d e control.

Observación de ingeniería de software 2.1 Cualquier programa de C ++ que escribamos puede construirse a partir de sólo siete tipos de estruc turas de control (secuencia i f . i f / s l m m . s w i t c h . ir h i l s . d o / w h i l s y fo r ) . combinadas sola mente de dos maneras (apilando estructuras de control y anidando estructuras de control).


76


Capítulo 2

2.5 Estructura de selección i f L o s programas utilizan estructuras d e se lec ció n para eleg ir entre cursos de a cció n alternativos. Por ejem p lo, suponga que la calificación m ínim a aprobatoria es 60. La instrucción de seu d o có d ig o

i f calificación d e l estudiante es m a yo r o igual a 60 Im prim e "A p ro b a d o ” determ ina si ( i f ) la condición “calificación del estudiante es m ayor o igual que 6 0 ” es v e r d a d e r a o f a l s a . S i la con d ición e s v e r d a d e r a , en ton ces s e im prim e “A probado” y s e "ejecuta” la si guiente instrucción del seud ocód igo (recuerde que el seud ocód igo no es un lenguaje de programación real). Si la con d ición e s f a l s a , la instrucción print se ignora y se ejecuta en orden la sigu ien te ins trucción. O bserve q u e la segunda línea d e esta estructura d e selecció n tien e sangría. Tal sangría es op cion al, pero se recom ienda am pliam ente debido a q u e enfatiza la estructura inherente de lo s pro gram as estructurados. Cuando usted convierte su seu d o có d ig o en có d ig o C + + , el com pilador ignora lo s espacios (co m o esp acios en blanco, tabuladores y saltos d e línea) utilizados para el sangrado y para el esp aciad o vertical.

Buena práctica de programación 2.1 El aplicar consistentemente comenciones razonables de sangrado a través de sus programas aumenta de manera importante la claridad de éstos, l e sugerimos un fabulador fijo de un tamaño aproximado de 1/4 de pulgada, o tres espacios en blanco, por sangría. La instrucción anterior i f del seu d ocód igo puede escribirse en C + + com o

lf ( calificación >- 60 ) cout << "Aprobado"; O bserve que e l cód ig o C + + corresponde en gran m edida al seu d ocód igo. Ésta e s una d e las propie dades que hace d el seu d ocód igo una herram ienta de program ación tan útil. La figura 2.3 m uestra la estructura d e se lec ció n sim p le i f . Este diagram a d e actividad con tie ne lo que quizá sea el sím b olo m ás im portante en un diagram a de ésto s, el rom bo o sím bolo de deci

sión, el cual indica q u e se tomará una decisión. Un sím b olo de d ecisión indica q u e el flujo del programa continuará a lo largo d e una ruta determ inada por lo s sím bolos de guardia que pueden ser verdaderos o falsos. Cada flecha de transición que s e desprende del sím b olo d e d ecisió n tiene una con d ición de guardia (esp ecificad a entre corchetes sobre o jun to a la flecha d e transición). S i una co n d ición de guardia en particular e s verdadera, el flujo d el programa entra al estado de acción a la que apunta dicha flecha de transición. En la figura 2.3 , si la calificación es m ayor o igual que 6 0 , el pro gram a im prim e en la pantalla “Aprobado” , y se dirige al estado final de esta actividad. Si la ca lifica ción e s m enor que 60, el programa transfiere el flujo al estado final sin desplegar el m ensaje. En el capítulo 1 aprendim os q u e la s d ecisio n es pueden basarse en co n d icio n es que contienen operadores de relación o d e igualdad. D e hecho, en C + + , una d ecisió n puede basarse en cualquier exp resión , s i la expresión es igual q u e cero, se trata co m o falsa; s i la expresión es diferente de cero, se trata co m o verdadera. El C + + estándar proporciona el tipo de d ato b o o l para variables que pueden contener só lo los valores t r u e y f a l s o . L os valores f c r u e y f a l s o son palabras reser vadas d e C ++.

Tip de potabilidad 2.1 Por compatibilidad con versiones anteriores del C++ estándar, el valor bool, truo. también se pue de representar con cualquier valor diferente de cero, y el valor bool falso también se puede repre sentar como el valor cero.



Capitulo 2

77

ijcallflcoclón > » 60]

a

Imprimo “Aprobado

5

[calificación < 60]

4 Rgura 2.3

Diagrama d e actividad d e la estructura d e selección simple if.

O bserve que la estructura i f es d el tipo entrada sencilla/salid a sen cilla. V erem os que lo s d ia gram as d e actividad para las estructuras d e control restantes contienen adem ás estados in iciales, fle ch as d e transición, estad os d e acción q u e indican la s a ccio n es a realizarse, sím b o lo s de d ecisió n (con sus con d icion es de guardia asociadas) q u e indican las d ecisio n es a tom ar y lo s estad os finales. Esto es consistente con e l m odelo de program ación acción/decisión que hem os enfatizado. P odem os im aginar sie te cajon es, cada uno co n solam ente estructuras de control de uno de lo s sie te tipos diferentes. Estas estructuras de control están vacías. E ntonces, la tarca del programador es ensam blar un programa con tantas estructuras de control d e cada tipo co m o lo requiera el algorit m o, com binando dichas estructuras de control en s ó lo dos form as p osibles (apilado o anidado), y He nar los estados de acción y las d ecisio n es m ediante exp resion es de acción y con d icio n es de guardia de m anera apropiada para el algoritm o. E xplicarem os la variedad de form as en las cu ales se pueden escribir las a ccion es y la s d ecision es.

2.6 Estructura de selección i f / e l s e La estructura d e se lecció n if realiza una acción indicada solam en te cuando la co n d ición es ver dadera; de lo contrario, se evita dicha acción. La estructura de se lecció n perm ite al programador especificar una acción a realizar cuando la con d ición es verdadera, y una a cció n d iferente a realizar cuando la acción e s falsa. Por ejem p lo, la instrucción en seu d o có d ig o

i f calificación del estudiante es m ayor o igual que 6 0 Im prim e "A p ro b a d o ” else Im prim e " Reprobado " im prim e A probado si la calificación del estudiante es m ayor o igual que 6 0 , pero im prim e Reproba do si la calificación d el estudiante es m enor que 60. En am b os ca so s, desp ués de d esplegar e l resul tado, se “realiza” la sigu ien te instrucción en la secu en cia. L a estructura anterior if/else en seu d o có d ig o se puede escribir en C + + co m o

if ( calificación >- 60 ) cout << "Aprobado*; else cout << "Reprobado"; O bserve que el cuerpo d e alee tam bién s e encuentra sangrado. C ualquiera que sea la con ven ción que usted elija, ésta debe aplicarse d e manera con sistente a lo largo d e su s programas. Es d ifícil leer programas que no ob ed ecen con ven cion es uniform es d e espaciado.


78


Capítulo 2

Buena práctica de programación 2.2 Sangre ambos cuerpos de instrucciones en una estructura i f / m l m •.

Buena práctica de programación 2.3 Si existen distintos niveles de sangrado, aula nivel debe sangrarse con la misma cantidad de espacios.

La figura 2.4 muestra el flujo de control de la estructura if/els®. Una v ez m ás, observe que (adem ás d el estado inicial, las flechas de transición y el estado final) los dem ás sím b o lo s dentro del diagram a d e actividad representan estados d e acció n y d ecisio n es. Im agine nuevam ente un recipien te profundo con tantas estructuras de se lecció n d o b le co m o n ecesite para construir cualquier pro gram a en C ++. El trabajo d el programador e s ensam blar estas estructuras de se lecció n (apilando o anidando) con cualquier otra estructura de control q u e requiera el algoritm o. E l programador llena lo s estados de acción y los sím b o lo s de d ecisión con exp resion es de acción y con d icion es de guar dia apropiadas para el algoritm o. C + + proporciona el operador condicional ( ? : ) , que está m uy relacionado co n la estructura

if /else. El operador condicional e s el único operador te m a rio d e C + + , es decir, que utiliza tres operandos. L os operandos, jun to con el operador co n d icion al, forman una expresión condicional. El primer operando es una con d ición , e l segundo operando e s el valor para toda la expresión co n d icio nal, si la con d ición es verdadera, y el tercer operando e s el valor para toda la expresión con d i cion al, si la con d ición es falsa. Por ejem p lo, la instrucción d e salida

cout << ( calificación >■ 60 ? "Aprobado" * "Reprobado" ); con tien e una exp resión con d icion al, calificación > - 60 ? "Aprobado" : "Repro bado". la cual arroja co m o resultado "Aprobado" si la con d ición calificación >■ 60 es verdadera, pero arroja co m o resultado la cadena "Reprobado" si la co n d ición e s falsa. En ton ces. la instrucción co n la expresión con d icion al realiza, en esen cia , lo m ism o que la estructura i f/else anterior. C om o verem os, la p recedencia de un operador con d icion al e s baja, d e manera que s e requieren paréntesis para la expresión anterior.

Buena práctica de programación 2.4 Para mayor claridad, coloque las expresiones condicionales entre paréntesis.

icalificación < 60] (calificación >= 60]

$

5

Imprime ‘ Reprobado* W

=*{ imprime ‘ Aprobado

9

<§>

Figura 2.4

Diagrama de actividad d e la estructura d e selección d o ble if /else.



Capitulo 2

79

L os valores en una expresión con d icion al tam bién pueden ser a ccio n es a ejecutar. Por ejem p lo, la sigu ien te expresión con d icion al im prim e adem ás "Aprobado" o "Reprobado":

calificación >■ 60 ? cout << "Aprobado" i cout << "Reprobado"; La expresión con d icion al anterior se lee, “si calificación e s m ayor o igual que 60. en tonces

cout << "Aprobado" ; d e lo contrario, cout << "Reprobado". Esto tam bién e s com para b le co n la estructura if/else anterior. M ás adelante verem os que las exp resion es con d icion ales pueden aparecer en ciertos lugares en donde la s instrucciones if/else no pueden. Las estructuras i f / e l s e anidadas exam inan m últiples ca so s, al co lo ca r estructuras d e s e le c ción if/else dentro de estructuras de se lecció n if/else. Por ejem p lo, la estructura if/else del sigu ien te scu d o có d ig o d esp liega A para la s ca lifica cio n es m ayores o ig u a les que 9 0 , B para las c a li ficacion es en el rango de 80 a 89, C para ca lifica cio n es en el rango d e 7 0 a 7 9 . D para ca lifica cio n es en el rango de 6 0 a 6 9 y F para todas las dem ás calificaciones.

i f calificación del estudiante es m ayor o igual que 90 Im prim e “A ” else i f calificación d e l estudiante es m a yo r o igual que 80 Im prim e "B ” else i f calificación del estudiante es m a yo r o igual que 70 Im prim e “ C" else i f calificación d e l estudiante es m a yo r o igual que 60 Im prim e “D ” else Im prim e “F ” Este seu d ocód igo se puede escribir en C + + co m o

if ( calificación >- 90) cout << "A"; else if ( calificación >« 80) cout << "B"; alaa if ( calificación >■ 70) cout << "C"; alaa if ( calificación >- 60) cout << *D"; alaa cout << "F";

// 90 y superior

// 80-89

// 70-79

// 60-69 // menor que 60

Si calificaciones m ayor o igual que 9 0 . las primeras cuatro con d icio n es serán verdaderas, pero solam en te s e ejecutará la instrucción cout que se encuentra después de la primera con d ición . D esp u és d e que se ejecuta cout, el programa s e salta la parte else d e las estructuras if/else que se encuentran “afuera”. M uchos program adores de C + + prefieren escribir la estructura if/else an terior com o


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Capítulo 2

if ( calificación >■ 90) cout « "A*; else if ( calificación >■ 80) cout << "B"; else if ( calificación >■ 70) cout << "C»; else if ( calificación >■ 60) cout « "D*/ else cout << "F-;

// 90 y superior // 80-89 // 70-79 // 60-69 // menor que 60

L as dos form as son idénticas excep to por el espaciado y las sangrías, las cu ales ignora el co m p ila dor. La segunda form a e s m ás popular debido a que evita sangrar el có d ig o más hacia la derecha. Tal sangrado a m enudo deja p oco esp acio en una línea, lo que hace q u e ésta se divid a y la lectura del có d ig o sea m enos clara.

Tip d© rendimiento 2.1 Una estructura if/else anidada puede ejecutarse mucho más rápidamente que una serie de estruc turas de selección simple i f , debido a la posibilidad que existe de terminar antes de la estructura una vez que se cumple la condición.

Tip de rendimiento 2.2 En una estructura i f / e l a m anidada, evalúe las condiciones que tengan más probabilidad de ser ver daderas al principio de la estructura l f / m l m a anidada. Esto permitirá que la estructura i f/ m l m m se ejecute más rápidamente y termine antes, que si em lúa primero los casos de menor ocurrencia. La estructura de se lecció n if só lo permite una instrucción en su cuerpo. D e manera sim ilar, las partes if y else de una estructura if/else aceptan só lo una instrucción en su cuerpo, respectiva m ente. Para incluir varias instrucciones en el cuerpo de un if o en la partes de un if/else, en cierre las instrucciones entre llaves ( { y }). Un conjunto de instrucciones contenidas en un par de llaves se denom ina instrucción com puesta o bloque. D e ahora en adelante, utilizarem os el término “bloque”.

Observación de ingeniería de software 2.2 Un bloque puede colocarse en cualquier parte de un programa en donde se puede colocar una sola ins trucción. El sigu iente ejem plo incluye un b loqu e dentro d e la parte else de una estructura if/else.

if ( calificación >- 60 ) cout << "Aprobado.\n•> alsa ( cout << "Reprobado.\n"; cout << "Deberá tomar nuevamente este curso.Nn"; ) En este caso, s i calificación e s m enor que 6 0 , el programa ejecuta las d os instrucciones e n el cu erpo de else y d esp liega

Reprobado. Deberá tomar nuevamente este curso. O bserve las llaves q u e rodean las d os instrucciones en la cláusula else. E stas llaves son im portan tes. Sin ellas, la instrucción

cout << "Deberá tomar nuevamente este curso.\n";



Capitulo 2

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estaría fuera d el cuerpo de la parte else d el if, y se ejecutaría sin importar si la calificación es m enor que 6 0 o no.

Error común de programación 2.3 Olvidar una o las dos llaves que delimitan un bloque, puede ocasionar errores de sintaxis o lógicos dentro de un programa

Buena práctica de programación 2.5 Colocar siempre las llaves en una estructura if/alae (o en cualquier estructura de control) ayuda a prevenir su omisión accidental, en especial, cuando posteriormente se agregan instrucciones a una cláusula it o alma. Para evitar la omisión de una o ambas llaves, algunos programadores prefieren escribir la llave inicial y la final de los bloques antes de escribir las instrucciones individuales dentro de ellas. A s í co m o un bloque se puede colocar en cualquier parte en donde una instrucción individual puede colocarse, tam bién es p osible no tener instrucción alguna; a esto se le co n o ce co m o instruc ción vacía (o instrucción nula). La instrucción nula se representa colocan do un punto y com a ( ; ) en donde norm alm ente se colocaría una instrucción.

Error común de programación 2.4 Colocar un punto y coma después de la condición de la estructura if, provoca un error lógico en las estructuras de selección simple, y un error de sintaxis en las estructuras de selección doble if/alaa (cumulo la parte if en realidad contiene una instrucción en el cuerpo).

2.7 Estructura de repetición w faile Una estructura de repetición (tam bién llam ada estructura cíclica o ciclo ) perm ite al programador especificar que un programa debe repetir una a cció n m ientras alguna con d ición perm anezca verda dera. La instrucción de scu d ocód igo

W hile existan artículos en m i lista d e com pras C om pra el siguiente artículo y elim ínalo de m i lista describe la repetición que ocurre durante un salida de com pras. La co n d ició n , “existan artículos en mi lista d e com pras” puede ser falsa o verdadera. Si e s verdadera, en tonces se realiza la acción , “C om pra el sigu ien te artículo y elim ínalo d e mi lista”. Esta a cció n se realizará de manera repetida m ientras la con d ición sea verdadera. La instrucción contenida dentro de la estructura d e repetición w h i l a constituye el cuerpo de while, el cual puede ser una instrucción individual o un bloque. En algún m om ento, la con d ición será falsa (cuando e l últim o artículo d e la lista d e com pras sea adqui rido y elim inad o de la lista). En este punto, la repetición term ina, y se ejecuta la primera instrucción de seu d ocód igo después de la estructura d e repetición. C om o un ejem plo de un while real, con sid ere un segm ento de programa d iseñ ado para en con trar la primera potencia de 2, m ayor q u e 1000. Suponga q u e se inicializa co n 2 a la variable entera

producto. Cuando la sigu ien te estructura d e repetición while termina su ejecu ción , producto contendrá la respuesta deseada: int producto ■ 2; while ( producto <- 1000 ) producto - 2 * producto;


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Capítulo 2

C uando com ien za la ejecu ción de la estructura while, el valor de producto es 2. Cada repe tición d e la estructura while m ultiplica producto por 2 , d e manera que producto tom a los valores 4. 8. 16, 32, 6 4 , 128, 2 5 6 , 5 12 y 1024 sucesivam ente. Cuando producto se transform a en 1024, la con d ición d e la estructura while, producto < - 1000, se tom a falsa. Esto termina la repetición, el valor final de producto es 1024. La ejecu ción d el programa continúa co n la sigu ien te instrucción después d e while.

Error común de programación 2.5 No proporcionar, dentro del cuerpo de una estructura w h ile , una acción que ocasione que en algún momento la condición de un w h i l e se transforme en falsa, por lo general ocasiona un error lógico llamado un ciclo infinito, en el cual, la estructura de repetición nunca termina. FJ diagram a d e actividad d e la figura 2.5 muestra el flujo d e control que corresponde a la estruc tura while anterior. Una v ez m ás, observe que (adem ás del estado inicial, las flechas d e transición, un estado final y d os notas) lo s ú n icos sím b olos ad icio n a les en el diagrama representan un estado de a cción y una d ecisión . A dem ás, este diagram a introduce el sím b o lo de U M L fu sió n . U M L represen ta tanto el sím b olo de fusión co m o el sím b olo d e d ecisió n co m o rom bos. El sím b o lo de fusión une d o s flujos de actividad en un sím b olo de actividad. En este diagram a, el sím b o lo de fusión une las transiciones d el estado inicial y d el estado de acción , d e manera que am bos fluyan dentro d e la d e cisió n que determ ina si el c ic lo d eb e com enzar a ejecutarse (o continuar su ejecu ción ). A unque U M L representa sím b o lo s de d ecisión y de fusión co n un rom bo, lo s sím b o lo s se pueden distinguir m e diante el número de flechas de transición “entrantes" y “salien tes”. Un sím b o lo d e d ecisión tiene una flech a d e transición que apunta al rom bo y d os flechas d e transición q u e apuntan hacia fuera del rom b o para indicar transiciones p osib les d esd e dicho punto. A dem ás, cada flecha d e transición q u e apun ta hacia afuera de un sím b olo d e decisión tiene una con d ición d e guardia junto a ella. U n sím b olo de fusión tien e dos flechas de transición que apuntan hacia el rom bo y só lo una flecha de transición que apunta d esd e el rom bo, para indicar m últiples flujos d e actividad que se fusionan para continuar la actividad. O bserve que, a d iferencia del sím b olo de d ecisión , el sím b o lo de fusión n o tien e una con traparte en el cód ig o d e C ++. Im agine un recipiente con estructuras while vacías que pueden apilarse o anidarse en otras estructuras de control para formar una im plem entación estructurada del flujo de control de un a lg o ritmo. El programador llena lo s estad os de acción y los sím b o lo s de d ecisió n con exp resion es de

fusión

V ...

decisión " k

O (p rod u cto <- 1000]

.

<>

{d u p lico e l volor de producto^

(p rod u cto > 1000) Instrucción de C++ correspondiente: p ro d u c to - 2 * p r o d u c to

Figura 2.5

Diagrama de actividad d e la estructura d e repetición while.



Capitulo 2

83

acción y con d icio n es d e guardia apropiadas para e l algoritm o. El diagram a muestra claram ente la repetición. La flecha de transición que em erge desde el estado d e acción apunta hacia la fusión, la cual hace la transición nuevam ente hacia la d ecisión que se evalúa durante el c ic lo hasta que la condición de guardia producto > 1000 se hace verdadera. E ntonces, termina la estructura while (alcan za su estado final) y e l control pasa a la sigu iente instrucción del programa.

2.8 C ó m o formular algoritmos: ejemplo práctico 1 (repetición controlada por un contador) Para explicar la form a en q u e lo s program adores desarrollan lo s algoritm os, esta secció n y la secció n 2 .9 resuelve d os variantes de un problem a d e prom edios para una clase. C onsidere el sigu ien te enun ciado d e un problema:

Una clase de diez estudiantes tuvo una evaluación. Las calificaciones (enteros en el rango deOa 100) correspondientes a esta evaluación están disponibles. Determine el promedio de la clase para esta ewluación. El prom edio de la cla se e s igual a la sum a d e las calificacion es dividida entre el número de estudian tes. El algoritm o para resolver este problem a en una com putadora debe introducir cada una de las ca lificacion es, calcular el prom edio y d esplegar el resultado. U tilicem o s seu d ocód igo para listar las a ccio n es a ejecutar y especificar e l orden en el que s e d e ben llevar a cabo. U tilizam os la repetición controlada p o r un contador para introducir las ca lifica c io nes una por una. Esta técnica utiliza una variable llamada contador para controlar el núm ero de v eces q u e se ejecutará un grupo d e instrucciones (tam bién co n o cid o co m o el núm ero de iteraciones de un ciclo). A la repetición controlada por un contador a m enudo se le llam a repetición definida, d eb ido a que antes de que com ien ce la ejecu ción d el ciclo se c o n o c e el número de repeticiones. En este ejem plo. la repetición termina cuando el contador exced e a 10. Esta secció n presenta un algoritm o en seu d ocód igo (figura 2 .6 ) y su programa en C + + correspondiente (figura 2.7). 1.a sigu ien te secció n m uestra có m o utilizar el seu d ocód igo para desarrollar un algoritm o. O bserve las referencias en el algoritmo hacia total y hacia contador. La variable total se utiliza para acum ular la sum a de una serie de valores. La variable contador se utiliza para contar (en este caso, el núm ero de calificaciones q u e se introducen). Por lo general, una variable que se em plea para alm a cenar un total debería inicializarse a cero antes de utilizarla en un programa; de otra manera, la suma podría incluir los valores alm acenados previam ente en la ubicación d e mem oria del total.

E stablece to ta l en cero E stablece contador de calificación en cero W hile co n ta d o r d e calificación sea m e n o r o igual que diez Introduce la siguiente calificación Sum a la calificación a total Sum a u no a l contador d e calificaciones E stablece el pro m ed io de la clase en e l total dividido entre diez D espliega el prom edio d e la clase Rgura 2.6

Algoritmo en seudocódigo para calcular el promedio de una clase, el cual utiliza una repetición controlada por un contador.


84


1

2 3

Capítulo 2

// Fig. 2.7 1 fig02_07.cpp // Programa para obtanar el promedio de una clase mediante una repetición controlada por un contador. •inelude

4 5 6

7 8 9 10 11 12

using std::cout; using std::cin; using stdt:endl; // la función main comienza la ejecución del programa int main () {

int total;

// suma de las calificaciones introducidas por el usuario int contadorCalificacion; // número de la siguiente calificación a introducir int calificación; // valor de la calificación int promedio; // promedio de las calificaciones

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

// fase de inicialización total - 0; contadorCalificacion ■ 1;

// fase de procesamiento while ( contadorCalificacion <- 10 ) { cout << "Introduzca la calificación:

// repite diez veces // indicador para entrada cin >> calificación; // lee calificación del usuario // suma calificación total - total ♦ calificación; al total contadorCalificacion - contadorCalificacion + 1; // incrementa el contador

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

// inicializa total // inicializa el contador del ciclo

)

// fase de terminación promedio - total / 10;

// división entera

// despliega el resultado cout << "El promedio de la clase es " << promedio << endl; return 0;



Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: Introduzca la calificación: El promedio de la clase es Figura 2.7

98 76 71 87 83 90 57 79 82 94 81

Problema correspondiente al cálculo del promedio de una clase, el cual utiliza una repetición controlada por un contador.



Capitulo 2

85

Las lín ea s 12 a 15

int total; int contadorCalificacion; int calificación; int promadio;

// aúna da las calificacionas introdu cidas por al usuario // número da la siguianta calificación a introducir // valor da la calificación // promedio da las calificacionas

declara las variables total. contadorCalif icacion, calificación y promedio d e ti po int. O bserve que las d eclaraciones anteriores aparecen dentro del cuerpo de la función main. Las variables que s e declaran dentro del cuerpo de una función son variables locales y se pueden utili zar solam ente d esd e la línea de su d eclaración, dentro de la función, hasta la llave derecha ( } ) que indica el fin d e la d efin ición de la función. La declaración de una variable local dentro de una fun ción d eb e aparecer antes de q u e la variable s e u tilice en dicha función. Las lín eas 18 a 19

total - 0; contadorCalificacion ■ 1;

// inicializa total // inicializa al contador dol ciclo

son instrucciones de asignación que in icializan total a 0 y contadorCalificacion a 1. O bserve que las variables total y contadorCalificacion se inicializan antes de que se utilicen para un cálculo. Por lo gen eral, las variables contadoras se inicializan a cero o a uno. depen diendo de su u so (presentarem os ejem p los q u e muestran cada u no d e su s usos). Una variable no inicializada con tien e un valor "basura ” (tam bién llam ado valor indefinido), es decir, el últim o valor alm acenado en la ubicación de m em oria reservada para dicha variable.

Error común de programación 2.6 S no se inicializa un contador o un total, los resultados de su programa probablemente serán incorrec tos. Esto es un ejemplo de un error lógico. Ixi mayoría de las variables inicialmente contienen valores basura.

Tip para prueba y depuración 2.1 Inicialice contadores y totales.

Buena práctica de programación 2.6 Declare cada variable en una línea separada para que los programas sean más claros. La línea 22

whila ( contadorCalificacion <■ 10 ) (

// repite diez veces

indica que la estructura while d eb e continuar m ientras el valor d e contadorCalificacion sea m enor o igual que 1 0 . Las lín eas 23 a 24

cout << "Introduzca la calificación: *; d n >> calificación;

// indicador para entrada // loa calificación del usuario

corresponden a la instrucción en seu d ocód ig o “Introduce la siguiente calificación". La primera in s trucción d esp liega en la pantalla e l indicador “Introduzca la calificación:”.La segu n da instrucción introduce el valor de la calificación d el usuario. La variable calificación no se in icializó antes en el program a, debido a q u e el programa ob tiene el valor para calificación a partir d el usuario durante cada iteración d el ciclo .


86

Estructuras d© control

Capítulo 2

A continuación, e l programa actualiza total con la nueva calificación introducida por e l usuario. La linca 25

total » total ♦ calificación;

// suma calificación al total

sum a calificación al valor previo d e total y asign a el resultado a t o tal. Ahora, el programa se encuentra listo para increm entar la variable contadorCalificacion para prepararse y procesar la sigu ien te calificación , y a continuación leer la sigu iente ca lifica ción del usuario. 1.a línea 26

contadorC&lificacion - contadorCalificación ♦ 1; // incrementa al contador sum a 1 a contadorCalif icacion. de manera que la con d ición e n la estructura while será falsa y terminará el ciclo . C uando el c ic lo termina, la línea 30

promedio - total / 10;

// división entera

asign a el resultado del cálcu lo del prom edio a la variable promedio. La lín ea 33

cout << "El promedio de la clase es " << promedio << endl; d esp liega la cadena "El promedio de

la clase es " , seguida por el valor d e la variable

promedio. O bserve que el cá lcu lo del prom edio en el programa produce un resultado entero. D e h ech o , en este ejem p lo, la sum a de las califica cio n es es 8 1 7 , lo cu al, cu an do se divid e entre 10, debe arrojar 8 1 .7 , un núm ero con punto decim al. F.n la sigu ien te secció n verem os có m o tratar a d ich os números (llam ados núm eros de punto flotante). En la figura 2 .7 , si la línea 3 0 utilizara contadorCalif icacion e n lugar d e 10, la salida para este program a desplegaría un valor incorrecto igual a 74.

Error común de programación 2.7 Utilizar una variable controlada por un contador correspondiente a un ciclo, para realizar un cálculo que se encuentra después de dicho ciclo, a menudo ocasiona un error de desplazamiento en uno. En un ciclo controlado por un contador que aumenta en uno cada vez que se repite el ciclo, éste termina cuan do el valor de la variable de control es uno mayor que su último valor correcto (es decir, 11 en el caso de un contador de 1 a JO).

2.9 C óm o formular algoritmos mediante el mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso: ejemplo práctico 2 (repetición controlada por un centinela) G eneralicem os el problem a para lo s prom edios de una clase. C onsidere el sigu ien te problema:

Desarrolle un programa que calcule el promedio de una clase y que procese un número arbitrario de calificaciones cada vez que se ejecuta el programa. F.n el prim er ejem p lo d e prom edio d e la clase, e l enunciado del problem a esp e cific ó el número de califica cio n es (1 0 ) por adelantado. En este ejem p lo, no se indica cuántas ca lifica cio n es introdu cirá el usuario durante la ejecu ción del programa. F.l programa debe procesar un núm ero arbitrario d e calificaciones. ¿C óm o puede determinar el programa cuándo terminar d e introducir las ca lifica cio n es? ¿C óm o sabrá cuándo calcular y desplegar el prom edio de la clase? U na manera d e resolver este problem a es utilizar un valor esp ecia l d enom inado valor centinela (tam bién llam ado valor de señal, valor de p ru eba, o bandera ), para indicar el “fin de la entrada de datos”. El usuario introduce las calificacion es hasta q u e todas las calificacion es legítim as se hayan



Capitulo 2

87

introducido. La repetición controlada por un centinela a m enudo se d en om in a repetición indefinida, debido a q u e el número d e repeticion es no se co n o ce antes de que co m ien ce la ejecu ción del ciclo . D e form a clara, d eb e eleg irse e l valor centinela d e manera que n o s e confunda con un valor de entrada aceptable. Por lo general, las calificaciones d e un exam en son enteros positivos, así, - 1 e s un valor centinela aceptable para este problema. Por lo tanto, la ejecución del programa correspondiente al promedio de la clase podría procesar un tlujo de entrada tal co m o 9 5 , 9 6 ,7 5 , 7 4 , 89 y - 1 . Entonces el programa calcularía y desplegaría el prom edio de la cla se para las calificacion es 9 5 , 9 6 , 7 5 , 74 y 89. O b serve q u e - 1 es e l valor centinela, de manera que no entra en el cá lcu lo d el porcentaje.

Error común de programación 2.8 Elegir un valor centinela que además sea un valor legítimo de información es un error lógico. D esarrollam os el programa para e l prom edio d e la cla se m ediante una técnica llam ada m ejora m iento de arriba a abajo, p aso a p a so , una técnica que e s esen cial para e l desarrollo d e programas correctam ente estructurados. C om en zam os con una representación en scu d o có d ig o de la cima:

D eterm inar el prom edio de la clase p a ra la evaluación La cim a e s una instrucción individual q u e co n tien e la función general d el programa. C om o tal, la cim a es, en e fe cto , la presentación com pleta de un programa. D esafortunadam ente, la cim a (com o en este ca so ) rara vez contiene su ficien tes d etalles co m o para escribir un programa en C ++. Enton c e s, co m en cem o s con el p roceso de m ejoram iento. D ivid im os la cim a en series d e tareas m ás peque ñas y las listam os en el orden en e l que s e deben ejecutar. E sto arroja co m o resultado la sigu iente

p rim era m ejora. Inicializa las variables Introduce, sum a y cuenta las calificaciones de la evaluación C alcula y despliega el pro m ed io de la clase Este m ejoram iento utiliza solam en te la estructura de secu en cia; esto e s , que los pasos listados se deben ejecutar en orden: uno d esp u és d el otro.

Observación de ingeniería de software 2.3 Cada mejora, así como la cima misma es una especificación completa del algoritmo: sólo varía el ni vel de detalle.

Observación de ingeniería de software 2.4 Muchos programas se pueden dividir de manera lógica en tres fases: una fase de inicialización que inicializa las variables del programa; una fase de procesamiento que introduce los valores de los datos y ajusta las variables de programa de manera adecuada: y una fase de terminación que calcula y des pliega los resultados finales. La ob servación d e ingeniería d e softw are anterior a m enudo e s todo lo que usted necesita para realizar su primera m ejora en el p roceso de arriba a abajo. Para continuar co n el sigu iente nivel de m ejoram iento, es decir, con la segunda m ejora, nos com p rom etem os co n variables esp ecíficas. En este ejem p lo, n ecesitam os el total actual de los núm eros, una cuenta d e cuántos núm eros se proce san, una variable para recibir el valor d e cada calificación con form e el usuario la introduce, y una variable para alm acenar el prom edio calculado. La instrucción en seu d o có d ig o

Inicializa variables puede d efinirse co m o sigue:

Inicializa to ta l a cero Inicializa contador a cero


88


Capítulo 2

O bserve que s ó lo las variables to ta l y contador deben inicializarse. antes d e que puedan utilizarse; la s variables prom edio y calificación (para el prom edio calcu lad o y la entrada d e usuario, respecti vam ente) n o necesitan inicializarse. 1.a instrucción d e scu d ocód igo

Introduce, sum a y cuenta las calificaciones de la evaluación requiere una estructura de repetición (e s decir, un c ic lo ) que introduzca de manera exitosa cada calificación. N o sab em os por adelantado cuántas calificacion es se van a procesar, d e manera que uti lizam os una repetición controlada por un centinela. El usuario ingresa calificacion es reales una por una. D esp u és de introducir la últim a calificación real, e l usuario introduce un valor centinela. El pro gram a evalúa el valor centin ela d esp u és de la introducción de cada valor, y termina el c ic lo cuando e l usuario dígita d ich o valor centinela. E ntonces, la segunda mejora a la instrucción anterior en seud ocó d ig o es

Introduce la p rim era calificación (posiblem ente el centinela) W hile el usuario n o introduzca el centinela Sum a esta calificación a l to ta l actual Sum a un o a l contador de calificación Introduce la siguiente calificación (posiblem ente el centinela) O bserve q u e en scu d ocód igo no utilizam os llaves alrededor d el conjunto de instrucciones que form an el cuerpo d e la estructura while. S im p lem ente sangram os las instrucciones bajo while para mostrar q u e pertenecen a w hile. D e nuevo, el seu d o có d ig o só lo e s una ayuda inform al para el d esa rrollo del programa. La instrucción e n scu d ocód igo

C alcula y despliega el prom edio d e la clase s e puede m ejorar co m o sigue:

i f el contador n o es igu a l q u e cero A signa e l prom edio a l to ta l dividido entre el contador D espliega e l prom edio else D espliega "N o se introdujeron calificaciones ” O bserve que so m o s cu id ad osos con la posibilidad d e la d iv isió n entre cero (por lo regular, un error lógico fa ta l que, s i no s e detecta, ocasionará que el programa falle). La segunda m ejora com pleta al seu d o có d ig o para el problem a del prom edio de la cla se aparece e n la figura 2.8.

Error común de programación 2.9 Intentar realizar una división entre cero, por lo genera! ocasiona un error fatal.

Tip para prueba y depuración 2.2 Cuando realice una división entre una expresión cuyo valor pudiera ser cero. e\'alúe de manera explí cita esta posibilidad y hágase cargo de ella de manera apropiada dentro de su programa (por ejemplo, despliegue un mensaje de error), en lugar de permitir que ocurra un error fatal. En las figuras 2.6 y 2 .8 in clu im os algunas lín ea s com p letam en te e n blanco y sangrías dentro del seu d o có d ig o para hacerlo m ás claro. Las lín eas en blanco separan los algoritm os en seu d o có d ig o en su s distintas fases, y la sangría enfatiza el cuerpo de las estructuras de control.



Capitulo 2

89

Inicializa to ta l a cero Inicializa co n ta d o r a cero Introduce la p rim era calificación (posiblem ente e l centinela) W hile e l usuario no introduzca e l centinela Sum a esta calificación a l to ta l actual Sum a uno a l co n ta d o r de calificación Introduce la siguiente calificación (posiblem ente el cen tinela) i f el co n ta d o r no es igual que cero A sig n a el prom edio a l total dividido entre el contador D espliega el prom edio else D espliega “N o se introdujeron ca lifica cio n es”

Rgura 2.8

Algoritmo en seudocódlgo del problema correspondiente al cálculo del promedio d e una clase mediante la repetición controlada por un centinela.

El algoritm o en seu d ocód igo de la figura 2 .8 resuelve un problem a general de prom edios. Este algoritm o se desarrolló d esp u és de sólo d o s n iv eles de m ejoram iento. A lgu nas veces se requieren m ás niveles.

Observación de ingeniería de software 2.5 Termine el proceso de mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso cuando el algoritmo en seudocó digo esté especificado con suficientes detalles, como para convertirlo a C++. Por lo regular, la implementación del prognmia en C++ es muy directa. La figura 2 .9 muestra el programa en C + + y un ejem p lo de su ejecución. A unque solam en te se introducen calificacion es con núm eros enteros, el cá lcu lo del prom edio podría producir un núm ero con punto d ecim al, un número real. El tipo int no puede representar núm eros reales. E ste progra ma introduce el tipo d e dato d o u b l e para manipular núm eros con puntos d ecim ales (tam bién llam a dos mím enos de p u n to flo ta n te ), c introduce un operador esp ecial llam ado operador d e conversión de

tipo para obligar al cálcu lo del prom edio a producir un resultado num érico de punto flotante. D es pués de la presentación d el programa explicarem os con detalle esta s características. 1

// Fig. 2.9: £ig02_09.cpp

2

// Programa que calcula al promedio de una clase mediante una repetición controlada por un centinela. •inelude

3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

using using using using

stdz:cout; std::cin; std::endl; std::fixed;

iinclude

// manipuladores de flujo parametrizados

using std::setprecision; // asigna la precisión de la salida numérica

Rgura 2.9

Problema correspondiente al cálculo del promedio de una clase mediante el uso de una repetición controlada por un centinela. (Parte 1 de 3.)


90


Capítulo 2

13 14 // la función main comienza la ejecución del programa 15 int main() 16 ( 17 int total; // suma de las calificaciones 18 int contadorCalificacion;// número de calificaciones introducidas 19 int calificación; // valor de la calificación

20 21

double promedio;

// número con punto decimal para el promedio

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

// fase de inicialización total - 0; contadorCalificacion " 0 ;

// fase de procesamiento // obtiene la primera calificación a partir del usuario cout << "Introduzca calificación, -1 para finalizar: // indicador para la entrada cin >> calificación; // lee la calificación que in troduce el usuario // repetición del ciclo hasta que el usuario introduce el valor centinela while ( calificación 1» -1 ) { total - total + calificación; // suma calificación al total contadorCalificacion - contadorCalificacion + 1; // incrementa el contador

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

// inicializa el total // inicializa el contador del ciclo

cout << "Introduzca calificación, -1 para finalizar: "; // indicador para la entrada cin >> calificación; // lee la siguiente calificación > // fin de while // fase de terminación // si el usuario introdujo al menos una calificación ... if ( contadorCalificacion !- 0 ) { // calcula el promedio de todas las calificaciones introducidas promedio- static_cast< double >( total ) / contadorCalificacion; // despliega el promedio con dos digitos de precisión cout << "El promedio de la clase es " « setprecision( 2 ) << fixed << promedio << endl; > // parte final del if correspondiente al if/else else // si no se introdujeron calificaciones, apropiado

Figura 2.9

arroja el mensaje

Problema correspondiente al cálculo del promedio de una clase mediante el uso de una repetición controlada por un centinela. (Parte 2 de 3.)



Capitulo 2

91

56 cout << "No se introdujeron calificaciones"; 57 58 return 0; // indica que el programa terminó satisfactoriamente 59 60 } // fin de la ftinción main Introduzca calificación. Introduzca calificación. Introduzca calificación. Introduzca calificación. Introduzca calificación. Introduzca calificación. Introduzca calificación. Introduzca calificación. Introduzca calificación. El promedio de la clase

Figura 2.9

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 es

para para para para para para para para para 82.50

finalizar: finalizar: finalizar: finalizar: finalizar: finalizar: finalizar: finalizar: finalizar:

75 94 97 88 70 64 83 89 -1

Problema correspondiente al cálculo del promedio d e una clase m ediante el uso de una repetición controlada por un centinela. (Parte 3 d e 3.)

En este ejem p lo, vem os que la estructura de control se puede apilar en cim a de otra (en secu en cia). tal co m o un niño apila b loqu es de construcción. A la estructura w h i l e (lín eas 3 3 -4 0 ) le sigu e de inm ediato una estructura i f / e l s e (lín eas 4 4 -5 6 ) en secu en cia. M ucho del c ó d ig o de e ste pro grama es idéntico al c ó d ig o d e la figura 2 .7 , d e m anera q u e n o s concentram os en sus nuevas carac terísticas y temas. La línea 21 declara la variable p r o m e d i o c o m o d o u b l e . El cam b io nos perm ite alm acenar el resultado d el cá lcu lo d el prom edio com o un núm ero de punto flotante. La línea 25 inicializa la varia ble c o n t a d o r C a l i f i c a c i o n en 0 . d eb ido a que aún no se introducen ca lificacion es. Recuerde que e ste programa utiliza una repetición basada en un centinela. Para m antener un registro preciso del número d e califica cio n es introducidas, el programa increm enta la variable c o n t a d o r C a l i f i c a c i o n solam en te cuando el usuario introduce un valor de ca lifica ció n válid o (es decir, n o un valor centin ela) y el programa com pleta el proceso de la calificación. O bserve q u e am bas instrucciones d e entrada (lín eas 3 0 y 3 8 ) están precedidas por una instruc ción de salida que indica al usuario la entrada de datos.

Buena práctica de programación 2.7 Indique al usuario cada entrada de datos por teclado. F.l indicador debe precisar la forma de ¡a entrada y cualquier valor especial de entrada. Por ejemplo, en un ciclo controlado por un centinela, los indicadores que piden la entrada de datos deben recordar a! usuario, de manera explícita, cuál es el valor centinela. C om pare la lógica d el programa basado en la repetición controlada por un centinela de la figura 2.9, con el de la repetición controlada por un contador de la figura 2.7. En la repetición controlada por un contador, leem os un valor introducido por el usuario durante cada paso por la estructura w h i l e , a través d el número esp ecificad o d e pasadas. En la repetición controlada por un centinela, leem os un valor (lín ea 3 0 ) antes de que el programa llegue a la estructura w h i l e . Este valor se utiliza para d e terminar si el flujo d e control d el programa debe entrar o n o al cuerpo de la estructura w h i l e . Si la con d ición de la estructura w h i l e e s f a l s a (es decir, el usuario digitó el centinela), el cuerpo d e la estructura w h i l e no se ejecuta (n o se introducen calificaciones). S i, por otro lado, la co n d ición es v e r d a d e r a , com ienza la ejecución d el cuerpo y se procesa el valor q u e introdujo el usuario (e s de cir, sum a esc valor al t o t a l en este ejem plo). D espués d e que el valor se procesa, s e introduce el


92


Capítulo 2

sigu ien te valor del usuario, antes d e q u e term ine el cuerpo d e la estructura while. M ientras se lle ga a la llave derecha (}) de cierre, de la línea 4 1 , la ejecución continúa con la siguiente evaluación de la con d ición de la estructura while, utilizando el nuevo valor que el usuario introdujo justo antes, para determ inar si el cuerpo d e la estructura while debe ejecutarse de nuevo. O bserve que el sigu ien te la el se

valor siem pre es introducido por el usuario, inm ediatam ente antes de que se evalúe la condición de estructura while. E sto n os perm ite determ inar si el valor que acaba de introducir el usuario es valor centinela, a n tes de que e se valor se procese (es decir, que se su m e al total). Si el valor que introdujo e s el valor centinela, la estructura while termina y el valor no s e suma al total.

O bserve e l bloque en el c ic lo while d e la figura 2.9. Sin las llaves, las tres últim as instruccio n es en el cuerpo del c ic lo quedarían fuera d el ciclo , lo que ocasionaría que la com putadora interpre tara e l có d ig o de manera incorrecta, d e la siguiente manera:

while ( calificación I- -1 ) total • total ♦ calificación; contadorCalificacion - contadorCalificacion + 1; cout << "Introduzca calificación, -1 para finalizar» *j cin >> calificación; E sto ocasionaría un c ic lo infinito si e l usuario no introdujera - 1 para la primera ca lifica ció n . Los prom edios no siem pre arrojan resultados enteros. A m enudo, un prom edio e s un valor que con tien e una parte fraccional, tal com o 7.2 o -9 3 .5 4 1 . A esto s valores se le s c o n o c e co m o números d e punto flotante, y en C + + se representan m ediante tipos de d atos co m o f l o a t y d o u b l e . Un tipo de variable double puede alm acenar un valor d e una m agnitud m ucho m ayor y con m ayor pre cisión que float. Por esta razón, preferim os utilizar el tipo double, en lugar d e float, para representar valores de punto flotante en nuestros programas. En C + + , las constantes d e punto flotan te, tales co m o 1000.0 y .05. se crean co m o tipo double. La variable prom edio se declara de tipo double (lín ea 21) para capturar lo s resultados fracció nales de nuestros cálcu los. Sin em bargo, debido a que total y contadorCalif icacion son valores enteros, el resultado del cá lcu lo total / contadorCalificacion e s un entero. D ivi dir d os en teros da co m o resultado la división entera, en la que se pierde cualquier parte fraccional d e lo s cá lcu lo s (es decir, se trunca). En la sigu ien te instrucción:

promedio ■ total / contadorCalificacion; prim ero se realiza el cálcu lo de la d ivisión , d e m odo que la parte fraccional d el resultado se pierde antes de que éste s e asig n e a promedio. Para producir un cá lcu lo d e punto flotante a partir de valo res enteros, d eb em os crear para el cálcu lo , valores tem porales que sean núm eros d e punto flotante. C + + proporciona el operador unario de conversión de tipo para llevar a cab o esta tarea. La línea 47 utiliza el operador de con versión d e tipo static_c»st ( operando ) para crear una cop ia en punto flotante d el operando entre paréntesis, total. U tilizar e l operador d e conversión de tipo en esta forma se le denom ina conversión explícita. El valor alm acenado en la variable total e s aún un entero. E l cálcu lo con siste ahora en un valor de punto flotante (la versión tem poral dou ble de total) dividida por el entero contadorCalificacion. El com pilador de C + + solam en te sab e cóm o evaluar exp resion es en las cu ales los tipos de da tos d e lo s operandos sean idénticos. Para asegurarse de que los operandos son d el m ism o tipo, el com pilador realiza una operación llam ada prom oción (tam bién llamada conversión im plícita ) sobre lo s operadores seleccion ad os. Por ejem p lo, en una expresión que con tien e valores co n tipos d e datos int y double. C + + prom ueve los operandos int a valores double. En nuestro ejem p lo , después d e prom over contadorCalificacion a double, el cá lcu lo se realiza y el resultado de la di v isió n en punto flotante s e asigna a promedio. M ás adelante en e ste capítulo, exp licarem os todos lo s tipos d e datos estándar y su orden de prom oción.



Capitulo 2

93

L os operadores d e conversión d e tip o están d isp o n ib les para cualquier tipo de dato. El operador s t a t i c _ c a s t se forma m ediante la palabra reservada s t a t i c _ c a s t y las lla v es triangulares (< y > ) alrededor del nom bre d el tipo d e dato. El operador d e conversión d e tipo es un operador unario, un operador que requiere solam ente un operando. En el capítulo 1, estu diam os lo s operadores aritm éticos binarios. C + + tam bién perm ite version es unitarias de lo s operadores d e sum a ( ♦ ) y res ta ( - ) , d e manera que el programador puede escribir exp resion es co m o - 7 o + 5 . L os operadores de conversión de tipo tienen una precedencia m ayor que m uchos otros operadores, tales co m o lo s o p e radores unarios + y - . Esta precedencia es m ayor que la q u e tienen lo s operadores de m ultiplicación * , / y %, y m enor q u e la de lo s paréntesis. En nuestras tablas d e precedencia, indicam os el operador de conversión d e tipo m ediante la notación s t a t i c _ c a s t < tipo> ( ) . A quí, exp licarem os brevem ente las capacidades d e form ato d e la figura 2 .9 , y co n d etalle en el cap ítu lo 21. L a llam ada setprecision( 2 ) de la lín ea 5 0 in dica que la variable double promedio d eb e desplegarse con d os d íg ito s d e precisión a la derecha d el punto d ecim al (por ejem plo, 92.37). A esta llam ada se le denom ina m anipulador param etrizable de flu jo . L os program as que utilizan estas llam adas deben contener la directiva d e preprocesador (lín ea 10)

•inelude I.a línea 12 esp ecifica que el programa utiliza el nom bre setprecision del archivo de en cab eza do . O bserve q u e endl e s un m anipulador n o param etrizable de flu jo y no requiere del archivo de en cab ezad o . Si no se esp ecifica la precisión, lo s valores de punto flo tante por lo general s e im prim en con seis dígitos de precisión (es decir, la precisión p o r defecto ), sin em bargo, en un m om ento verem os una excep ción . E l m anipulador de flujo fixed (línea 5 1 ) indica que los valores d e punto flotante deben impri m irse en e l form ato denom inado fo rm a to de pu n to fijo (en op osición con la notación científica, la cual explicarem os en el capítulo 21). Especificar el form ato de punto fijo también fuerza la im presión del punto decim al y ceros, aún cuando el valor e s un m onto entero, co m o 88.00. Sin la opción de formato de punto fijo, d ich o valor se im prim e en C + + co m o 88 sin lo s ceros y sin el punto decim al. Cuando el form ato anterior se utiliza en un programa, el valor im preso se redondea al núm ero indicado por las p osiciones decim ales, aunque el valor en m em oria perm anece igual. Por ejem p lo, lo s valores 87.946 y 6 7 .5 4 3 s e imprimen com o 87.95 y 6 7 .5 4 , respectivam ente. O bserve que también es posible forzar la aparición del punto decim al m ediante el u so del manipulador de flujo e h o w p o i n t . Si se especifica show point sin form ato fijo, en tonces no se imprimirán los ceros. C om o endl, lo s m anipu ladores de flujo fixed y showpoint son m anipuladores de flujo no param ctrizables que n o requie ren d el archivo de encabezado . A m b os se encuentran en .

Error común d© programación 2.10 Utilizar números de punto flotante de manera que se asuma que se representan de manera exacta pue de provocar resultados incorrectos. Los números de punto flotante se representan sólo de numera apro ximada en la mayoría de las computadoras. A pesar d e que lo s núm eros de punto flotante n o son siem pre “ 100% precisos”, tienen num ero sas ap licacion es. Por ejem p lo, cu an do hablam os d e una temperatura “norm al” del cuerpo de 9 8 .6 no n ecesitam os precisar un gran núm ero de dígitos. C uando v em os la temperatura en un termóm etro y leem os 9 8 .6 , en realidad podría ser 9 8 .5 9 9 9 4 7 3 2 1 0 6 4 3 . FJ punto aquí es que el referirse a este nú m ero sencillam en te com o 9 8 .6 está bien para la mayoría de la s aplicaciones. Otra manera en la que se desarrollan núm eros de punto flotante es a través de la d ivisión. C uan do d ivid im os 10 entre 3, el resultado e s 3 .3 3 3 3 3 3 3 ... donde la secu en cia d e núm eros s e repite de manera infinita. La com putadora reserva una cantidad fija de esp acio para alm acenar d ich o valor, por lo que claram ente el valor de punto flotante alm acenado solam en te e s una aproxim ación.


94


Capítulo 2

2.10 C ó m o formular algoritmos mediante el mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso: ejemplo práctico 3 (estructuras de control anidadas) Trabajem os con otro problem a com pleto. D e nuevo, form ularem os el algoritm o m ediante utilizando e l m ejoram iento de arriba a abajo, paso a paso, y escribirem os su programa correspondiente en C ++. H em os visto que la s estructuras d e control se pueden apilar una sobre la otra (en secu en cia ) tal com o un niño apila b loqu es d e construcción. En este ejem p lo práctico, verem os la otra forma en la que las estructuras de control se pueden conectar e n C + + , a saber, m ediante el anidam iento de una estructu ra de control dentro d e otra. C onsidere e l sigu ien te enunciado del problema:

Una escuela ofrece un curso que prepara a los estudiantes para el examen de certificación del estado como corredor de bienes raíces. El año pasado, muchos de los estudiantes que completaron el curso tomaron el examen de certificación. Naturalmente, la escuela desea saber que tan bien les fue a los es tudiantes en el examen. A usted se le pide que escriba un programa que resuma los resultados. Se le dio una lista de 10 estudumtes. Junto a cada nombre se escribe un 1 si el estudicmte aprobó el examen o un 2 si el estudiante reprobó. Su programa debe analizar los resultados del examen de la siguiente manera: 1. Introduzca cada resultado (es decir, un l o un 2). En la pcmtalla, despliegue el mensaje "In troduzca resultado ”,cada vez que el programa pida otro resultado del exttmen. 2. Cuente el número de resultados del examen de cada tipo. 3. Despliegue un resumen de los resultados, indicando el número de estudiantes que aprobaron y el número de estudiantes que reprobaron. 4. Si aprobaron más de ocho estudiantes, despliegue el mensaje “Incrementar las inscripciones ". D esp ués d e leer el enunciado d el problem a cuidadosam ente, h acem os la s sig u ien tes ob servacio n es acerca del problema: 1. F.l programa debe procesar lo s resultados d e la evaluación para 10 estudiantes. Se d eb e uti lizar una repetición controlada por un contador. 2. Cada resultado de la evaluación es un núm ero, un 1 o un 2. Cada vez q u e el programa lee un resultado, e l programa debe determ inar si el núm ero es igual a 1 o a 2. En nuestro a lg o ritmo, evaluam os el 1. Si el núm ero n o e s igual a 1, asu m im os q u e s e trata de un 2. (FJ ejer c ic io 2.2 3 considera las con secu en cia s de esta su p osición .) 3. S e utilizan d os contadores para mantener la pista de los resultados, uno para contar el nú m ero de estudiantes que aprobaron el exam en y otro para contar el núm ero de estudiantes que reprobaron el exam en. 4. D esp u és de que el programa procesó to d o s lo s resultados, debe decidir si m ás de o ch o estu diantes aprobaron el exam en. Procedam os con e l m ejoram iento de arriba a abajo, paso a paso. C om enzam os con una repre sentación del seud ocód igo de la cima:

A naliza los resultados del exam en y decid e si las inscripciones deben aum entarse U na v e z más. e s importante enfatizar q u e la cim a e s una representación com p leta d el programa, pe ro se requerirán varias m ejoras antes de que el seu d o có d ig o pueda evolucionar d e manera natural a un programa en C ++.



Capitulo 2

95

Nuestra primera m ejora es:

Inicializa las variables Introduce d iez calificaciones y cuenta ¡os aprobados y los reprobados D espliega un resutnen de los resultados d e l exam en y decide si las inscripciones deben aum entarse A quí tam bién, aún cuando ten em os una representación com pleta del programa, e s necesario m ejorar la. Ahora, n os com p rom etem os co n variables esp ecíficas. L os contadores son n ecesarios para regis trar lo s aprobados y lo s reprobados, utilizarem os un contador para controlar el proceso d el c ic lo y necesitarem os una variable para alm acenar la entrada del usuario. L a variable en la se alm acenará la entrada del usuario no se in icializa, d eb id o a que su valor p roviene d el usuario durante cada itera ción d el ciclo . La instrucción de seud ocód igo

Inicializa variables p uede m ejorarse com o sigue:

Inicializa aprobados con cero Inicializa reprobados con cero Inicializa co n ta d o r d e estudiantes con uno O bserve que só lo se in icializan lo s contadores. La instrucción de seud ocód igo

Introduce d iez calificaciones y cuenta los aprobados y los reprobados requiere un ciclo que introduzca d e manera sucesiva el resultado d e cada exam en. A quí sab em os de antem ano que son precisam ente diez resultados, de manera que es apropiado un c ic lo controlado por un contador. D entro del c ic lo (es decir, anidado en el ciclo ), una estructura de se lecció n d oble deter minará si cada resultado d el exam en es aprobado o reprobado, e increm entará el contador apropia do. E ntonces, la mejora al seu d o có d ig o an teriores:

W hile e l co n ta d o r de estudiantes sea m en o r o igual que diez Introduce el siguiente resultado d el exam en i f el estudiante aprobó Sum a uno a aprobados else Sum a uno a reprobados Sum a uno a l contador de estudiantes O bserve el uso de líneas en blanco para terminar la estructura de control if/else y mejorar la claridad. La instrucción de seudocódigo

D espliega un resum en de los resultados del exam en y decide si las inscripciones deben a u m entarse se puede definir d e la sigu iente forma

D espliega el núm ero de aprobados D espliega el núm ero de reprobados ¡ f aprobaron m á s de ocho estudiantes D espliega "A u m en ta r inscripciones ”


96


Capítulo 2

La segunda m ejora com pleta aparece en la figura 2.10. O bserve que las lín eas en blanco se uti lizan también para establecer e l final d e la estructura W hile para m ayor claridad. Ahora, el seu d ocód igo ha m ejorado lo su ficien te co m o para hacer la conversión a C ++. El pro gram a en C + + y d os ejem p los de la ejecu ción aparecen en la figura 2.11. Las lín eas 13 a 16 declaran las variables q u e utiliza main para procesar lo s resultados d el exa m en. O bserve que tom am os ventaja d e una característica d e C + + que permite incorporar la inicialización de la s variables en la s declaraciones (a aprobados s e le asigna 0, a reprobados s e le asign a 0 y a contadorEstudiantes se le asigna 1). En o casion es, los programas con ciclo s requieren la in icialización al principio d e cada repetición; por lo general, dicha in icialización ocurre en instrucciones d e asign ación.

Inicializa aprobados con cero Inicializa reprobados con cero Inicializa co n ta d o r de estudiantes con uno W hile e l contador de estudiantes se a m e n o r o igual que diez Introduce el siguiente resultado d e l examen i f e l estudiante aprobó S u m a uno a aprobados else S u m a uno a reprobados Sum a uno a l co n ta d o r d e estiuliatUes D espliega e l núm ero de aprobados D espliega e l núm ero de reprobados I f aprobaron m á s de ocho estudiantes D espliega "A um entar inscripciones"

Hgura 2.10

1 2 3

Algoritmo en seudocódigo del problema d e resultados d e examen.

// Fig. 2.11: fig02_ll.cpp // Análisis de loa resultados del examen. •inelude

4

5 6 7

using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8 9 10

11 12 13

// la función main comienza la ejecución del programa int main () { // inicializa las variables en las declaraciones int aprobados > 0 ; // número de aprobados

Figura 2.11

Estructuras de control anidadas: problema de resultados de exámenes. (Parte 1 de 3.)



Capitulo 2

14 15 16 17 18 19

int reprobados - 0; int contadorEstudiantes ■ 1; int resultado;

97

// número de reprobados // contador de estudiantes // resultado de un examen

// procesa 10 estudiantes mediante un ciclo controlado por un contador while ( contadorEstudiantes <- 10 ) {

20 21

// indica al usuario la entrada y obtiene el valor a partir del usuario cout « "Introduzca resultado (1 - aprobado, 2 - reprobado): *; cin >> resultado;

22 23 24 25

// si resultado es 1, incrementa aprobados; if/else anidado dentro de while if ( resultado ■■ 1 ) // if/else anidado dentro de while aprobados - aprobados ♦ 1;

26 27 28 29 30 31 32

sise // si resultado no es 1, incrementa reprobados reprobados ■ reprobados + 1; // incrementa contadorEstudiantes para que el ciclo termine en algún momento contadorEstudiantes ■ contadorEstudiantes + 1;

33 34 35 36 37

) // fin de while // fase de terminación; despliega el número de aprobados y de reprobados cout << "Aprobados * << aprobados << endl; cout << "Reprobados " « reprobados << endl;

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

/ / S i aprobaron más de 8 estudiantes, despliega "Aumentar inscripciones* if ( aprobados > 8 ) cout << "Aumentar inscripciones * << endl; return 0;

// terminación exitosa


Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Introduzca resultado Aprobados 6 Reprobados 4 Figura 2.11

(1 (1 (1 (1 (1 (1 (1 (1 (1 (1

■ ■ ■ ■ ■ -

aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado.

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

■ ■ ■ ■ =

reprobado): reprobado): reprobado): reprobado): reprobado): reprobado): reprobado): reprobado): reprobado): reprobado):

l 2 2 1 1 1 2 1 1 2

Estructuras de control anidadas: problema de resultados de exámenes. (Parte 2 de 3.)


98

Estructuras d© control

Capítulo 2

Introduzca resultado (1 Introduzca resultado (1 Introduzca resultado (1 Introduzca resultado (1 Introduzca resultado (1 Introduzca resultado (1 Introduzca resultado (1 Introduzca resultado <1 Introduzca resultado (1 Introduzca resultado (1 Aprobados 9 Reprobados 1 Aumentar inscripciones R gu ra 2.1 1

-

aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado. aprobado.

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

■ ■ -

reprobado)i reprobado): reprobado)t reprobado): reprobado) i reprobado): reprobado) i reprobado): reprobado)x reprobado):

1 1 1 1 2 1 1 1 1 1

Estructuras d e control anidadas: problema d e resultados d e exámenes. (Parte 3 d e 3.)

O bserve la estructura i f / e l s © de las lín eas 26 a 30 que está anidada en la estructura w h i l e (lín ea s 19-35). El resto del programa utiliza co n cep to s q u e ya presentam os en lo s programas d e la figura 2.7 y 2.9.

B B

Buena práctica de programación 2.8

Inicializar variables locales cuando se declaran dentro de las funciones ayuda a editar errores ocasio nados por datos no inicializados.

Observación de ingeniería de software 2.6

l a experiencia muestra que la parte más difícil al resolver un problema en una computadora es el de sarrollo de algoritmos para su solución. Una vez que se especifica un algoritmo correcto, el proceso para producir un programa funcional en C++, a partir de un algoritmo, a menudo es muy sencillo.

Observación de ingeniería de software 2.7 Muchos programadores experimentados escriben prognmuis sin utilizar herramientas de desarrollo de programas como el seudocódigo. Estos programadores sienten que su meta final es resolver el proble ma en una computadora y que el escribir seudocódigo sólo retarda la producción del resultado final. Aunque este método pudiera funcionar partí problemas sencillos y conocidos, a la larga podría provo car errores graves en proyectos grandes y complejos.

2.11 Operadores de asignación C + + proporciona diversos operadores de asignación (figura 2 .1 2 ) para abreviar las exp resio n es de asign ación. Por ejem plo, la instrucción:

c - c ♦ 3; p uede abreviarse co n el opera d o r de asignación de sum a ♦ - com o: c

3;

E l operador sum a el valor d e la expresión a la derecha del operador con el valor d e la variable a la izquierda del operador, y alm acena el resultado en la variable a la izquierda d el operador. C ual quier instrucción d e la forma:

variable ■ \uriable operador expresión;



Capitulo 2

Operador de asignación

Suponga que: i n t c -

— /Hgura 2.12

Expresión de ejemplo

3, d ■ 5 , e c +d — e *■ f /g

Explicación

■ 4 , £ ■ 6, g -

12

99

Asigna

;

7

C ■ C ♦ 7

10 a c

4 5

d -

3 9

f - f / 3 g - g * 9

1 ad 20 a e 2a £ 3ag

d -

4 e - e * 5

Operadores aritméticos d e asignación.

en la que aparece la m ism a variable en am bos lados del operador d e asign ación, y el operador es uno d e lo s operadores binarios o % (u otros que explicarem os m ás adelante en el libro), se pueden escribir de esta manera

variable operador - expresión/ A sí, la asign ación c + - 3 sum a 3 a c. La figura 2 .1 2 muestra lo s operadores aritm éticos de a sig nación, exp resion es que ejem plifican el u so d e esto s operadores y su s exp licacion es.

Tip de rendimiento 2.3 lo s programado res pueden escribir programas un poco más rápido y los compiladores pueden compi lar los programas un poco más rápido cuando se utilizan los operadores de asignación “abreviados ". Algunos compiladores generan código que se ejecuta más rápidamente cuando se utilizan operadores de asignación “abreviados

Tip de rendimiento 2.4 Muchos de los tips de rendimiento a los que nos referimos en el libro dan como resultado mejoras nomi nales, de manera que el lector puede estar tentado a ignorarlos. Cuando se hace una mejora nominal sobre código que se ejecuta muchas veces dentro de un ciclo, a menudo ocurre una mejora importan te al rendimiento.

2.12 Operadores de incremento y decrem ento A dem ás de lo s operadores aritm éticos de asign ación , C + + proporciona el operador unario de incre m ento ++ y el opera d o r unario d e decrem ento — , lo s cu a les se resum en en la figura 2.13. Si una variable c se increm enta en 1, se puede utilizar el operador de increm ento +■*■, en lugar de las exp re sio n es c ■ c ♦ l o e +■ 1. Si un operador d e increm ento o decrem ento se co lo ca antes de una variable, se le llam a preincrem ento u op erador de predecrem ento, respectivam ente. Si un operador de increm ento o decrem ento se co lo ca d esp u és d e una variable, se le llam a posincrem ento u opera d o r de posdecrem ento , respectivam ente. Preincrem entar (o prcdccrcmentar) una variable ocasiona que la variable se increm ente (o dism inuya) en 1; d esp u és de e s o , el nuevo valor d e la variables se utiliza en la expresión en la que aparece. Posincrem entar (o posdecrem entar) una variable ocasiona que el valor actual d e la variable se u tilice en la expresión en la que aparece; y desp ués, el valor de la variables se increm enta (o decrem enta) e n l . :2

2. Por ahora, solamente podemos utilizar un nombre de variable sencillo como el operando de un operador de incre mento o decremento. Más adelante veremos que estos operadores se pueden utilizar dentro de los también llama dos ¡valúes.


100

Capítulo 2


Operador

Uamado

Expresión de ejemplo

Explicación

♦♦

preincremento

♦♦a

Incrementa a en 1. posteriormente utiliza el nuevo valor de a en la expresión en donde reside. Utiliza el valor actual de a en la expresión en la que reside, y posteriormente incrementa a en 1.

posincremento

--

predecremento

--b

Decrementa b en 1,posteriormente utiliza el valor de b en la expresión en la que reside.

pos decrcmento

b—

Utiliza el valor actual de b en la expresión en la que reside, posteriormente disminuye b en 1.

"

Rgura 2.13

Operadores d e Incremento y decrem ento.

La figura 2.14 demuestra la diferencia entre la versión de prcincrcmcnto y la versión de posincrcm ento del operador ♦ + . El posincrementar la variable c ocasiona que ésta se increm ente después de que se utiliza en la instrucción de salida. El preincrementar la variable c ocasiona que ésta se incre mente antes de que se utilice en la instrucción d e salida. El programa despliega el valor de c antes y después de que se utiliza el operador ++. El operador de decrem ento ( — ) trabaja de manera similar.

1 2 3

// Pig. 2.14: fig02_14.cpp // Preincremento y posincremento . •ineluda

A# 4

5 6

using std::cout; using std::endl;

7 8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

// la función main comienza la ejecución del programa int main() < int c; // declara la variable // demuestra el posincremento c - 5/ // cout << c << endl; // cout << c+«- << endl; // cout << c << endl << endl; //

asigna 5 a c despliega 5 despliega 5 y después posincrementa despliega 6

// demuestra el preincremento c - 5; // asigna 5 a c cout << c << endl; // despliega 5 cout << ++c << endl; // preincrementa y después despliega 6 cout << c << endl; // despliega 6 return 0;



Rgura 2.14

Prelncremento y poslncremento. (Parte 1 de 2.)



Capitulo 2

101

5 5 6

5 6

6

figura 2.14

Preincremento y posincremento. (Parte 2 d e 2.)

Buena práctica de programación 2.9 Los operadores uruirios deben colocarse a continuación de sus operandos, sin espacios intermedios. Las tres instrucciones de asign ación de la figura 2.11

aprobados - aprobados ♦ 1; reprobados ■ reprobados + 1; contadorEstudiantes - contadorEstudiantes + 1; pueden escribirse d e manera más con cisa con los operadores d e asignación co m o

aprobados ♦■ 1; reprobados ♦■ 1; contadorEstudiantes ♦- 1; con lo s operadores d e preincrem ento com o

♦♦aprobados; ♦♦reprobados; ♦♦contadorEstudiantes; o

con lo s operadores de posincrem ento com o

aprobados^; reprobados♦♦; contadorEstud1antes♦♦; O bserve que, cuando ocurre e l increm ento (+ + ) o el decrem ento ( — ) d e una variable en una instrucción por s í m ism a, las form as de prcincrcm cnto y p osincrem ento tienen el m ism o efecto , y las formas d e predecrementó y posdecrem ento tienen el m ism o efecto. E s só lo cuando la variable aparece en e l contexto de una expresión m ás grande que el preincrcm ento d e una variable y el posincrem cnto de una variable tienen diferentes efectos (y de manera sim ilar para el predccrem ento y el p osde crem ento).

Error común do programación 2.11 Intentar utilizar el operador de incremento o decremento en una expresión que no sea un nombre de variable sencilla por ejemplo + * ( x ♦ 1 ) , es un error de sintaxis.

Tip do rendimiento 2.5 F.l preincremento y el predecremento operan l i gercúnente más rápido que el posincremento y el posde cremento. La figura 2.15 m uestra la precedencia y la asociatividad de los operadores presentados hasta e s te punto. Los operadores se muestran de arriba hacia abajo, en orden decreciente de precedencia. La


102

Capítulo 2


Operadores

Asociatividad

Tipo

O

izquierda a derecha

paréntesis

—

static_cast ()

izquierda a derecha

unario

—

♦

derecha a izquierda

unan o

*

/

*

izquierda a derecha

multiplicación

♦

-

izquierda a derecha

de adición

«

>>

izquierda a derecha

inserci ón/cxt raed ón

<

<- > 1-

izquierda a derecha

de relación

izquierda a derecha

igualdad

derecha a izquierda

de condición

derecha a izquierda

asignación

-?: -

>-

♦- —

Figura 2.15

*-

/-

Precedencia de los operadores explicados hasta este punto.

segunda colum na describe la asociatividad de lo s operadores en cada nivel de precedencia. Observe que el operador con d icion al ( ? : ) , lo s operadores unarios de posincrem ento ( + + ), posdecrem ento ( - - ) , sum a ( ♦ ) , resta ( - ) y con version es d e tipo, y lo s operadores d e asign ación ♦ ■ , - - , * ■ , / • y %m s e asocian de derecha a izquierda. Todos lo s d em ás operadores d e la tabla de precedencia que apa rece en la figura 2.15 se asocian d e izquierda a derecha. La tercera colum na señala lo s d istintos tipos d e operadores.

2.13 Fundamentos de la repetición controlada por un contador La repetición controlada por un contador requiere de lo siguiente: 1. e l nom bre de una variable d e control (o contador de ciclo ); 2. el valor in icial de una variable de control; 3. la con d ición que evalúa e l va lo r fin a l de la variable de control (e s decir, si el c ic lo debe co n tinuar); 4. el increm ento (o decrem ento) m ediante el cual s e m odifica la variable d e control cada vez que s e repite e l ciclo . C onsidere el sen cillo programa de la figura 2 .1 6 , e l cual despliega lo s núm eros del I al 1 0 . 1.a instrucción de la línea 11 nom bra a la variable de control (contador), la declara co m o entero, re serva esp acio para ella en m em oria y le asign a un valor inicial 1 . L as declaraciones que requieren in icialización son, en efecto, instrucciones ejecutables. En C + + , e s m ás preciso lla m a ra una d ecla ración q u e adem ás reserva m em oria, com o lo hacen las declaraciones anteriores, una definición. La declaración e in icialización de contador podría estar acom pañada tam bién de las instruc cio n es

int contador; contador - 1; U tilizam os am bos m étodos para inicial izar variables.



Capitulo 2

1 2 3 4 5 6

103

// Fig. 2.16: fig02_16.cpp // Repetición controlada por un contador. linclude uaing atdiicout; uaing atdiiendl;

7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

/ / l a función main comienza la ejecución del programa int main() { int contador - 1; // inicialización while ( contador <« 10 ) { cout << contador << endl; ♦♦contador;

// condición de la repetición // desplegar contador // incremento

} // fin de while return 0;

// indica. terminación exitosa

20 21


La línea 15 increm enta el contador del c ic lo en 1, cada v ez que se ejecuta el ciclo . La condición de continuidad d el c ic lo (lín ea 31) en la estructura while, determ ina si el valor d e la variable de control es m enor o igual que 1 0 (el últim o valor para el cual la con d ición e s verdadera). Obser ve que el cuerpo d e esta estructura while s e ejecuta aun cuando la variable de control es 1 0 . El c ic lo termina cuando la variable d e control e s m ayor que 1 0 (es decir, contador es igual que 1 1 ). La figura 2 .1 6 se puede hacer m ás con cisa m ediante la in icialización d e contador a 0 y el reem plazo d e la estructura while con

while ( ♦♦contador <- 10 ) cout << contador << endl; Este có d ig o ahorra una línea, debido a que el increm ento se realiza de manera directa en la condición de while, antes de que se evalúe la condición. A dem ás, este có d ig o elim ina las llaves alrededor del cuerpo de while, debido a q u e ahora while co n tien e só lo una instrucción. Escribir có d ig o d e m a nera tan condensada requiere a lg o de práctica y puede hacer que lo s program as sean m ás d ifíc ile s de leer, depurar, m odificar y mantener.


104


Capítulo 2

Error común de programación 2.12 Los valores de punto flotante son aproximados, de manera que controlar los contadores de ciclos median te variables de punto flotante puede dar como resultado valores imprecisos del contador y evaluaciones incorrectas para la terminación.

Tip para prueba y depuración 2.3 Controle los ciclos con un contador con valores enteros.

Buena práctica de programación 2.10 Coloque sangría en las instrucciones del cuerpo de cada estructura de control.

Buena práctica de programación 2.11 Coloque una línea en blanco antes y después de cada estructura de control, para hacer que resalten en el programa.

Buena práctica de programación 2.12 Demasiados niveles de anudamiento pueden hacer menos comprensible un programa. Como regla gene ral. intente evitar el uso de más de tres niveles de sangrado.

Buena práctica de programación 2.13 lo s espacios verticales arriba y debajo de las estructuras de control, y el sangrado de los cuerpos de las estructuras de control dentro de los encabezados de dichas estructuras, le dan a los programas una apariencia en dos dimensiones que mejora en gran medida su claridad.

2.14 Estructura de repetición f o r L a estructura d e repetición f o r m aneja todos lo s d etalles d e una repetición controlada por un co n tador. Para mostrar el poder d e for, perm ítanos rescribir el programa de la figura 2.16. El resulta d o se muestra en la figura 2.1 7 .

1 2 3 4

// Fig. 2.17: fig02_17.cpp // Repetición controlada por un contador mediante la estructura for. finelude

5

using std::cout;

6 7 8 9

using std:rendí;

10

11 12 13 14 15 16 17 18 19

// la función main comienza la ejecución del programa int main() {

// La inicialización, la condición de repetición y el incremento / / s e incluyen en el encabezado de la estructura for. for ( int contador - 1; contador <- 10; contador** ) cout << contador << endl; return 0;

// indica terminación exitosa


Rgura 2.17

Repetición controlada por un contador mediante la estructura f o r . (Parte 1 de 2.)



Capitulo 2

Figura 2.17

105

R ep etició n co n tro lad a por un co n tad o r m ed ian te la estructura f or. (P arte 2 d e 2.)

C uando com ien za la ejecu ción de la estructura f or, la variable d e control contador se d ecla ra y se in icializa en 1. E ntonces, se evalúa la con d ición de continuidad del c ic lo contador < - 1 0 . El valor inicial d e contador es 1, de manera q u e se satisface la co n d ición y la instrucción e n el cuerpo d esp liega el valor de contador, esto es, 1. E ntonces, la expresión contador* * increm en ta la variable de control contador y el c ic lo com ien za d e nuevo co n la co n d ición d e continuidad del ciclo . Ahora, la variable de control es igual a 2. a sí, no s e ha ex ced id o e l valor final y el progra ma realiza d e nuevo la instrucción del cuerpo. Este proceso continúa hasta que la variable de control contador se increm enta a 11, esto ocasionará que la con d ición de continuidad del c ic lo falle y ter m ine la repetición. El programa continúa co n la ejecu ción de la primera instrucción d esp u és de la estructura f or (en este caso, la instrucción return de la línea 17). La figura 2.18 hecha un vistazo m ás cercano a la estructura for de la figura 2.17. O bserve que la estructura "lo hace todo”, e s decir, esp ecifica cada uno de lo s elem en to s necesarios para la repe tición controlada por un contador m ediante una variable de control. Si hay m ás de una instrucción en el cuerpo de f or, se requieren llaves para encerrar el cuerpo d el ciclo . O bserve q u e la figura 2.17 utiliza una con d ición d e continuidad d el c ic lo contador <- 10. Si el programador escribió d e manera incorrecta contador < 10, en ton ces e l c ic lo se ejecutará solam en te 9 veces. Éste es un error ló g ic o frecuente d enom inado error p o r desplazam iento en uno.

Error común de programación 2.13 Utilizar un operador de relación incorrecto o usar un valor finid incorrecto en un contador de ciclo, dentro de la condición de un nrhilm o un for puede ocasionar errores por desplazamiento en uno.

Palabra reservada for

Nombre de la variable de control

Separador punto y com a necesario

Valor final de la variable de control para la cual la condición es verdadera

for ( int contador -

Voíor inicial de la variable de control

Hgura 2.18

Separador punto y com a necesario

contador** )

Condición de con tinuidad del ciclo

C o m p o n e n te s d e l e n c a b e z a d o d e la e stru ctu ra for.


heremento de la variable de control

106


Capítulo 2

Buena práctica de programación 2.14 Utilizar el valor final en la condición de una estructura w h ilm o f o r y utilizar el operador de rela ción <■ ayuda a evitar los errores por desplazamiento en uno. Por ejemplo, en un ciclo que despliega los valores del I al 10. la condición de continuidad del ciclo debería ser c o n t a d o r <• 10, en lu gar de c o n t a d o r < 1 0 (lo cual es un error por desplazamiento en uno) o c o n t a d o r < 11 (lo cual, sin embargo, no es correcto). Muchos programadores prefieren lo que se denomina contador basado en cero, en el cual, para contar 10 repeticiones, el c o n t a d o r debe inicializarse a cero y la ev aluación de continuidad del ciclo sería c o n t a d o r < 1 0 . F1 form ato general para la estructura f o r es

for ( inicializacióm condición_continuidad ; incremento ) instrucción en donde la expresión inicialización estab lece el valor inicial de la variable de control, condiciónc o n tin u id a d es la con d ición que determ ina si el c ic lo debe continuar su ejecución (esta con d ición con tien e el valor final de la variable de control para la cual la condición es verdadera) c incremento au menta el valor de la variable. En la m ayoría de lo s c a so s, la estructura f o r se puede representar m e diante un equivalente en la estructura w h i l e , d e la sigu iente manera:

inicializacióm

whil« ( condición continuidad ) < instrucción incrementos E xiste una excep ción para esta regla, la cual explicarem os en la sección 2.18. Si la expresión de inicialización en el encabezado d e la estructura f o r declara la variable de co n trol (es decir, el tipo de la variable de control se especifica antes del nombre de la variable), la variable de control solam ente se puede utilizar dentro del cuerpo d e la estructura f o r ; la variable d e control s e rá desconocida fuera d e la estructura f o r . A este uso restringido del nombre d e la variable de control se le con oce co m o alcance de la variable. El alcance d e una variable especifica en dónde se puede uti lizar dentro de un programa. En el capítulo 3, “Funciones” , exp licam os con detalle dicho alcance.

Error común de programación 2.14 Cuando se define la variable de control de una estructura f o r en la sección de inicialización del en cabezado de la estructura f o r . utilizar dicha variable fuera del cuerpo de la estructura es un error de sintaxis.

Tip de potabilidad 2.2 En el estándar de C++, el ale (mee de las variables de control que se declaran en la sección de ini cialización de una estructura f o r , difiere del alcance en los compiladores antiguos de C++. En los compiladores prev ios al estándar, el alcance de una variable de control no termina al final del bloque definido por el cuerpo de la estructura f o r ; en lugar de eso, el alcance termina al final del blo que que encierra a la estructura f o r . El código C+ + que se creó en los compiladores previos al es tándar puede fallar cuando se compila en compiladores que cumplen con el estándar. Si usted trabaja con compiladores prev ios al estárular y desea asegurarse de que su código funcionará en compilado res que cumplen con el estándar, existen dos estrategias defensivas de programación que se pueden utilizar para prevenir este problema: declare las variables de control con nombres diferentes en cada estructura f o r , o, si usted prefiere utilizar el mismo nombre para distintas variables de control en di versas estructuras f o r , defina la variable de control antes de la primera estructura f o r . C om o verem os, las exp resion es de inicialización e increm ento pueden ser listas d e expresiones separadas por com as. Las co m a s, com o s e utilizan en estas expresiones, son operadores com a, el cual garantiza que las listas d e exp resion es se evalúan d e izquierda a derecha. El operador com a tiene



Capitulo 2

107

el nivel de precedencia m ás bajo de todos los operadores. El valor y tipo de una lista d e exp resion es separada por com as es el valor y el tipo de la expresión m ás a la derecha de la lista d e expresiones. A m enudo, el operador com a s e utiliza en estructuras f or. Su principal a p licación es permitir al pro gram ador utilizar m últiples exp resion es d e in icia li/a ció n y /o m últip les exp resion es d e increm ento. Por ejem plo, puede haber distintas variables d e control en una so la estructura for que se deben in icia liz a re incrementar.

Buena práctica de programación 2.15 Dentro de las secciones de inicialización e incremento, cloque solamente expresiones relacionadas con ¡as variables de control. La manipulación de otro tipo de variables debe aparecer ya sea antes del ciclo (si se deben ejecutar sólo una vez como las instrucciones de inicialización), o dentro del cuerpo del ci clo (si se deben ejecutar una vez por repetición, como las instrucciones de incremento y decrcmento). Las tres exp resion es en el en cab ezado d e la estructura for son opcionales. Si se om ite condic ió n jco n tin u id a d , C + + asum e que la con d ición de continuidad del c ic lo es verdadera, y con esto , un c ic lo infinito. Se puede om itir la expresión de inicialización si la variable de control se inicializó an teriorm ente en el programa. S e puede om itir la expresión d e increm ento si el increm ento se calcu la en las instrucciones dentro del cuerpo d e for, o si no se requiere increm ento alguno. La expresión de increm ento en la estructura for actúa co m o una instrucción independiente al final del cuerpo de

for. Por lo tanto, las exp resion es contador - contador ♦ 1 contador ♦- 1 ♦♦contador contadora+ son equivalentes co m o increm ento en la estructura for. M uchos program adores prefieren conta d o r a d eb ido a que lo s c ic lo s for evalúan la expresión de increm ento desp ués de que se ejecuta el cuerpo del ciclo . Por lo tanto, la form a de posincrem ento parece ser la m ás natural. L a variable que se increm enta aquí n o aparece en exp resio n es m ás grandes, d e m anera que tanto el preincrcm ento com o el posincrem ento tiene, de hecho, el m ism o efecto . L o s d o s puntos y com a de la estructura for son obligatorios.

Error común de programación 2.15 Utilizar comas en lugar de los dos puntos y comas requeridos dentro del encabezado de í o r es un error de sintaxis.

Error común de programación 2.16 El colocar un punto y coma inmediatamente a la derecha del paréntesis de un encabezado de f o r , con d ene al cuerpo de dicha estructura en una instrucción vacía. Por lo general, éste es un error lógico.

Observación de ingeniería de software 2.8 En ocasiones, colocar un punto y coma inmediatamente después del encabezado de f o r se utiliza para crear un ciclo llamado ciclo de retardo. Dicho ciclo f o r con un cuerpo sacio también se ejecuta el nú mero indicado de veces, sin hacer otra cosa que contar. Por ejemplo, usted puede utilizar un ciclo de retardo para hacer más lento un programa que produce salidas en la pantalla demasiado rápido para que usted las vea. Las exp resion es d e inicialización , de con d ición d e continuación de flujo y d e increm ento d e una estructura f o r pueden contener exp resion es aritm éticas. P or ejem p lo, su pon ga que x ■ 2 y y 1 0 . Si x y y no s e m odifican en el cuerpo d el c ic lo , la instrucción

for ( int j ■ x; j < - 4 # x * y ; j + - y / x ) es equivalente a la instrucción

for ( int j - 2; j <- 80/ j +- 5 )


108


Capítulo 2

El “increm ento” de una estructura for p uede ser negativo, en cu y o ca so , sería en realidad un d ecrcm ento y el c ic lo en realidad contaría hacia atrás (co m o lo m uestra la secció n 2 .15). Si la con d ición de continuidad d el c ic lo e s in icialm en te falsa, e l cuerpo de la estructura for no s e realiza. En su lugar, la ejecu ción procede con la sigu ien te instrucción f or. C on frecuencia, la variable d e control se d esp lieg a o se utiliza para lo s cá lcu lo s dentro del cu er p o de una estructura f or. pero esto no es necesario. E s com ún utilizar una variable de control para controlar la repetición sin m encionarla nunca en el cuerpo d e la estructura for.

Tip para prueba y depuración 2.4 Aunque el valor de la variable de control se puede modificar en el cuerpo de un ciclo f o r . evite ha cerlo. ya que esta práctica puede provocar errores lógicos sutiles. El diagram a de actividad de la estructura for e s sim ilar al de la estructura while. La figura 2 .1 9 m uestra el diagram a d e actividad de la estructura for correspondiente a la figura 2.17. El dia gram a hace evid en te que la inicialización ocurre una v e z q u e la evaluación d e la con d ición de co n tinuidad del c ic lo se realiza la primera v ez. y que el increm ento ocurre cada vez, después d e que se ejecuta la instrucción del cuerpo. O bserve que (adem ás d e un estado inicial, las flechas de transición, fusión, estado final y m uchas notas) el diagram a con tien e solam en te estados d e acción y una d eci sión. Im agine, de nuevo, que el programador tien e un recipiente con estructuras for vacías, tantas co m o sean necesarias para formar una im plcm entación estructurada d e un algoritm o. El progra m ador rellena lo s estad os de acción y lo s sím b olos de d ecisió n m ediante exp resion es de a cció n y con d icio n es d e guardia apropiadas para el algoritm o.

Determina si se alcanzo el valor final de una variable de control

Rgura 2.19

Diagrama d e actividad d e la estructura d e repetición for.



Capitulo 2

2.15

109

Ejemplos de la utilización de la estructura f o r

L os sigu ien te ejem p los muestran los m étodos para m odificar las variables d e control en la estructu ra f o r . En cada caso, escribim os el en cab ezado apropiado de la estructura f o r . O bserve el cam b io en el operador d e relación para ciclo s que dism inuyen la variable d e control. a)

M od ifiq ue la variable de control d e 1 a 1 0 0 en increm entos de 1.

for ( int i - 1; i <- 100; i++ ) b)

M odifique la variable de control d e 1 0 0 a 1 en increm entos de - 1 (decrem entos d e 1 ).

for ( int i - 100; i >■ 1; i— c)

)

M odifique la variable de control d e 7 a 7 7 en pasos d e 7 .

for ( int i - 7; i <- 77; i ♦- 7 ) d)

M odifique la variable de control d e 2 0 a 2 en pasos d e - 2 .

for ( int i - 20; i >- 2; i — e)

2 )

M odifique la variable de control en la sigu ien te secu en cia d e valores: 2 , 5 . 8 . 1 1 , 1 4 , 1 7 ,

20. for ( int j - 2; j <- 2 0 ; j +- 3 ) 0

M odifique la variable d e control en la sigu iente secu en cia de valores: 9 9 , 8 8 , 7 7 , 6 6 , 5 5 , 4 4 . 3 3 , 2 2 , 1 1 , 0.

for ( int j - 99; j >■ 0 ; j -- 1 1 )

Error común de programación 2.17 No utilizar el operador de relación apropiado en la condición de continuidad de un ciclo que cuenta hacia atrás (tal como el uso incorrecto de i <■ 1 en un ciclo que disminuye hacia 1), por lo genemi es un error lógico que arrojará resultados erróneos durante la ejecución de un programa. L os dos sigu ien tes ejem p los proporcionan ap lica cio n es sen cillas para la estructura for. El pro grama d e la figura 2 .2 0 u tiliza la estructura for para sum ar todos los en teros pares d el 2 al 100. Cada iteración del c ic lo (lín ea s 14-15) sum a el valor actual d e la variable de control numero a la variable suma.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 2.20: fig02_20.cpp // Sumatoria mediante for. finclude uaing std::cout; uaing atd::endl;

7

8 9 10

// la función main comienza la ejecución del programa int main() (

Figura 2.20

Sumatoria mediante f o r . (Parte 1 de 2.)


110

Capítulo 2

int suma - 0;

// inicializa suma

0

u

// suma enteros pares desde 2 hasta 100 for ( int nximero • 2; <» 100; nxunero ♦- 2 ) suma ♦- numero; // suma número a suma

1

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


cout << "La suma es * << suma << endl; return 0;

// despliega la suma // terminación exitosa


La suma es 2550 R gura 2.20

Sumatoria m ediante f or (Parte 2 d e 2.)

O bserve que el cuerpo de la estructura f or en la figura 2 .2 0 en realidad se podría fusionar den tro d e la parte que se encuentra más a la derecha del encabezado de f or. m ediante el u so d el o p e rador com a, d e la sigu ien te manera:

for ( int numero ■ 2 ; numero <- 100; exima ♦- numero, numero ; // cuerpo vacío

2 )

// inicialización // condición da continuidad // total e incremento

Buena práctica de programación 2.16 Aunque las instrucciones que preceden a f o r y las instrucciones del cuerpo de un f o r a menudo se pueden fusionar dentro de un encabezado f o r , hacer eso ocasiona que el programa sea más difícil de leer, mantener, modificar y corregir.

Buena práctica de programación 2.17 Limite el tamaño de los encabezados de estructura a una sola línea, si es posible. El sigu iente ejem p lo calcu la el interés com p uesto m ediante la estructura for. C onsidere el si gu ien te enunciado del problema:

Una persona invierte $1000.00 en una cuenta de ahorros con un 5% de interés. Se asume que todo el interés se deja en depósito dentro de la cuenta, calcule y despliegue el monto acumulado de la cuenta al final de cada año durante 10 años. Utilice la siguiente fórmula para determinar estos montos: a = p ( 1+ r)" donde: p es el monto de la inversión original (es decir, la inversión principal), r es la tasa de interés anual, n es el número de años y a es el monto del depósito, al final del año n. Este problema involucra un ciclo que realiza el cá lcu lo indicado para cada uno d e lo s 10 años en lo s que el dinero perm anece en depósito. La so lu ció n aparece en la figura 2.21. La estructura for (lín ea s 3 1 -4 0 ) ejecuta e l cuerpo 10 v eces, al m odificar la variable d e control d e 1 a 10, en increm entos de 1. C ++ no incluye un operador d e exponenciación, d e manera que utili zam os la funció n d e la biblioteca estándar p o w ( línea 34) para este propósito. La función pow (x, y) calcula el valor de x elevado a una potencia y. En este ejem plo, la expresión algebraica (1 + r)" se e s



Capitulo 2

111

cribe com o p o w ( 1 . 0 + t a s a , a n i o ) . donde la variable t a s a representa a r y la variable a n i o re presenta a n. La función p o w tom a dos argumentos d e tipo d o u b l e y regresa un valor d o u b l e . E ste programa no s e podrá com pilar si no se incluye e l archivo d e encabezado (línea 15). La función pow requiere d o s argum entos double. O b serve que anio es un entero. El en ca bezado 3 incluye inform ación q u e le indica al com pilador que convierta el valor de anio a una representación temporal double, antes de llamar a la función. Esta inform ación se encuentra alm acenada en el prototipo de la fu n c ió n pow. En e l capítulo 3 exp lica m o s lo s prototipos de función. A dem ás, el capítulo 3 proporciona un resum en de otras b ibliotecas de fu n cion es m atem áticas.

Error común do programación 2.18 En general, olvidar incluir el archivo de encabezado apropiado cuando se emplean funciones de la biblioteca estándar (por ejemplo. dentro de un programa que utiliza funciones de la biblioteca de funciones matemáticas) es un error de sintaxis.

1 2 3

// Fig. 2.21* fig02_21.cpp // Cálculo del interés compuesto. •inelude

A

5 6 7 8 o 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

using uaing uaing uaing

std::cout; atd:tendí; atdttioa; atdttfixed;

•inelude uaing atd::aetw; uaing atd::aetpreciaion; •inelude

// permite al programa utilizar la función pow

// la función main comienza la int main() { double monto; double principal - 1000.0; double tasa - .05;

ejecución del programa

// monto del depósito // monto principal (al inicio) // tasa de interés

// deapliega encabezados de las columnas de la tabla cout << «Anio" << setv( 21 ) << "Monto del depósito" << andl;

R gura 2.21

Cálculo del Interés com puesto mediante for. (Parte 1 d e 2.)

3. Todas las funciones de la biblioteca estándar de C++ son parte del espacio de nombre Btd. Por esta razón, la fi

gura 2.21 debe incluir una instrucción uaing para la función pow. Una parte de la biblioteca estándar de C++ consiste en funciones, tales como pow. que C++ absorbió del lenguaje de programación C. Algunos compiladores no compilarán las instrucciones uaing para esas funciones. Sin embargo, la mayoría de los compiladores compi larán programas que no proporcionan instrucciones uaing para dichas funciones. Para permitir esta característi ca en un mayor número de compiladores, no proporcionamos la instrucción uaing para funciones de bibliotecas de C. Otra manera de corregir este problema sería utilizar el archivo de encabezado a la antigua usanza en C $, en lugar de la versión estándar de C++ de la misma (). Sin embargo, tomamos la deci sión de utilizar solamente archivos de encabezado del estándar de C++ a través del libro.$


112


27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 Anio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Capítulo 2

// asigna el formato de número de puntoflotante cout << fixed << setprecision( 2 ); // calcula el monto del depósito para cada uno de los diez años for ( int anio ■ 1; anio <■ 10; anio++ ) { // calcula el nuevo monto para el año especificado monto ■ principal * pow( 1.0 ♦ tasa, anio ); // despliega una fila de la tabla cout << setw( 4 ) « anio << setw( 21 ) << monto << endl; ) // fin del for return 0;


> // fin de la función main Monto del depósito 1050.00 1102.50 1157.63 1215.51 1276.28 1340.10 1407.10 1477.46 1551.33 1628.89

Figura 2.21

Cálculo del Interés com puesto mediante for. (Parte 2 d e 2.)

Las lin cas 20 a 22 declaran la s variables d e tipo double, monto, principal y tasa. Hi cim o s esto por m ayor sim plicidad, debido a que lid iam os con partes fracción ales de cantidades m onetarias, y n ecesitam os un tipo que n os permita puntos d ecim a les en sus valores. D esafortunada m ente, esto puede ocasionar problem as. He aquí una sencilla exp licación d e lo q u e podem os hacer mal cuando u tilizam os f loat o double para representar m ontos en dinero (sup onga que u tili za m o s setprecÍ8Íon(2 ) para esp ecificar dos dígitos d e precisión cuando se despliegan): dos m ontos en dinero alm acenados en la m áquina podrían ser 14.234 (el cual se desp liega co m o 14.23) y 18.673 (el cual s e desp liega c o m o 18.67). C uando esto s m ontos se sum an, producen una sum a in terna de 3 2 .9 0 7 el cual se d esp liega co m o 3 2 .9 1 . Por lo que su im presión podría aparecer co m o

14.23 ♦ 18.67 32.91 pero, una persona que suma d e manera individual lo s núm eros co m o están im presos, esperaría una sum a de ¡32.90! ¡Está usted advertido!

___

Buena práctica de programación 2.18 No utilice variables de tipo f l o s t o d o u b lo para realizar cálculos monetarios. La imprecisión de los números de punto flotante puede ocasionar errores que provoquen valores monetarios incorrectos. En



Capitulo 2

113

los ejercidos, exploramos el uso de enteros para realizar cálculos monetarios. ¡Nota: algunos fabrican tes de terceros venden bibliotecas de clases de C++ que realizan cálculos monetarios precisos.! L a instrucción de salida en la lín ea 28 antes del ciclo for, y la instrucción de salida en las líneas 37 a 3 8 en el ciclo f or, se com binan para desplegar los valores de las variables anio y monto m e diante el formato especificado por el manipulador de flujo parametrizado setprecision y setw, y por el manipulador de flujo no parametrizado f ixed. La llamada setw(4 ) especifica que el siguien te valor de salida debe aparecer con una longitud de campo de 4, es decir, cout despliega el valor con al m enos cuatro caracteres de longitud. Si el valor que se va a mostrar ocupa m enos de cuatro caracte res de longitud, el valor se justifica a la derecha por defecto en el campo. Si el valor que se va a m os trar ocupa m ás de cuatro caracteres de longitud, la longitud del cam po se extiende para acom odar el valor com pleto. Para indicar que los valores se deben mostrar justificados a la izquierda, sim plem ente utilice el manipulador d e flujo no paramatrizado left (que se encuentra en ). El otro form ato de las instrucciones d e salida indica que la variable m onto se d esp liega co m o un valor de punto fijo co n un punto d ecim al (que se esp ecifica en la línea 28 m ediante e l m anipulador de flujo f ixed), justificad o a la derecha en un cam po de 21 caracteres d e longitud (que se e sp e c i fica en la línea 38 m ediante setw( 21 ) ) , y dos d íg ito s de precisión a la derecha del punto d ecim al (que se esp ecifica en la línea 2 8 m ediante el m anipulador setprecision(2 )). C o lo ca m o s un m anipulador de flujo f ixed y setprecision en un cout antes del c ic lo for, d eb ido a que e s tas m odificacion es perm anecen activas hasta que se m odifiquen. D e este m od o, no se necesitan ap li car durante cada iteración del ciclo . S in em bargo, la longitud esp ecifica d a del cam po m ediante setw s e aplica solam ente al siguiente valor de salida. E xplicarem os con detalle las poderosas capacidades de form ato de entrada/salida de C + + en el cap ítulo 12. O bserve que el cá lcu lo 1.0 ♦ tasa, que aparece co m o un argum ento d e la función pow, se e n cuentra en el cuerpo de la instrucción for. D e hecho, este cálcu lo arroja el m ism o resultado duran te cada iteración d el ciclo , d e manera que repetir el cá lcu lo sería inútil. Este cálcu lo se debe realizar antes d el ciclo .

Tip de rendimiento 2.6 Evite colocar expresiones cuyos valores no cambien dentro de los ciclos, pero, incluso si lo hace, mu chos de los compiladores optimizados actuales colocarán de manera automática tales expresiones fu e ra de los ciclos en el código de lenguaje máquina generado.

Tip de rendimiento 2.7 Muchos compiladores contienen características de optimización que mejoran el código que usted escri be, pero toden ía es mejor escribir buen código desde el inicio. Por diversión, asegúrese de intentar resolver nuestro problema de Peter M inuit en el ejercicio 2.65. Este problem a dem uestra las m aravillas d el interés com puesto.

2.16 Estructura d© selección múltiple s w it c h Ya exp licam os la estructura d e se lecció n sim p le if y la estructura d e selecció n d o b le if/else. En o casion es, un algoritm o contendrá series de d ecisio n es e n las que se evalúa una variable de manera separada para cada uno de lo s valores integrales constantes que puede asumir, y s e llevan a cab o d i ferentes accion es. C + + proporciona la estructura d e se lec ció n m últiple switch para manejar la tom a d e d ecision es. La estructura switch con siste en una serie de etiquetas case y un ca so opcional default. El programa d e la figura 2.2 2 utiliza switch para contar el número de cada letra diferente corres pondiente a la calificación que los estudiantes obtuvieron en un exam en.


114

1

2 3 4 5

6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20

Capítulo 2


// Fig. 2.22i fig02_22.cpp // Conteo de letras de calificación, •inelude using std::cout; using stds:cin; using std::endl; // la función main comienza la ejecución del programa int main() {

int int int int int int

calificación; aContador - 0; bContador - 0; cContador ■ 0; dContador ■ 0; fContador - 0;

// // // // // //

una calificación número de A S número de Bs número de C e número de D s número de Ps

cout, << "Introduzca la calificación con letra << "Introduzca el carácter EOF para terminar la entrada de datos.0 << endl;

21

22 23 24 25 26

// repite hasta que el usuario digite la secuencia de fin de archivo while ( ( calificación ■ cin.getO ) 1- EOF ) {

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 figura 2.22

// determina qué calificación se introdujo switch ( calificación ) { // estructura switch anidada en un while case 'A'i case 'a's ♦♦aContador; break;

// // // //

la calificación es una A mayúscula o una a minúscula incrementa aContador necesario para salir dei switch

case 'B* s case 'b's ♦♦bContador; bréale;

// // // //

la calificación es una B o una b minúscula incrementa bContador sale de switch

case 'C't case 'c#s ♦♦cContador; break;

// // // //

la calificación es una C o una c minúscula incrementa cContador sale de switch

case 'D't case 'd'x ♦♦dContador; break;

// // // //

la calificación es una D o una d minúscula incrementa dContador sale de switch

case 'F': case 'f'i ♦♦fContador; break;

// // // //

la calificación es una P o una f minúscula incrementa fContador sale de switch

Evaluación de múltiples calificaciones expresadas en letras, mediante la estructura switch (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 2

53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

cas* '\n'i casa '\t': casa * ' : break;

// // // //

115

ignora nuevas líneas, tabuladoras, y aspados an la antrada sala da switch

default: // atrapa todos los demás caracteres cout << "Se introdujo una letra incorrecta." << "Introduzca una nueva letra." << andl; break; // opcional; da cualquier sumara sala da switch ) // fin da switch ) // fin da whila // despliega al resuman da resultados cout << "\n\nLos totales da calificaciones por letra << "\nA: w << aContador // despliega al número calificaciones A << «\nB: m << bContador // despliega el número calificaciones B << *\nC: w << cContador // despliega el número calificaciones C << *\nD: * << dContador // despliega el número calificaciones D << *\nF: w << fContador // despliega el número calificaciones P << endl; return 0;

son: de de de de de


) // fin da la función main

Figura 2.22

Evaluación de múltiples calificaciones expresadas en letras, mediante la estructura switch. (Parte 2 de 2.)


116


Capítulo 2

En el programa, el usuario introduce las ca lifica cio n es expresadas en letra para una clase. D en tro del en cab ezado de w h i l e , en la lín ea 2 3 , la asign ación entre paréntesis ( c a l i f i c a c i ó n c i n . g e t ( ) ) se ejecuta prim ero. La función c i n . g e t ( ) lee un carácter d esd e el teclado y lo alm acena en la variable entera c a l i f i c a c i ó n . En el capítulo 6 , G a s e s y abstracción de datos, ex p licam os la notación d e punto utilizada en c i n . g o t ( ) . Por lo general. lo s caracteres se alm acenan en variables de tipo c h a r , sin em bargo, dentro de la com putadora s e representan co m o enteros de un bytc. D e este m odo, p odem os tratar un carácter ya se a co m o entero o co m o un carácter, de acuer d o co n su uso. P or ejem p lo, la instrucción

cout << *E1 carácter (■ << 'a' << *) tiene el valor " « atatic_cast< int>( 'a' ) << endl; d esp liega e l carácter a y su valor entero d e la sigu ien te manera:

El carácter (a) tiene el valor 97 El entero 9 7 e s la representación num érica d el carácter en la com putadora. M uchas com putadoras en la actualidad utilizan el conjunto de caracteres A SC II (A m erican S ta ndard C ode f o r Inform ation In-

te re han ge), en el cu al, 97 representa la letra m inúscula ' a ' . En el apéndice B aparece una lista de lo s caracteres ASCII y su s valores decim ales. Las instrucciones d e asign ación co m o un todo tienen el valor que se a sig n a a la variable en el lado izquierdo del - . D e este m odo, el valor de la expresión de asignación c a l i f i c a c i ó n - c i n . g a t O e s la m ism a que el valor d evu elto por c i n . g o t ( ) y asignado a la variable c a l i f i c a c ió n . El hecho de que las instrucciones d e asign ación tengan valores puede ser útil para inicializar m uchas variables co n el m ism o valor. Por ejem p lo,

a ■ b ■ c - 0; prim ero evalúa la asignación c - 0 (d eb id o a q u e el operador - se a so cia de derecha a izquierda). E n tonces, a la variable b se le asign a e l valor d e la asign ación c * 0 (que e s cero). E ntonces, a la variable a se le asigna el valor de la asignación b - ( c - 0 ) (la cual tam bién es cero). En el pro gram a, el valor de la asignación c a l i f i c a c i ó n - c i n . g o t ( ) se com para co n el valor de EOF (un sím b olo cu y o acrónim o sign ifica ‘Tin-de-archivo”). U tilizam os EOF (el cual por lo general tiene un valor - 1 ) com o el valor centinela. Sin em bargo, usted no dígita el valor - / , ni tam poco dígita las letras E O F com o e l valor centinela. En v e z de eso , dígita una com binación de teclas que dependen del sistem a, ésta significa ‘Tin-de-archivo”, para indicar que no tiene m ás datos para introducir. EOF es una constante entera sim b ólica definida dentro del archivo de encabezado . S i el valor que se asigna a c a l i f i c a c i ó n es igual a EOF, el programa termina. E legim os representar co m o en teros lo s caracteres introducidos en el programa com o i n t s , d eb ido a que EOF es un valor entero. En lo s sistem as U N IX , y e n m uchos otros, fin-de-archivo se introduce m ediante la secu en cia

e n una lín ea independiente. Esta notación sign ifica que se deben oprim ir de numera sim ultánea la tecla Ctrl y la tecla d. En otros sistem as co m o W indow s de M icrosoft, fin-dc-archivo s e puede in troducir m ediante

[Nota: en algu n os casos, d eb e presionar la tecla E ntrar d esp u és de la secu en cia anterior. A dem ás, los caracteres AZ aparecen algunas veces en la pantalla para representar el fin-de-archivo, co m o lo m uestra la figura 2.22.)



Capitulo 2

117

Tip de portabilidad 2.3 U icombinación de teclas necesarias para introducir fin-de-archivo depende del sistema.

Tip de potabilidad 2.4 Evaluar la constante simbólica EOF en lugar de -1 hace más portables a los programas. El estándar de ANSI establece que EOF es un valor integral negativo (pero no necesariamente - 1). De este modo. EOF podría tener valores diferentes para diferentes sistemas. En este programa, e l usuario introduce ca lifica cio n es por m edio del teclado. Cuando el usuario presiona la tecla E ntrar (o R etorno ), se leen lo s caracteres m ediante la función cin.get ( ) , un carácter a la vez. Si el carácter que se introdujo no es EOF, el flujo de control entra a la estructura switch. La palabra reservada switch e s seguida por el nom bre d e variable calificación, la cual se encuentra entre paréntesis. A esto se le llama expresión de control. La estructura switch co m para e l valor d e esta exp resión co n cada una de las etiquetas case, en el orden en el que aparecen dentro d e switch. Suponga que el usuario introduce la letra C co m o calificación. El programa co m para C con cada case e n el switch. Si ocurre una co in cid en cia (case 'C' *). s e ejecutan las instrucciones para esc case. Para la letra C el programa increm enta cContador en 1, y sale d e la estructura switch d e inm ediato m ediante la instrucción brea*. O bserve que, a diferencia d e otras estructuras de control, no e s necesario encerrar entre paréntesis m últip les las instrucciones case. La instrucción bréale ocasiona q u e el control d el programa proceda co n la primera instrucción después de la estructura switch. L a estructura bréale se utiliza ya que d e lo contrario lo s case en una instrucción switch se ejecutarían juntos. Si no se u tiliza break en ningún lugar de una es tructura switch. en ton ces, cada v ez q u e ocurra una co in cid en cia en la estructura, se ejecutarán las instrucciones de todos lo s case restantes. (Esta característica e s algunas v eces útil cuando se ejecu tan las m ism as a ccion es para d istintos case, co m o lo hace el programa d e la figura 2 .2 2 para las version es de las letras m inúsculas y m ayúsculas d e la m ism a letra.) Si n o ocurre coincidencia algu na, el caso default se ejecuta y no se d esp lieg a m ensaje alguno. Cada

case puede con ten er una o m ás acciones. La estructura de selecció n switch se diferen

cia de todas las dem ás estructuras d e control, en que n o se requieren las llaves alrededor d e m últi p les a ccio n es d el case d e un switch. En la figura 2 .2 3 se muestra el diagram a d e actividad para la estructura de se lecció n m últiple switch. La m ayoría de las estructuras switch utilizan bréale en cada case para terminar la estructura switch desp ués de procesar el case. La figura 2.23 en fa tiza esto mediante la inclusión de instrucciones break en el diagrama de actividad. Sin la instrucción break, el control no transitaría hacia el final d e la estructura switch, una v ez q u e s e procesa un

case. En su lugar, el control transitaría a las sigu ien tes a ccio n es case. E l diagram a p one en claro que la instrucción break al final de un case o casion a q u e e l c o n trol abandone la estructura switch de manera inmediata. D e nuevo, observe q u e (adem ás d el estado inicial, las flechas de transición y el estado final) el diagram a co n tien e estad os de acción y d e c isio nes. A dem ás, observe q u e el diagram a utiliza sím b o lo s de fusión para unir las transiciones d e la estructura break con e l estado final. Im agine, d e nuevo, que el programador tiene un recipiente con estructuras switch vacías, tan tas co m o se necesiten para apilar y anidar con otras estructuras de control para formar un im plem entación estructurada de un algoritm o. El programador llena lo s sím bolos de estad os de acción y de d ecisión m ediante exp resion es d e acción y con d icio n es de guardia apropiados para el algoritm o. O bserve que. aunque la s estructuras de control anidadas son com u n es, e s raro encontrar estructuras switch anidadas en un programa.


118


Figura 2.23

Capítulo 2

Diagrama d e actlvldod d e la estructura d e selección múltiple switch c o n Instrucciones bre&k

Error común de programación 2.19 Olvidar una instrucción b r a a k cuando es necesaria en utut estructura s u r ltc h , es un error lógico.

Error común de programación 2.20 Omitir el espacio entre la palabra c a s e y el valor integral que se evalúa dentro de una estructura a w i t c t í puede ocasionar un error lógico. Por ejemplo, escribir c a a a 3 ¡ en lugar de escribir cama 3 : sencillamente ocasiona una etiqueta no utilizada. Explicaremos más acerca de esto en el capítulo 20. En esta situación, la estructura a w l t c h no realizará las acciones apropiadas cuando las expre siones de control de m w i t c h tengan un \alor igual a tres.

Buena práctica de programación 2.19 Proporcione un caso d m f a u l t en las instrucciones m i f i t c h . Los casos no evaluados de manera explí cita en una instrucción a v l t c h sin un caso d a f a u l t se ignoran. La inclusión de un caso d a f a u l t atrae la atención del programador hacia la necesidad de procesar condiciones excepcionales. Existen situaciones en las que no es necesario un d a f a u l t . Aunque, las cláusulas cama y la cláusula del ca so d a f a u l t en una estructura miel t c h pueden ocurrir en cutilquier orden, es una buena práctica de programación colocar la cláusula d a f a u l t ol último.



Capitulo 2

119

Buena práctica de programación 2.20 En una estructura a w i t c h que lista la cláusula d s f a u l t al último, la cláusula d s f a u l t no requie re una instrucción b r s a k . Algunos programadores incluyen este b r s a k por claridad y para guardar simetría con otros ctue. En la estructura

ewitch de la figura 2 .2 2 , las líneas 53 a 56 ocasionan que el programa ev ite

los caracteres nueva línea, tabuladores y blancos. Leer caracteres de uno en uno puede ocasionar al gu nos problem as. Para hacer que el programa lea los caracteres, se deben enviar a la com putadora oprim iendo la tecla Entrar. Esto c o lo c a un carácter de nueva línea en la entrada d esp u és del carác ter que querem os procesar. A m enudo, el carácter de nueva línea se debe procesar de manera especial para hacer que e l programa funcione correctam ente. Al incluir los ca so s anteriores en nuestra estruc tura switch. evitam os que el m ensaje d e error en el caso dsfault se despliegue cada vez que aparez ca en la entrada una nueva línea, tabulador o espacio.

Error común de programación 2.21 No procesar una nueva línea o carácter de espacio en blanco en la entrada cuando se leen caracteres de uno en uno, puede ocasionar errores lógicos. O bserve que las distintas etiquetas d e ca so s q u e se listan juntas (tales co m o

case 'D ': case

' d ' *, en la figura 2 .2 2 ) sim p lem en te estab lecen que se realizará el m ism o conjunto de a ccio n es para cada uno de los casos. Cuando utilice la estructura switch. recuerde que sólo se puede ocupar para evaluar una expre sión integral constante, es decir, cualquier com binación de constantes de carácter y constantes enteras que se evalúen con un valor entero constante. Una constante de carácter se representa com o el carácter esp ecífico dentro d e com illas sim ples com o ' A ' . U na constante entera es sim plem ente un valor ente ro. A dem ás, cada etiqueta case puede especificar sólo una expresión integral constante.

Error común de programación 2.22 Especificar una expresión (por ejemplo, a * b) dentro de la etiqueta c a s e de ima estructura s w i t c h es un error de sintaxis. En nuestra exp licación acerca de la program ación orientada a ob jetos d e los capítulos 6 al 10, presentam os una manera m ás elegan te de ¡m plcm cntar la ló g ic a de un switch. U tilizarem os una técnica llam ada p olim orfism o para crear program as que a m enudo son m ás claros, m ás co n ciso s, m ás fáciles de m antener y m ás fáciles de ampliar, que lo s programas que utilizan la ló g ica switch. C + + tien e tamaños flexib les de tipos d e datos. Por ejem plo, diferentes ap lica cio n es podrían necesitar enteros de diferentes tamaños. C + + proporciona m uchos tipos de datos para representar enteros. El rango de lo s valores enteros para cada tipo depende del hardware particular d e la com p u tadora. A d em ás d e los tipos int y char. C + + proporciona los tipos short (una abreviación de

short int) y long (una abreviación de long int). El rango m ínim o de valores para lo s en te ros short es - 3 2 ,7 6 8 hasta 3 2 ,7 6 7 . Para la vasta mayoría de los cá lcu lo s enteros, lo s en teros long son su ficientes. El rango m ínim o de valores para lo s enteros long es - 2 ,1 4 7 ,4 8 3 ,6 4 8 hasta 2 ,1 4 7 ,4 8 3 ,6 4 7 . En la m ayoría de las com putadoras, los int son equivalentes, ya sea a short, o a long. El rango d e valores para un int es. al m enos, el m ism o q u e el rango para lo s enteros short. y no m ayor q u e el rango para lo s enteros long. El tip o d e datos char se puede utilizar para repre sentar cualquiera d e lo s caracteres d el conjunto de caracteres de la com putadora. A dem ás, el tip o de carácter char se puede utilizar para representar enteros pequeños.

Tip de potabilidad 2.5 Debido a que los i n t varían en tamaño entre los sistemas, utilice enteros l o n g si usted cree que pro cesará enteros fuera del rango de -32,767, y si le gustaría ejecutar el programa en muchos sistemas de cómputo diferentes.


120


Capítulo 2

Tip de rendimiento 2.8 En situaciones orientadas al rendimiento, en donde la memoria es de mucha importancia serla desea ble utilizar enteros más pequeños.

B

Tip de rendimiento 2.9 Utilizar enteros más pequeños puede ocasionar programas más lentos, si las instrucciones de máqui na para manipularlos no son tan eficientes como aquellas para los enteros de tamaño natural.

Error común de programación 2.23 Proporcionar etiquetas case idénticas en una estructura mwí t c b , es un error de sintaxis.

2.17 Estructura de repetición d o / w h ile La estructura d e repetición do/while es sim ilar a la estructura while. En la estructura while. la evaluación de la con d ición de continuidad ocurre al principio del ciclo , antes de que se ejecu te el cuerpo de éste. La estructura do/while evalúa la con d ición d e continuidad d el ciclo , después de que el cuerpo de éste se ejecuta; por lo tanto, el cuerpo d el c ic lo se ejecuta al m en os una vez. Cuan d o un do/while term ina, la ejecu ción continúa co n la instrucción que se encuentra d esp u és d e la cláusula while. O b serve q u e no es necesario utilizar llaves en la estructura do/while, si existe solam en te una instrucción en e l cuerpo; sin em bargo, la mayoría de lo s program adores incluyen las llaves para evitar con fu sión entre las estructuras while y do/while. Por ejem plo:

while ( condición ) norm alm ente es considerado el encabezado de una estructura while. Un do/while de una sola instrucción, sin llaves alrededor aparece com o

do instrucción

while ( condición ); lo cual p uede ser con fu so. La últim a línea, while ( condición ) j, se puede mal interpretar com o una estructura while que con tien e una instrucción vacía. A sí. un do/while co n una instrucción, a m enudo s e escribe de la sigu ien te forma para evitar confusión:

do { instrucción

) while ( condición );

Buena práctica de programación 2.21 El hecho de siempre incluir llaves en una estructura d o / w h i l e , ayuda a eliminar la ambigüedad en tre la estructura w h i l e y la estructura d o / w h i l e que contiene una sola instrucción. La figura 2.24 u tiliza una estructura do/while para d esplegar lo s núm eros del 1 al 10. O bser v e que el programa preincrem enta la variable de control contador en la evaluación de la con d ición d e continuidad. A dem ás, ob serve e l u so de las llaves para encerrar el cuerpo de una so la instruc ción d el do/while.



Capitulo 2

1 2 3

121

// Fig. 2.241 fig02_24.cpp // üso de la estructura de repetición do/while. linclude

4 5 6 7 8 9

using stdixcout; usina stditendí; / / l a función main comienza la ejecución del programa int main()

10

{

11

int contador - 1;

// inicializa contador

do ( cout << contador << * "; > while ( ++contador <» 10 );

// despliega contador // fin de do/while

12 13

14 15 16 17 18 19

cout «

endl;

return 0;


20 21

1


2

3

Rgura 2.24

4

5

6

7

Estructura

8

9

10

do/while.

La figura 2.25 con tien e el diagram a de actividad para la estructura

do/while. E ste diagrama

hace evid en te que la con d ición de continuidad d el c ic lo no s e evalúa hasta d esp u és de que el ciclo realiza el estado d e acción al m enos una vez. D e nuevo, observe que (adem ás d e un estado inicial, flechas de transición, un estado final y una nota), el diagram a con tien e solam en te un estado d e acción y una d ecisión . D e nuevo, im agine que el programador tiene a cceso a un recipiente co n estructuras de repetición do/while vacías, tantas co m o el programador pudiera tener que apilar o anidar con otras estructuras d e control para formar una im plcm cntación estructurada de un algoritm o. El pro gram ador llena lo s estados de acción y lo s sím b o lo s de d ecisió n con exp resion es d e acción y con d i cio n es de guardia apropiadas para el algoritm o.

Rgura 2.25

Diagrama de actividad de la estructura de repetición d o / w h ile .


122

Capítulo 2


2.18 Instrucciones b re a k y c o n t in u é break y continué alteran e l flujo d e control. Cuando la instrucción break se ejecuta en una estructura while, for, do/while o switch. provoca la salida inm ediata de dicha L as instrucciones

estructura. La ejecución d el programa continúa co n la primera instrucción d esp u és de la estructura. L os usos m ás com u nes de la instrucción break son el escapar de un c ic lo d e m anera anticipada, o escapar del resto d e una estructura switch (co m o en la figura 2.22). La figura 2.26 muestra la ins trucción break (lín ea 19) en una estructura d e repetición for. Ésta termina la estructura for y el programa continúa co n cout desp ués d e for. El cuerpo del c ic lo s e ejecuta d e manera com pleta solam ente cuatro veces. O bserve que en este programa, la variable de control x se d efine fuera del en cab ezad o d e la estructura for. Esto se debe a que intentam os utilizar la variable de control en el cuerpo d el ciclo , y d esp u és d e q u e se com pleta la ejecu ción del ciclo .

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

// Fig. 2.26: fig02_26.cpp // Uso de la instrucción break en una estructura for. finelude using std::cout; using std::endl; // la función main comienza la ejecución del programa int main() {

11 12 13 14 15 16 17 18 19

int x;

// x se declara aquí, para poder utilizarla después del ciclo

// repite 10 veces for ( x - 1; x <■ 10; x++ ) { // si x es 5, termina el ciclo if ( x — 5 ) break; // interrumpe el ciclo, sólo si x es 5

20 21

cout << x << *

// despliega el valor de x

22 23 24 25 26 27 28 29

) // fin de for cout << "Xnlnterrupción del ciclo cuando x se volvió " << x << endl; return 0;



12 3 4 Interrupción del ciclo cuando x se volvió 5 Figura 2.26

Instrucción b re & k para Interrumpir una estructura f o r .



Capitulo 2

La instrucción

123

continué, cuando se ejecuta en una estructura while, for o do/while.

escapa d el resto de las instrucciones e n el cuerpo d e esa estructura, y procede con la sigu ien te ite ración del ciclo . En las estructuras while y do/while. la co n d ición de continuidad d el c ic lo se evalúa desp ués de que se ejecuta la instrucción continué. En la estructura for. s e ejecuta la e x presión de increm ento, y a continuación se evalúa la con d ición d e continuidad del ciclo . A nterior m ente, estab lecim os que la estructura while podría utilizarse, en la m ayoría d e lo s casos, para representar la estructura for. La excep ción ocurre cuando la expresión de increm ento en la estruc tura while sig u e a la instrucción continué. En e ste ca so , el increm ento no s e ejecuta antes de que el programa evalúe la con d ición d e continuidad d el c ic lo y el while no se ejecuta de la m ism a manera que un for. La figura 2.27 utiliza la instrucción continué (lín ea 16) en una estructura

for para saltar la instrucción d e salida en la estructura y com enzar la sigu ien te iteración d el ciclo . Buena práctica de programación 2.22 Algunos programadores sienten que b r eeky continué violan la programación estructurada. Los efectos de estas instrucciones se pueden lograr mediante técnicas de programación estructurada que veremos pronto, asi, estos programadores no utilizan b r e e k y continué.

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

// Fig. 2.27s fig02_27.cpp // ü»o de le instrucción continué en una estructura for. finclude using std::cout; using std::endl; / / l a función main comienza la ejecución del programa int main() {

// repite 10 veces for ( int x - 1; x <- 10; x++ ) { // si x es 5, continúa con la siguiente iteración del ciclo if ( x — 5 ) continué; // evita el resto del código en el cuerpo del ciclo cout << x << * *;

// despliega el valor de x

> // fin de la estructura for cout << "\nUso de continué para evitar que se despliegue el valor 5" << endl; return 0;



1 2 3 4 6 7 8 9 10 Uso de continué para evitar que se despliegue el valor 5 Figura 2.27

Instrucción c o n t in u é que termina una iteración de la estructura f o r .


124

Capítulo 2


Tip d© rendimiento 2.10 Cuando se utilizan de manera apropiada las instrucciones b r e & k y continué, éstas se ejecutan más rápidamente que sus técnicas estructuradas correspondientes.

Observación de ingeniería de software 2.9 Existe un conflicto entre lograr una ingeniería de software de calidad y lograr un software de mayor rendimiento. A menudo, una de estas metas se logra a costa de la otra. Para la mayoría de las situacio nes de rendimiento intenso, aplique la siguiente regla de oro: primero, escriba código sencillo y correc to; después haga que sea rápido y pequeño, pero sólo si es necesario.

2.19 Operadores lógicos Hasta aquí, estudiam os solam en te condiciones sim ples , tales co m o contador < - 10. total > 1000 y numero !- valorCentinela. E xpresam os estas con d icio n es en térm inos de lo s opera dores de relación > . < , > - y < - , y lo s operadores d e igualdad — y 1 - . Cada d ecisión precisa d e una condición. Para evaluar con d icion es m últiples m ientras se tom a una d ecisión , realizam os estas eva lu acion es en instrucciones separadas o estructuras if/else anidadas. C + + proporciona operadores lógicos que se utilizan para form ar con d icio n es m ás com plejas m ediante la com b inación de co n d icion es sim p les. Los operadores ló g ic o s son && ( AND lógico ). / / (O R lógico), y I ( N O T lógico, también denom inado negación lógica). Suponga q u e d eseam os aseguram os d e que d os co n d icio n es son am bas verdaderas, antes de elegir una cierta ruta d e ejecu ción . En este caso, p odem os utilizar el operador ló g ic o && de la si gu ien te manera:

if ( genero ■■ 1 && edad >- 65 ) ++mujerTerceraEdad; Esta estructura

if con tien e dos con d icio n es sencillas. La con d ición genero - - 1 se utiliza para

determ inar si una persona es mujer. La con d ición edad >-65 determ ina si una persona e s un ciu dadano de la tercera edad. La con d ición sencilla a la izquierda d el operador && se evalúa primero, d eb ido a que la precedencia de — es m ayor que la precedencia d e &&. Si es necesario, la con d ición sen cilla a la derecha del operador && se evalúa posteriorm ente, debido a que la precedencia de > » es m ayor que &&. C om o lo exp licarem os en breve, el lad o derecho de una expresión Y lógica se eva lúa só lo si el lado izquierdo es verdadero. E ntonces, la estructura if considera la con d ición c o m binada.

genero -- 1 && edad >■ 65 Esta con d ición e s verdadera s í y só lo s í las d o s con d icion es sen cilla s son verdaderas. Por últi m o, si esta con d ición com binada es en realidad verdadera, la instrucción en el cuerpo de la estructura if increm enta el contador mu jerTerceraEdad. Si una de las con d icio n es sen cilla s es falsa (o am bas lo son ), en ton ces el programa evita el increm ento y procede con la instrucción si gu ien te al if. La con d ición com binada anterior se puede hacer m ás clara si se agregan paréntesis redundantes.

( genero > > ! ) & &

(edad >- 65 )

Error común de programación 2.24 Aunque 3


Capitulo 2

125

La figura 2 .2 8 resum e el operador &&. La tabla m uestra todas las com b in a cio n es p o sib les de valores falso y verdadero para expresión 1 y expresión2. A m enudo, dichas tablas se d en o m i nan tablas d e verdad. C + + da co m o resultado falso o verdadero a todas las exp resion es que incluyan operadores de relación, d e igualdad y operadores ló g ic o s A N D /O R . Ahora, con sid erem os el operador | | (O R ló g ico ). Suponga que d esea m o s asegurar hasta cierto punto que en un programa una o am bas co n d icio n es son verdaderas antes d e elegir una ruta de ejecución. En este caso, utilizam os el operador | | , co m o en la sigu iente porción d e programa:

if ( promedioSemestral >■ 90 || examenFinal >- 90 ) cout << **l*a calificación dal estudiante es A* << endl; La con d ición anterior tam bién con tien e d os con d icion es sencillas. La co n d ición sen cilla prome dioSemestral > - 90 s e evalúa para determ inar si el estudiante m erece una “A ” en el curso, d e bido a un aprovecham iento sólid o a través del sem estre. La co n d ición sen cilla examenFinal > 90 se evalúa para determ inar si el estudiante m erece una “A ” en el curso, d eb id o a un resultado sobresaliente en el exam en final. E ntonces, la estructura if considera la co n d ición com binada

promedioSemestral > " 9 0

|| examenFinal >- 90

y prem ia al estudiante co n una “A ”, si alguna de las d o s co n d icio n es se n cilla s e s verdadera. O b serve q u e el m ensaje * La calificación del estudiante es A" se desplegará, a m e n os que am bas con d icion es sen cillas sean falsas. La figura 2 .2 9 e s una tabla d e verdad para el operador ló g ic o O R ( | | ).

expresión 1

expresión2

expresión 1&&expiesión2

falso

falso

falso

falso

verdadero

falso

verdadero

falso

falso

verdadero

verdadero

verdadero

R g u ra 2.28

Tabla de verdad del operador lógico 6& (A N D lógico).

expresión!

expresión2

expresión 11 |expresión2

falso

falso

falso

falso

verdadero

verdadero

verdadero

falso

verdadero

verdadero

verdadero

verdadero

Figura 2.29

Tabla d e verdad del operador lógico | | (OR lógico).


126

Capítulo 2


El operador && tien e un nivel de precedencia m ás alto q u e el operador | | . A m b os operadores s e asocian d e izquierda a derecha. U na expresión q u e co n tien e lo s operadores && o | | se evalúa solam en te hasta q u e se co n o ce la verdad o falsedad. D e este m odo, la expresión

genero

1 && edad >■ 65

s e detiene d e inm ediato si genero no es igual que 1 (e s decir, la expresión com pleta e s falsa), y continúa si genero es igual q u e 1 (es decir, la expresión com p leta aún podría ser verdadera si la con d ición edad >■ 65 es verdadera). A esta característica d e funcionam iento para la evalua ció n d e un A N D ló g ic o y un OR ló g ic o se le denom ina evaluación en c o n o circuito.

Tip de rendimiento 2.11 En expresiones que utilizan el operador &&. si las condiciones separadas son independientes una de la otra, coloque la condición que tenga mayor probabilidad de ser falsa más a la izquierda. En ex presiones que utilizan el operador / /, coloque la condición que tenga mayor probabilidad de ser v e r d a d e r a más a la izquierda. Utilizar de este modo la evaluación en corto circuito puede reducir el tiempo de ejecución del programa C + + proporciona el operador I (negación ló g ica ) para permitir al programador “revertir” el sig n ificad o de una con d ición . A diferencia de lo s operadores binarios && y | | , los cu a les com binan dos co n d icion es, el operador unario d e n egación se co lo ca antes de una con d ición cuando estam os inte resados en elegir una ruta de ejecu ción , si la con d ición original (sin el operador ló g ic o de negación) e s falsa, tal co m o en la sigu iente porción d e programa:

if ( I( calificación -- valorCentinela ) ) cout << "La siguiente calificación es " << calificación << endl; L os paréntesis alrededor d e la con d ición

calificación ■■ valorCentinela son necesarios

d eb id o a que el operador ló g ic o de n egación tiene un nivel de p recedencia m ayor que el operador de igualdad. La figura 2.3 0 es una tabla de verdad para el operador ló g ico d e negación. En la m ayoría d e los ca so s, el programador puede evitar el uso d e la n egación lógica, expresan d o la con d ición con el operador de igualdad o de relación apropiado. Por ejem p lo, la estructura i f anterior s e puede escribir d e la siguiente manera:

if ( calificación !■ valorCentinela ) cout << "La siguiente calificación es " << calificación << endl; C on frecuencia, esta flexibilidad ayuda al programador a expresar una co n d ición de manera m ás “na tural” o conveniente. La figura 2.31 m uestra la precedencia y la asociatividad d e lo s operadores d e C + + que hem os presentado hasta el m om ento. Los operadores aparecen de arriba hacia abajo, en orden decreciente d e precedencia.

expresión

(expresión

falso

verdadero

verdadero

falso

R gu ra 2 .3 0

Tabla d e verdad del operador ! (negación lógica).



Capitulo 2

O peradores

O ♦ +

—

static_cast<»()

♦ ♦ *

-

♦ /

I

\

izquierda a derecha

paréntesis

izquierda a derecha

unario

derecha a izquierda

unario

izquierda a derecha

de multiplicación

izquierda a derecha

de adición

izquierda a derecha

i nserción/cxtracción

izquierda a derecha

de relación

—

I -

izquierda a derecha

de igualdad

izquierda a derecha

AND lógico

II

izquierda a derecha

OR lógico

?*

derecha a izquierda

de condición

derecha a izquierda

de asignación

izquierda a derecha

coma

V II

>> V

<<

A ■

Upo

A

♦

Asocia ti vidad

127

&&

.

+ .

* -

/ -

\ m

9

Rgura 2.31

Precedencia y asoclatividad d e operadores.

2.20 La confusión entre los operadores de igualdad (==) y de asignación (=) E xiste un tipo d e error que q u ien es programan en C + + tienden a com eter (n o importa lo experim en tados que sean) de manera tan frecuente que pensam os que requería una secció n esp ecial. E se error con siste e n cam biar de manera accidental los operadores — (d e igualdad) y - (de asign ación). Lo que hace que este cam bio sea tan dañino e s el hecho de que por lo general no o casion a errores de sintaxis. En v ez de e llo , las instrucciones con esto s errores tienden a com p ilarse d e manera correcta y lo s programas se ejecutan por com p leto, pero e s probable q u e generen resultados incorrectos a tra vés de errores lóg ico s. [Nota: algu nos com piladores despliegan un m ensaje de advertencia cuando se usa un - en un contexto en d ond e norm alm ente s e espera un — .] E xisten d o s asp ectos d e C + + que ocasionan esto s problem as. U n o e s que cualquier expresión que produce un valor s e puede utilizar en la parte de d ecisión de cualquier estructura d e control. Si el valor de la expresión e s cero, se trata com o falsa, y si e l valor e s diferente de cero, se trata co m o verdadera. El segundo es q u e las asign a cio n es en C + + producen un valor, a sa b er el valor a sig nado a la variable en el lad o izquierdo d e un operador de asignación. Por ejem p lo, suponga que in tentam os escribir

if ( codigoP&go -- 4 ) cout << "jüsted ganó un bono I* << endl; pero accidentalm ente escribim os

lf ( codlgoPago - 4 ) cout << "iUsted ganó un bono!" << endl; La primera estructura if otorga adecuadam ente un b on o a la persona c u y o codlgoPago e s igual a 4. La segunda estructura if. la q u e con tien e el error, asigna el valor 4 a la asign ación en la con d i ción d el if. C ualquier valor diferente d e cero se interpreta co m o verdadero, a sí q u e la condición en esta estructura if es siem pre verdadera, y la persona siem pre recibe un b on o ¡sin importar cuál


128

Capítulo 2


e s el valor real de

codigoP&go! Aún peor, ¡el c ó d ig o de pago se m odificó cuando se suponía que

solam en te s e iba a exam inar!

Error común de programación 2.25 El uso del operador mm para una asignación, y el uso del operador ■ para igualdad, son errores ló gicos.

Tip para prueba y depuración 2.5 Por lo general, los programadores escriben condiciones tales como x--7 con el nombre de la varia ble a la izquierda y la constante a la derecha. Al revertir esto .de manera que la constante aparezca en el lado izquierdo, y el nombre de la variable a la derecha, como 7 ■■ x. el programador que acci dentalmente reemplaza el operador ■■ con ■ estará protegido por el compilador. El compilador trata esto como un error de sintaxis debido a que solamente un nombre de variable se puede colocar en el lado izquierdo de una instrucción de asignación. Esto prevendrá la potencial devastación de un error lógico en tiempo de ejecución. S e dice que los nom bres de variables son Ivalues (por “valores izquierdos"), debido a q u e se pue den utilizar del lado izquierdo de un operador d e asignación. S e dice que las constantes son rvalues (por “valores derechos"), debido a que solam ente s e pueden utilizar del lado derecho d e un operador de asignación. O bserve que los Ivalues también se pueden utilizar co m o rvalues, pero no a la inversa. E xiste otra situación igual de desagradable. Suponga que el programador desea asignar un valor a la variable m ediante una sen cilla instrucción co m o la sigu iente

x - 1; pero en su lugar escribe

x —

1;

A q u í, tam p oco é ste e s un error d e sintaxis. Por el contrario, el com pilador sencillam ente evalúa la expresión con d icion al. Si x e s igual a 1, la con d ición es verdadera y la expresión da co m o re sultado el valor verdadero. Si x no es igual a 1, la con d ición e s falsa y la expresión da com o resultado el valor falso. Independientem ente del valor d e la expresión, no ex iste un operador de asign ación , d e manera que el valor sencillam en te se pierda. El valor d e x se m antiene sin alteración, y e s probable que oca sio n e un error ló g ico en tiem po de ejecu ción . D esafortunadam ente, ¡no conta m os co n un truco a la m ano para ayudarle co n e ste problema!

Tip para prueba y depuración 2.6 Utilice su editor de texto para buscar todas las ocurrencias de el operador correcto en cada lugar.

en su programa y verificar que tiene

2.21 Resumen sobre program ación estructurada Tal com o lo s arquitectos diseñan ed ific io s em pleando la sabiduría co lectiv a d e su profesión, a sí d e berían los program adores diseñar su s programas. N uestro cam po es m ás jo v en q u e la arquitectura y nuestra sabiduría colectiva es considerablem ente menor. A prendim os q u e la program ación estruc turada produce programas q u e son m ás fá ciles de entender, probar, corregir, m odificar, e incluso com probar en el sentid o m atem ático, que lo s program as que no están estructurados. La figura 2 .3 2 u tiliza diagram as d e actividad (o d e flujo) para resumir las estructuras d e control. L o s estados inicial y final indican la entrada y salida sen cillas de cada estructura d e control. Conectar d e manera arbitraria sím b olos individuales en un diagram a de actividad puede provocar que lo s pro gram as n o estén estructurados. Por lo tanto, la profesión d e com putación e lig ió un conjunto lim ita-


Capitulo 2

Figura 2.32


129

Estructuras d e secuencia d e entrada sencllla/salida sencilla, selección y repetición d e C + +.

do d e estructuras d e control q u e se pueden com binar solam en te de d o s sen cilla s m aneras para co n s truir programas estructurados. Por sim plicidad, solam en te se utilizan estructuras de entrada sencilla /salida sencilla; sólo ex iste una forma de entrar y una forma d e salir d e cada estructura de control. Conectar estructuras de c o n trol en secu en cia para formar programas estructurados es sen cillo , el estado final de una estructura de control se con ecta con el estado inicial de la siguiente estructura d e control, esto es. las estructuras de control se colocan una sobre la otra en el programa. A esto le llam am os “apilar estructuras de c o n trol”. Las reglas para formar programas estructurados perm iten, adem ás, anidar estructuras de control. La figura 2.3 3 m uestra las reglas para formar programas estructurados. A dem ás, las reglas su p o nen que com en zam os con el diagram a de actividad m ás se n c illo (figura 2 .3 4 ), el cual co n siste solam en te en un estado in icial, un estad o d e acción , un estado final y flechas d e transacción.


130

Capítulo 2


A plicar las reglas de la figura 2 .3 3 siem p re resulta en un diagram a de actividad co n la aparien c ia de una cuidadosa construcción con bloques. Por ejem p lo, aplicar de manera repetida la regla 2 al diagram a d e actividad m ás sen cillo , provoca un diagram a de actividad que co n tien e m uchos estados d e acción en secu en cia (figura 2 .3 5 ). 1.a regla 2 genera una pila de estructuras d e control, d e m ane ra que llam arem os a la regla 2 la regla del apilado. [Nota: las líneas verticales punteadas de la figura 2 .3 5 no son parte de UM L. Las u tilizam os para separar los cuatro diagram as de actividad que m ues tran la aplicación d e la regla 2 de la figura 2.3 3 .)

Ragas para formar programas estructurados

1)

Comience con el “diagrama de actividad más sencillo” (figura 2.34).

2)

Cualquier estado de acción se puede reemplazar por dos estados de acción en secuencia.

3)

Cualquier estado de acción se puede representar mediante cualquier estructura de control (secuencia, if. if/else. switch. while, do'while o for).

4)

l.as reglas 2 y 3 se pueden aplicar con la frecuencia que usted desee, en cualquier orden.

Rgura 2.33

Reglas para formar programas estructurados.

i

( estado de a c c ió n )

Rgura 2.34

i

Diagrama d e actividad más sencillo.

a p lic a ^ ' regla 2 1

(estado de acción)

^

M

^

a p lic a ^ regla 2

(estado de a cció n )

(estado de acción)

(estado de a cció n )

(estado de occlán)

I Rgura 2.35

aplica regla 2

i ¿

(estado de acción)

I

(estado de acció n )

i

(estado de acció n )

i

Aplicación repetida d e la regla 2 de la figura 2.33 al diagram a d e actividad más sencillo.



Capitulo 2

131

La regla 3 se llam a regla de atildam iento. A plicar de manera repetida la regla 3 al diagram a de actividad, provoca un diagram a de actividad con estructuras de control anidadas m ás pulcras. Por ejem p lo, en la figura 2.3 6 el estado de acción del diagram a de actividad m ás se n c illo se reem plaza con una estructura de selección d oble (if/else). E ntonces, la regla 3 se aplica de nuevo a lo s e s tados de acción en la estructura de se lecció n d o b le, y reem plaza cada uno de esto s estad os d e acción con una estructura d e se lecció n doble. L os sím b o lo s punteados de estad os d e a cció n alrededor de cada una de las estructuras de selección d o b le representan el estado de acción que se reem plazó en el diagram a d e actividad m ás sim p le original. [Nota: la s flechas punteadas y lo s sím b o lo s d e estad os

(éstodo de occlón)

é r:

aplica regla 3

/ / /

/

_

M

m

\

- I ________ ____ O ____________ I - _ L _ m

M

|fl

M \

// estado d e occtón) n)

leitodo d e acd dn $ í)

i estado de acclór7)\

estado d e acción) I (o

I

5>

£

w

I

/ /

\ \

// N

----- O----- ' 1

1

/

/

/

é figura 2.36

Aplicación repetida d e la regla 3 d e la figura 2.33 ai diagram a de actividad más sencillo.


132


Capítulo 2

d e acción punteados que aparecen en la figura 2 .3 6 no son parte de U M L. A q u í los utilizam os com o ayudas p ed agógicas para mostrar que cualquier estado de acción se puede representar m ediante una estructura de control.] La regla 4 genera estructuras anidadas m ás grandes, más involucradas y m ás profundas. Los dia gram as que surgen de la aplicación d e las reglas d e la figura 2 .3 3 constituyen un conjunto d e todos lo s diagram as d e actividad p osib les y, por lo tanto, e l conjunto de todos lo s p osibles programas e s tructurados. La b elleza del m étodo estructurado e s que u tilizam os s ó lo sie te estructuras d e control d e entrada sencilla/salid a sen cilla y las ensam blam os solam ente d e d o s se n cilla s m aneras posibles. Si se siguen la s reglas d e la figura 2.3 3 , no se puede escribir un diagrama de actividad co n sinta x is incorrecta (tal co m o el de la figura 2.37). Si usted n o está seguro de si un diagram a en particular e s correcto, aplique la s reglas de la figura 2.33 a la inversa, para reducir el diagram a al diagram a de actividad m ás sen cillo. S i el diagram a s e reduce al diagram a de actividad m ás sen cillo , e l original está estructurado, d e lo contrario, n o lo está. La program ación estructura prom ueve la sim plicidad. L os resultados de B ohm y Jacopini indi can que só lo s e necesitan tres form as de estructuras d e control: •

S ecuencia.

•

S elección .

•

R epetición.

L a estructura de secu en cia e s trivial. S im p lem ente liste las instrucciones a ejecutar, en el orden en el que s e deben ejecutar: l-a selección se ¡m plcm cnta en una d e estas tres maneras: •

Estructura if (selecció n sim p le).

•

Estructura if/else (selecció n doble).

•

Estructura switch (selecció n m últiple).

D e hecho, es bastante se n c illo probar que la estructura if sencilla e s su ficiente para proporcionar cualquier forma d e se lec ció n , todo lo q u e se puede hacer con la estructura if/else y la estructura switch se p uede ¡m plem entar m ediante la com binación de estructuras if (aunque quizá no sea tan claro y eficien te).

(e sta d o d e a c c ió n )

(e sta d o d e a c c ió n ^

(e sta d o d e a c c ió n }^ ------- (e sta d o de o c c ló n }-

Rgura 2.37

Diagrama de actividad con sintaxis no permitida.



Capitulo 2

133

La repetición se im plem enta en una d e estas tres formas: •

estructura while.

•

estructura do/while.

•

estructura for.

Es se n c illo probar que la estructura while es su ficien te para proporcionar cualquier form a d e repe tición. Todo lo que se puede hacer con una estructura do/while y con la estructura for, se puede hacer co n la estructura while (aunque quizá no d e m anera sencilla). La com b inación de estos resultados m uestra q u e cu alq uier forma de control necesaria en un pro grama en C + + se puede expresar en térm inos de las siguientes: •

secuencia.

•

estructura i f (selección ).

•

estructura while (repetición).

y que estas estructuras de control se pueden com binar solam ente de dos m aneras, apiladas o anida das. En realidad, la program ación estructurada prom ueve la sim plicidad. Este capítulo exp lica có m o crear programas a partir d e estructuras d e control que contienen esta dos de acción y decisión. En el capítulo 3 , introduciremos otra unidad de programación estructurada llam ada fu n c ió n . A prenderem os a crear programas grandes m ediante la com b inación d e fun cion es que, a su v e z , están com puestas por estructuras de control. Tam bién exp licarem os có m o e s que las fun cion es prom ueven la reutilización d e softw are. En el capítulo 6 , introducirem os otras unidades de program ación estructurada llam adas clases. D esp ués, crearem os ob jetos a partir d e c la se s y proce derem os con nuestra exp licación acerca de la program ación orientada a ob jetos. Ahora, continuare m os nuestra introducción a la tecn ología de ob jetos m ediante la introducción de un problem a q u e el lector atacará con la técnicas del d iseñ o orientado a objetos.

2.22 (Ejemplo práctico opcional) A cerca de los objetos: cóm o identificar las clases de un sistema a partir de un problema establecido4 Ahora com enzarem os nuestro ejem p lo práctico opcional de d iseñ o e im ple m entación orientada a o b jetos. Estas seccio n es “A cerca d e los objetos” al final de éste y de lo s sigu ien tes capítulos lo intro ducirán en la orientación a o b jetos m ediante el análisis del ejem plo práctico de un sim ulador de un elevador. Este ejem p lo práctico le proporciona la experiencia sustancial, cuidadosam ente esca lo n a da, en el d iseñ o y la im plem entación. D el cap ítulo 2 al cap ítulo 5, realizam os lo s d istintos pasos de un d iseñ o orientado a objetos (D O O ), m ediante UM L. En el capítulo 6 , 7 y 9 , im plem entam os e l si m ulador del elevador, utilizando la program ación orientada a objetos (PCX)) en C ++. Presentam os este ejem plo práctico en un form ato resuelto por com p leto. Éste no es un ejercicio; por el contrario, es una experiencia d e aprendizaje d e principio a fin, que co n clu y e con un pasco detallado a través del cód ig o C ++. P roporcionam os este ejem p lo práctico de manera que usted se acostum bre a lo s tipos d e problem as su stan ciales relacionados con la industria.

E n u n c ia d o d e l problem a Una em presa pretende construir un ed ificio de oficinas de dos pisos y equiparlo con un elevador. La empresa d esea que usted desarrolle un sim ulador de software orientado a objetos en C + + , que m odele la operación del elevador para determinar si dicho elevador satisface las necesidades de la em presa.

4. La terminología para las secciones opcionales "Acerca de los objetos” aparecen al final de la sección de termino logía de cada capítulo.


134


Capítulo 2

Su sim ulador debe incluir un reloj que com ien ce, en segundos, en cero. El reloj hace tic (incre menta el tiem po en uno) cada segundo, pero no sigue el rastro d e las horas y de lo s minutos. A dem ás, su sim ulador debe incluir una bitácora que co m ien ce el día programando dos tiem po al a za r el m om ento en el que la primera persona entra al p iso 1 y presiona el botón en dicho piso para llamar al elevador . y el m om ento en que una persona entra al p iso 2 y oprim e el botón e n dicho p iso para lla mar al elevador. Cada uno de estos m om entos representa un entero al azar en el rango d e 5 a 20 s e gundos, inclusivos (es decir, 5 , 6, 7 , . . . , 20). [Nota: exp licam os cóm o programar tiem pos al azar en el capítulo 3 .] C uando el tiem po d el reloj ¡guala el primero d e esto s d os tiem pos, la bitácora crea una per sona, quien en tonces entra al p iso apropiado y presiona el botón del piso. [Nota: es p osible que estos dos tiem pos al azar programados pudieran ser idénticos, en cuyo caso la gente entra en am bos p isos y presionan lo s botones de piso al m ism o tiem po.] El botón de p iso se ilumina, lo que indica que está pre sion ado. [Nota: la ilu m inación d el botón de p iso ocurre de manera autom ática cu an do el botón se presiona y no necesita programación; la luz integrada en el botón se apaga autom áticam ente cuando el botón se restablece.] A l principio de la sim ulación, e l elevador com ienza el día esperando con sus puertas cerradas en el p iso 1. Para conservar energía, el elevador se m ueve só lo cuando e s necesario. El elevador alterna d irecciones entre el m ovim iento hacia arriba y el m ovim ien to hacia abajo. Por sim plicidad, el elevador y cada uno d e lo s p isos tienen una capacidad d e una persona. La bitácora verifica prim ero que el piso esté desocupado, antes d e crear a una persona que entre en ese piso. S i e l p iso está ocupado, la bitácora retrasa un segundo la creación d e la persona (y co n e llo per m ite al elevador la oportunidad de recoger a una persona y m overse al p iso). D esp u és de que una persona entra en el p iso, la bitácora crea el sigu iente tiem po al azar (entre 5 y 2 0 segun dos hacia el futuro) para que una persona entre en el piso y presione e l botón d e piso. Cuando el elevador llega a un piso, restablece el botón del elevador y suena la campana del elev a dor (la cual se encuentra dentro del elevador). E ntonces, el elevador le indica su llegada al piso. El p iso, en respuesta, restablece el botón de p iso y en cien de la lu z de llegada del elevador. D esp u és, el elevador abre sus puertas. [Nota: la puerta del piso s e abre de manera automática con la puerta del e le vador y n o necesita program ación.] E l pasajero del elevador, s i ex iste, sale del elevador, y una per sona, s i ex iste una que espere en ese p iso, entra al elevador. A unque cada p iso tiene capacidad para una persona, suponga que existe esp acio su ficiente en cada p iso para q u e una persona espere e n esc p iso m ientras el pasajero d el elevador sale. Una persona que entra al elevador presiona el botón d el elevador, el cual se ilum ina (de m ane ra autom ática, sin program ación) cu an do s e presiona, y se apaga cuando el elevador llega al p iso y restablece el botón d el elevador. [Nota: d eb ido a que e l ed ificio tiene s ó lo d o s p isos, solam ente es necesario un botón d e elevador, el botón n otifica al elevador que s e m ueva hacia el otro piso.] A co n tinuación, el elevador cierra su puerta y com ien za a m overse hacia el otro piso. Cuando el elevador llega a un p iso, si una persona no entra en e l elevador y el botón d el piso en el otro piso no está pre sion ado. el elevador cierra su puerta y perm anece e n ese p iso hasta q u e otra persona presione el botón en ese piso. Por sim plicidad, suponga que todas las actividades que su ceden, desde que el elevador llega a un p iso hasta que el elevador cierra su puerta, toman un tiem po cero. [Nota: aunque estas actividades to man un tiem po cero, ocurren de manera sccuencial; por ejem plo, la puerta del elevador se debe abrir antes d e que el pasajero salga del elevador.] El elevador tom a cin c o segun dos para m overse d e un piso a otro. Una v ez por segundo, el sim ulador proporciona el tiem po a la bitácora y al elevador. Luí bitá cora y el elevador em plean el tiem po para determinar qué a ccion es deben tomar cada uno en un m om ento en particular (por ejem p lo, la bitácora debe determinar si es tiem po de crear a una persona, y el elevador, si está en m ovim iento, debe determ inar que e s tiem po de llegar a su p iso de destino). El sim ulador debe desplegar m ensajes en la pantalla que describan las actividades que ocurren e n el sistem a. Éstas incluyen a una persona que presiona un botón de piso, el elevador llega a un piso.



Capitulo 2

135

el reloj h ace tic, una persona que entra al elevador, etcétera. La salida debe parecerse a la sigu iente (la cual e s una m uestra d e 3 0 segundos):

*** COMIENZA LA SIMULACIÓN DEL ELEVADOR *** TIEMPO: 1 •levador en descanso en el piao 1 TIEMPO: 2 •levador en descanso en el piso 1 TIEMPO: 3 •levador en descanso en el piso 1 TIEMPO: 4 elevador en descanso en el piso 1 TIEMPO: 5 la bitácora crea a la persona 1 la persona 1 entra al piso 2 la persona 1 presiona el botón de piso en el piso 2 el botón del piso 2 llama al elevador (la bitácora programa la siguiente persona para el piso 2 en el tiendo 11) el elevador comienza a subir al piso 2 (llega en el tiempo 10) TIEMPO: 6 la bitácora crea a la persona 2 la persona 2 entra al piso 1 la persona 2 presiona el botón de piso en el piso 1 el botón del piso 1 llama al elevador (la bitácora programa la siguiente persona para el piso 1 en el tiempo 24) TIEMPO: 7 el elevador sube TIEMPO: 8 •1 elevador sube TIEMPO: 9 •1 elevador sube TIEMPO: 10 •1 elevador llega al piso 2 •1 elevador restablece su botón el elevador suena su campana el piso 2 restablece su botón se enciende la luz del piso 2 •1 elevador abre sus puertas en el piso 2 la persona 1 entra al elevador desde el piso 2 la persona 1 presiona el botón del elevador el botón del elevador le indica que se prepare para partir se apagan las luces del piso 2


136


Capítulo 2

•1 elevador cierra sua puertas en el piso 2 el elevador comienza a bajar al piso 1 (llega en el tiempo 15) TIEMPO : 11 la bitácora crea a la persona 3 la persona 3 entra al piso 2 la persona 3 presiona el botón de piso en el piso 2 el botón del piso 2 llama al elevador (la bitácora programa a la siguiente persona para el piso 2 en el tiempo 27) el elevador baja TIEMPO» 12 el elevador baja TIEMPO» 13 el elevador baja TIEMPO» 14 el elevador baja TIEMPO: 15 el elevador llega al piso 1 el elevador restablece su botón el elevador suena su campana el piso 1 restablece su botón se enciende la luz del piso 1 el elevador abre sus puertas en el piso 1 la persona 1 sale del elevador en el piso 1 la persona 2 entra al elevador desde el piso 1 la persona 2 presiona el botón del elevador el botón del elevador le indica que se prepare para partir se apagan luces del piso 1 el elevador cierra sus puertas en el piso 1 el elevador comienza a subir al piso 2 (llega en el tiempo 20) TIEMPO: 16 el elevador sube TIEMPO» 17 el elevador sube TIEMPO» 18 el elevador sube TIEMPO» 19 el elevador sube TIEMPO: 20 el elevador llega al piso 2 el elevador restablece su botón el elevador suena su campana el piso 2 restablece su botón se enciende la luz de piso 2


Capitulo 2

el la la la el ae el el


137

elevador abre aua puertea en el plao 2 peraona 2 sale del elevador en el plao 2 peraona 3 entra al elevador deade el plao 2 peraona 3 prealona botón del elevador botón del elevador le Indica que ae prepare para partir apagan luces del plao 2 elevador cierra sus puertas en el plao 2 elevador comienza a bajar al piso 1 (arriba en el tiempo 25)

TIEMPO: 21 elevador baja TIEMPO: 22 elevador baja TIEMPO: 23 elevador baja TIEMPO: 24 la bitácora crea a la peraona 4 la persona 4 entra al piso 1 la peraona 4 presiona el botón de piso en el piso 1 el botón del plao 1 llama al elevador (la bitácora programa a la siguiente persona para el piso 1 en el tiempo 43) el elevador baja TIEMPO: 25 el elevador llega al piso 1 el elevador restablece su botón el elevador suena su campana el piso 1 restablece au botón ae enciende la luz del piao 1 el elevador abre aua puertas en el piao 1 la persona 3 sale del elevador en el piao 1 la peraona 4 entra al elevador deade el piao 1 la persona 4 presiona el botón del elevador el botón del elevador le indica que se prepare para partir se apagan las luces del piso 1 el elevador cierra sus puertas en el piso 1 el elevador comienza a subir al piso 2 (llega en el tiempo 30) TIEMPO: 26 el elevador sube TIEMPO: 27 la bitácora crea a la persona 5 la persona 5 entra al piso 2 la persona 5 presiona el botón de piso en el piso 2 el botón del piso 2 llama al elevador (la bitácora programa a la siguiente persona para el piso 2 en el tiempo 47)


138


Capítulo 2

TIEMPOi 28

•1 «levador sube TIEMPO: 29 •1 «lavador subo TIEMPO: 30 «1 elevador llega al piso 2 el elevador restablece su botón el elevador suena su campana el piso 2 restablece su botón se enciende la luz del piso 2 el elevador abre sus puertas en el piso 2 la persona 4 sale del elevador en el piso 2 la persona 5 entra al elevador desde el piso2 la persona 5 presiona el botón del elevador el botón del elevador le indica que se prepare para partir se apagan las luces del piso 2 el elevador cierra sus puertas en el piso 2 el elevador comienza a subir al piso 1 (llega en el tiempo 35) *** TERMINA LA SIMULACIÓN DEL ELEVADOR ***

Nuestra meta (en la secció n “A cerca de los objetos” d e lo s capítulos 2 a 7 y 9 ) es im plem entar un sim ulador d e softw are funcional q u e m odele la operación d el elevador para el núm ero d e segu n d os introducidos por e l usuario del simulador.

A n á lisis y d iseñ o del sistem a En ésta y en las próxim as se cc io n e s “A cerca d e lo s ob jetos”, desarrollam os lo s pasos de un proceso d e d iseñ o orientado a ob jetos para el sistem a d el elevador. E l U M L está diseñado para utilizarse con cualquier proceso O O A D ; m uchos d e esto s procesos existen. Un m étodo popular es el Proceso R acional U nificado, desarrollado por Rational Softw are Corporation. Para este ejem p lo práctico, presentam os nuestro propio p roceso de d iseñ o para su primera experiencia D O O /U M L . A ntes d e com enzar, deb em os exam inar la naturaleza de las sim u lacion es. Una sim u lación está com p uesta por dos partes. U na con tien e todos los elem en tos que pertenecen al m undo que deseam os simular. E stos elem en tos incluyen el elevador, la puerta, los p isos, los b oton es y las luces. N o s re ferim os a esto s elem en tos d e manera colectiva co m o el m odelo. La otra parte co n tien e todos los elem en to s necesarios para sim ular este mundo. E stos elem en to s incluyen el reloj y la bitácora. N o s referim os a esto s elem en tos co lectiv o s co m o el controlador. M antengam os estas d o s partes en m ente al diseñar nuestro sistem a.

D iagram as caso-uso C uando los desarrolladores com ienzan un proyecto, rara v ez com ienzan co n un enunciado detallado d el problem a, tal co m o el q u e proporcionam os al principio d e esta secció n (secció n 2.22). Por lo g e neral, este docum ento y otros son el resultado de una fase de tm álisis orientado a objetos (O O A ). En esta fase, usted entrevista a la gen te q u e d esea construir el sistem a y a la gen te q u e en algún m om en to utilizará el sistem a. U sted utiliza la inform ación obtenida en estas entrevistas para com pilar una lista de requerim ientos de sistem a. E stos requerim ientos lo guían a usted y a sus com pañeros de desarrollo m ientras diseñan el sistem a. En nuestro ejem plo práctico, el enunciado d el problem a con tiene un resumen de lo s requerim ientos d el sistem a para el elevador del sistem a. La intención del



Capitulo 2

139

resultado d e la fase de an álisis es especificar claram ente q u é e s lo se supone debe hacer el sistem a. La intención del resultado de la fase de d iseñ o es esp ecificar cóm o debería construirse el sistem a pa ra h acer lo que e s necesario. U M L proporciona el diagram a caso-uso para facilitar el p roceso de recolección d e requeri m ientos. E l diagram a ca so -u so m odela la s interacciones entre lo s clien tes externos d el sistem a y lo s casos de uso d el sistem a. Cada caso de u so representa una capacidad d iferente que proporciona el sistem a a su s clien tes. Por ejem p lo, en un sistem a autom ático de caja, el clien te d el banco interactúa con el sistem a a través de los ca so s de uso “Retiro de fondos", “D ep ó sito de fondos" y “C onsulta de saldo”. La figura 2 .3 8 m uestra el diagram a caso -u so para el sistem a del elevador. La figura e n p alillos representa al actor. Un actor d efine el papel q u e ju eg a una entidad externa, tal co m o una persona u otro sistem a, cu an do interactúa con el sistem a. L os ú n ico s actores en nuestro sistem a son las perso nas q u e desean abordar el elevador. Por lo tanto, m od elam os un actor llam ado “persona". El “nom bre” d el actor aparece en la parte inferior d e la figura en palillos. E l cuadro d e sistem a (e s decir, el rectángulo en volvente de la figura) contiene los ca so s d e uso para el sistem a. Un diagrama d e caso-u so totalm ente form ado n o requiere un cuadro de sistem a. Sin em bargo, U M L perm ite al diseñador la op ció n de incluir un cuadro d e sistem a cu y o título propor cio n e más inform ación acerca d el sistem a. En nuestro ejem plo, el cuadro co n tien e la etiqueta “S is tem a elevador”. Este título m uestra que este diagram a caso-uso se enfoca en e l com portam iento d el sistem a que querem os sim u la r (es decir, al elevador transportando gen te), com o opuesto a l com por tam iento de la sim ulación (e s decir, crear gente y programar las llegadas). U M L m odela cada ca so de uso com o un óvalo. En nuestro sen cillo problem a, las entidades e x ternas utilizan el elevador para un so lo propósito: m overse a otro piso. El sistem a proporciona so la m ente una capacidad a su s usuarios; por lo tanto, “M overse a otro piso" e s e l único c a so d e u so en nuestro sistem a del elevador. El diagrama ca so -u so actúa co m o una m anera clave de com u nicación entre el clien te y los crea dores d el sistem a. C onform e evolu cion a el sistem a, el diagram a ca so -u so ayuda a asegurar que se cum plan todas las n ecesid ad es de los clien tes. La m eta del diagram a ca so -u so e s mostrar lo s tipos de interacciones que tienen lo s usuarios co n un sistem a, sin proporcionar d etalles de dichas inte racciones. N uestro ejem plo práctico con tien e s ó lo un caso de uso. En sistem as m ás grandes, lo s diagram as ca so -u so son herramientas indispensables para ayudar a lo s d iseñadores de sistem as a per m anecer en focad os en la satisfacción de las necesid ades del usuario.

Sstema elevador

Persona

Rgura 2.38

Diagrama caso-uso para el sistema del elevador.


140


Capítulo 2

C ó m o id en tifica r las clases de u n sistem a E l sigu iente paso d e nuestro p roceso D O O e s identificar las clases de nuestro problem a. En algún m om ento d escrib im os estas c la ses de una manera form al y las im plem entam os e n C + + (co m en za rem os la im plem entación en C + + de nuestro sim ulador d el elevador en el cap ítulo 6). Primero, re visam os el enunciado del problem a y localiza m o s todos los sustantivos ; co n gran sim ilitud, éstos representan a la mayoría d e las c la se s (o instancias d e las cla ses) necesarias para la im plem entación d el sim ulador del elevador. La figura 2 .3 9 e s una lista d e esto s sustantivos. Extrajim os só lo lo s sustantivos que realizan actividades im portantes en nuestro sistem a. Por e s ta razón, om itim os lo s siguientes: •

em presa

•

sim ulador

•

tiem po

•

energía

•

capacidad

Usta de sustantivosen el enunciado del problema empresa

edificio elevador simulador reloj tiempo bitácora persona piso 1 botón del piso piso 2 puerta del elevador energía capacidad botón del elevador campana del elevador luz de arribo del elevador al piso persona esperando en un piso pasajero del elevador

Rgura 2.39

Lista de sustantivos en el enunciado del problema.



Capitulo 2

141

N osotros no n ecesitam os m odelar “em presa” co m o una clase, d eb id o a que la em presa n o es par te d e la sim ulación; la em presa só lo d esea utilizar e l m odelo d el elevador. El "sim ulador” es nuestro programa com p leto en C + + , n o necesariam ente una cla se individual. E l “tiem p o ” es una propiedad del reloj, no una entidad por s í m ism a. N o m odelam os la “energía" en nuestro sim ulador, y “cap aci dad” es una propiedad d el elevador y del piso, n o una entidad separada. Filtram os el resto d e lo s sustantivos en categorías para determinar las cla ses para nuestro siste ma. Para hacer esto, p odem os analizar las frases d el sustantivo por sim ilitud. Por ejem p lo, las frases con sustantivos “p iso 1” y "piso 2” se refieren a un piso. A partir de esta s d os frases con sustantivos, inferim os que nuestro sistem a tiene alguna manera de representar e l p iso de un ed ificio. Por lo tanto, cream os la categoría llam ada "piso”. C ream os todas las dem ás categorías m ediante la com binación de frases con sustantivos parecidos, a partir de lo s elem en to s restantes de la figura 2.39. •

ed ificio

•

elevador

•

reloj

•

bitácora

•

persona (persona q u e espera en un p iso , pasajero del elevador)

•

p iso (p iso 1, p iso 2)

•

botón d e p iso

•

botón d el elevador

•

cam pana

•

luz

•

puerta

Estas categorías parecen ser las cla ses q u e n ecesitam os para im plem entar nuestro sistem a. O bserve que cream os una categoría para lo s botones en los p isos y una categoría para el botón en el elevador. L os d o s tipos de b oton es realizan tareas diferentes en nuestra sim u lación , lo s botones en los p isos llam an al elevador, y el botón en el elevador notifica al elevador que se m ueva a otro piso. En el capítulo 9 , exploram os co m o describir las sim ilitu d es entre d os tipos de boton es, m ientras m an tenem os separadas su s diferencias. A hora p od em os m odelar las c la ses en nuestro sistem a, utilizando estas categorías. Por con ven ción , los nom bres de las cla ses com enzarán con m ayúsculas. Si el nombre de una cla se co n tien e m ás de una palabra, con catenam os las palabras y todas com enzarán con m ayúscula (por ejem p lo, NombrePal&braMultiple). M ediante esta con ven ción, cream os la s c la ses Elevador, Reloj,

Bitácora. Persona. Piso. Puerta. Edificio. BotonPiso. BotonElevador. Campa na y Luz. C onstruirem os nuestro sistem a, utilizando todas estas cla ses co m o b loqu es de construcción. Sin em bargo. A n tes de com en zar a construir e l sistem a, d eb em o s com prender m ejor có m o e s que se re lacionan las cla ses entre sí.

D iagram as de clase U M L nos perm ite m odelar las c la se s del sistem a d el elevador y su s relaciones, m ediante un diagra m a de clases. L a figura 2 .4 0 m uestra cóm o representar una cla se m ediante U M L. A quí, m odelam os la clase Elevador. En un diagram a de cla ses, cada clase se m odela co m o un rectángulo. U M L nos permite dividir cada rectángulo en tres partes, luí parte superior co n tien e el nombre de la clase.


142

Capítulo 2


Figura 2.40

Representación d e una clase en UML.

La parte interm edia con tien e los atributos d e la cla se (es decir, las propiedades que p osee una clase). En la sección “A cerca de los objetos” d el capítulo 3 exp licarem os lo s atributos. L a parte in ferior con tien e las operaciones d e la clase (e s decir, lo s servicios que una cla se proporciona a otras cla ses). En la se cc ió n "Acerca de lo s ob jetos” al final del capítulo 4, exp licarem os las operaciones. I-as cla ses se pueden relacionar entre s í m ediante asociaciones. 1.a figura 2.41 m uestra có m o las c la se s Edificio, Elevador y Piso se relacionan entre sí. O bserve que no divid im os lo s rectán g u lo s d e este diagram a en tres se cc io n e s. U M L perm ite la supresión de los sím b o lo s de la cla se de esta m anera para crear diagram as m ás claros. En este diagram a de cla ses, una lín ea sólida que con ecta a las cla ses representa una aso cia ció n , e s decir, una relación sen cilla entre clases. Los números a lo largo de las lín eas que se encuentran cerca de lo s rectángulos d e cla ses expresan valores d e m ultiplicidad. L os valores de m ultiplicidad in dican cuántos objetos de una cla se participan en una asociación. A partir del diagram a, v em os que d o s objetos de la cla se Piso participan en una asociación con un ob jeto de la cla se Edificio. Por lo tanto, la clase Edificio tiene una relación dos a uno con la clase Piso: también podem os decir que la clase Piso tiene una relación d o s a uno con la cla se Edificio. F.1 diagram a tam bién m o dela una relación uno a uno entre las cla ses Edificio y Elevador. M ediante U M L, podem os m odelar m uchos tipos d e m ultiplicidad. La figura 2 .4 2 m uestra lo s valores co m u n es de m ultiplici dad y có m o representarlos. S e p uede asignarle un nombre a una asociación. Por ejem plo, la palabra “servicios” sobre la lí nea que con ecta las cla ses Piso y Elevador describe la a sociación , la flecha m uestra la dirección de la asociación. Esta parte del diagrama se Ice: “Un objeto de la cla se ob jetos d e la clase Piso”.

Rgura 2.41

Elevador da servicio a dos

Asociaciones entre clases de un diagrama de clases.



Capitulo 2

L os rom bos relacionados con las lín eas d e asociación d e la cla se

143

Edificio indican que la cla

s e Edificio tiene una relación de com posición co n las cla ses Piso y Elevador. La co m p o si ción im plica una relación total/parcial. La cla se q u e tien e el sím b olo de co m p o sició n (el rom bo) en el extrem o d e la línea de asociación es la relación total (es decir, la cla se Edificio); la clase en el otro extrem o de la asociación es la relación parcial (es decir, las c la ses Piso y Elevador).5 La figura 2.4 3 m uestra el diagram a com p leto de cla ses para el sistem a d el elevador. Todas las cla ses que cream os están m odeladas, a sí com o las relaciones entre las cla ses. [Nota: en el capítulo 9 , am pliam os nuestro diagrama d e cla ses utilizando el con cep to orientado a objetos llam ado herencia.] La clase Edificio está representada cerca de la parte superior d el diagrama y está com puesta por cuatro c la ses, incluidas Reloj y Bitácora. Estas d o s cla ses com ponen la p o ció n d e control de la sim ulación. La relación com puesta entre la cla se Edificio y las cla ses Reloj y Bitácora representan una d ecisión d e d iseñ o por nuestra parte. C onsideram os que la cla se Edificio es par te tanto de la porción de m odelo co m o de la porción d e control de nuestro simulador. A dem ás, la cla se Edificio está com puesta por la cla se Elevador y la cla se Piso (observe la relación uno a d o s entre la clase Edif icio y la cla se Piso). Las c la ses Piso y Elevador se m odelan cerca de la parte inferior del diagrama. La cla se

Piso está com puesta por un ob jeto d e cada una de las cla ses Luz y BotonElevador. la cla Puerta y la clase Campana. O bserve que m od elam os la com p osición d e los o b jeto s de la cla se Edificio. M ientras que la clase Edifico tiene un sím b o lo de rom bo por separado para cada relación com p uesta, la s cla ses Piso y Edificio tienen un sím b olo cuya línea tien e una ram ifica

se

ción hacia tres o b jetos com p uestos. I-as d os representaciones son equivalentes. La forma en que representam os la com p osición de las cla ses Elevador y Piso n os permite hacer un diagram a m ás claro al reducir el núm ero de sím b olos.

Símbolo

Significado

0

Ninguno.

1 m

Uno. Un valor entero.

• •

H

O

Cero o ninguno.

m . .n

Al menos m. pero no más de n.

*

Cualquier valor no negativo.

0..*

Cero o más (idéntico al valor •)

1..*

Uno o más.

Figura 2.42

Valores de multiplicidad.

5. De acuerdo con las especificaciones de UML 1.4, las clases en una relación de composición observan las siguien tes tres propiedades: 1) sólo una clase en la relación puede representar la relación total (es decir, el rombo se pue de colocar sólo en un extremo de la línea de asociación); 2) la composición implica tiempos de vida coincidcntcs de las relaciones parciales con la relación total, y esta última es responsable de la creación y destrucción de sus par tes; 3) una relación parcial puede pertenecer sólo a una relación completa a la vez, aunque la parcial se puede re mover y adjuntar a otra completa, la cual asume entonces la responsabilidad de esa relación parcial.


144


Rgura 2.43

Capítulo 2

Diagrama com pleto d e las clases del simulador del elevador.

Las cla ses involucradas en una a sociación también pueden tener roles. L os roles ayudan a hacer m ás clara la relación entro dos clases. Por ejem p lo, la cla se Persona ju ega el rol d e “ocupante” en esta asociación con la cla se Piso (debido a que la persona ocupa el p iso m ientras espera el ele vador). La clase Persona ju eg a el rol d e “pasajero” en esta aso cia ció n co n la cla se Elevador. En el diagram a de clases, e l nom bre d e un rol d e cla se se co lo ca en cualquiera d e lo s lados de la línea d e asociación , cerca del rectángulo de clase. Cada cla se en la asociación p uede jugar un rol diferente. La asociación entro la cla se Persona y la c la se Piso indica que cero o un ob jeto d e la cla s e Persona se puede relacionar co n un ob jeto d e la c la se Piso. A d em ás, cero o un ob jeto d e la c la se Persona se p uede relacionar con un ob jeto d e la cla se Elevador. La línea punteada que con ecta estas d os lín ea s de a sociación indican una restricción en la relación entre las c la se s Per sona, Piso y Elevador. La restricción indica q u e un objeto de la cla se Persona puede parti cipar en la relación con un ob jeto de la c la se Piso o con un ob jeto d e la c la se Elevador, pero no con am b os o b jetos al m ism o tiem po. La notación para esta relación e s la palabra “xor” (que s ig n ifica “o exclu siva” ) que está encerrada entre lla v es.6 1-a a sociación entre la cla se Bitácora y la

6. Las restricciones en los diagramas UML se pueden escribir con el Lengua jo do R o o tr lc c ió a do O bjotoo (OCL). OCL se creó para que los modeladores pudieran expresar restricciones en un sistema de manera clara y de finida. Para conocer más sobre este tema, visite https//www-3.ibm.com/Boftwara/ad/library/ stand&rds/ocl .htxnl



Capitulo 2

145

Persona sign ifica que un ob jeto de la cla se Bitácora crea cero o m ás o b jeto s d e la cla se Persona.

clase

D iagram as de objetos U M L también d efine diagram as de objetos, lo s cu a les son sim ilares a lo s diagram as d e cla ses, e x cepto que ésto s m odelan lo s ob jetos y su s vínculos. Los vín cu lo s son relaciones sen cilla s entre lo s ob jetos, las asociacion es son a las cla ses co m o los vínculos son a lo s objetos. C om o lo s diagram as de cla ses, los diagram as d e ob jetos m odelan la estructura de un sistem a. L os diagram as de ob jetos presentan una instantánea d e la estructura m ientras el sistem a s e encuentra en ejecu ción , esto pro porciona inform ación acerca de cu á les ob jetos participan en el sistem a en un punto esp e cífic o d el tiem po. Los m odeladores n o utilizan diagram as d e ob jetos m uy a m enudo. La esp ecifica ció n U M L estab lece q u e los diagram as de ob jetos a m enudo s e utilizan para m odelar ejem p los de estructuras de datos (es decir, objetos que alm acenan co lec cio n es de datos y proporcionan op eracion es para manipular datos). A dem ás, un m odelador podría utilizar un diagram a de o b jeto s para modelar c o n figuraciones com p lejas d e la interrelación entre objetos. Presentam os un ejem p lo de un diagram a de objeto en esta secció n para introducir la sin taxis del diagrama. C uando m odelam os un sistem a, no es necesario incluir cada tipo de diagrama; el m odelador debe proporcionar suficiente inform ación de manera que el sistem a se pueda implementar. La figura 2 .4 4 m odela una instantánea del sistem a cuando nadie s e encuentra en e l ed ifico (e s decir, no existen ob jetos de la clase Persona en el sistem a, en este punto d el tiem po). Por lo g en e ral los nom bres de objetos se escriben d e la siguiente manera: nombre Objeto.: Nombradas®. La primera palabra en el nombre de un objeto no inicia con m ayúscula, pero las palabras subsecuen tes sí. T odos los nom bres de ob jetos en un diagram a de ob jetos están subrayados. En el diagrama om itim os el nom bre d el ob jeto d e algunos de lo s ob jetos (por ejem p lo, lo s o b jeto s de la cla se BotonPiso). F n sistem as grandes, se pueden utilizar m uchos nom bres de ob jetos en el m odelo. E sto puede provocar diagram as com p lejos y d ifíciles de leer. S i se d esco n o ce e l nombre de un ob je to en particular, o si no es necesario incluir el nombre (e s decir, só lo nos im porta el tipo del ob jeto), p odem os om itir el nom bre d el objeto. En esta instancia, d esp legam os solam ente lo s dos puntos y el nombre de la clase.

Figura 2.44

Diagrama d e objetos d e un edificio vacío.


146


Capítulo 2

Ya h em os identificado las cla ses para este sistem a (aunque podríam os descubrir otras a lo largo d e las sigu ien tes fases del d iseñ o). Tam bién exam in am os el c a so d e u so del sistem a. En la sección “A cerca de lo s ob jetos” al final d el capítulo 3, utilizarem os este co n ocim ien to para exam inar cóm o cam bia el sistem a a través del tiem po. Al am pliar nuestro co n o cim ien to , descubrirem os nueva infor m ación q u e n os perm ita describir nuestras c la ses con m ayor detalle.

Notas 1. En el capítulo 3 exp licarem os cóm o ¡m plem entar lo s núm eros a l azar, y tam bién estudiare m os la generación de núm eros aleatorios. 1.a generación d e núm eros aleatorios ayuda a si m ular p rocesos al azar, tales co m o arrojar una m oneda y arrojar los dados. Tam bién ayuda a sim ular la llegada al azar d e personas para utilizar el elevador. 2. D ebido a que el m undo real está orientado a ob jetos, serú m uy natural para usted asim ilar este p royecto, aún cuando no haya estudiado form alm ente la orientación a ob jetos.

P reguttías 1. ¿C óm o decidiría si el elevador e s capaz de manejar el volum en de tráfico esperado? 2. ¿Por qué sería más com plicado ¡m plem entar un ed ificio d e tres n iv eles o m ás? 3. E s com ú n que lo s ed ificio s grandes tengan varios elevadores. En el capítulo 6 verem os que, una v e z q u e se crea un ob jeto elevador, es fácil crear tantos co m o d eseem os. ¿Q u é proble m as y /o oportunidades v e usted en tener varios elevadores, cada uno con la posibilidad de recoger y descargar pasajeros en cada p iso en un ed ific io grande? 4. Por sim plicidad, asign am os al elevador y a cada p iso una capacidad de un pasajero. ¿Qué problem as y /o oportunidades percibe usted si fuera capaz de increm entar estas capacida des?

RESUMEN • Al procedimiento para resolver un problema en términos de las acciones que se ejecutan y el orden en el cual estas acciones se deben lle%ar a cabo, se conoce como algoritmo. • A la especificación del orden en el cual se ejecutan las instrucciones en un programa de computadora se lla ma control de programa. • El seudocódigo ayuda al programador a “dilucidar" un programa, antes de intentar escribirlo en un lenguaje de programación como C++. • Los diagramas de actividad son parte del Lenguaje Unificado de Modelado (UML). un estándar de la indus tria para modelar sistemas de software. • Un diagrama de actividad modela el flujo de trabajo (también llamado actividad) de un sistema de software. • Los diagramas de actividad están compuestos por símbolos de propósito especial, tales como símbolos de es tado de acción, rombos y pequeños círculos; estos símbolos se conectan mediante flechas de transición que representan el flujo de la actividad. • Como el seudocódigo, los diagramas de actividad ayudan a los programadores a desarrollar y representar al goritmos, aunque muchos programadores prefieren el seudocódigo. • Un estado de acción se representa mediante líneas horizontales paralelas, conectadas entre sí mediante arcos convexos. 1.a expresión de acción aparece dentro de un estado de acción. • la s flechas en el diagrama de actividad se llaman flechas de transición. Estas flechas modelan traasiciones, las cuales indican el orden en el que se realizan los estados de acción.



Capitulo 2

147

• El círculo sólido localizado en la parte superior del diagrama representa el estado inicial, es decir, el princi pio del flujo de trabajo antes de que el programa realice la actividad modelada. • El círculo sólido rodeado por una circunferencia que aparece en el fondo del diagrama de actividad represen ta el estado final, es decir, el final del flujo de trabajo después de que el programa realiza la actividad. • En UML. a los rectángulos con la esquina superior derecha doblada se les llaman notas. Las notas son comen tarios explicativos que describen el propósito de los símbolos en el diagrama. Una línea punteada conecta cada nota con el elemento que describe la nota. • la s declaraciones son mensajes para el compilador, las cuales le dicen los nombres y los atributos de las va riables y le indican que reserve espacio para las variables. • El símbolo más importante en un diagrama de actividad, el rombo o símbolo de decisión, indica que se tomará una decisión. Un símbolo de decisión indica que el flujo de trabajo continuará a lo largo de una ruta deter minada por las condiciones de guardia asociadas que pueden ser verdaderas o falsas. Cada flecha de transi ción que surge del símbolo de decisión tiene una condición de guardia (especificada entre corchetes sobre, o junto a la flecha de transición). Si una condición de guardia en especial es verdadera, el flujo de trabajo en tra al estado de acción al cuál apunta la flecha de transición. • Una estructura de selección se utiliza para elegir entre distintos cursos de acción. • La estructura de selección i f ejecuta una acción indicada sólo cuando la condición es verdadera. • La estructura de selección i £ / « l a « específica la ejecución de acciones separadas, cuando la condición es verdadera o cuando la condición es falsa. • Siempre que se necesite ejecutar más de una instrucción en dónde normalmente se espera una sola instruc ción, dichas instrucciones deben estar encerradas en llaves para forma un bloque (o instrucción compuesta). Un bloque se puede colocar en cualquier parte donde se puede colocar una instrucción individual. • Colocar un punto y coma ( j ) en el lugar en donde por lo general se especifica una instrucción se llama ins trucción vacía. • Una estructura de repetición especifica que la acción se repetirá mientras alguna condición se mantenga ver dadera. • El formato de la estructura de repetición w h i l e es w h i l * ( condición )

instrucción • Un valor que contiene una parte fraccional se conoce como número de punto flotante y se representa de ma nera aproximada mediante tipos de datos tales como f l o a t o d o u b le • El operador unario de conversión de tipos • t a t i c _ c & B t « S o u b l « > ( ) crea una copia en punto flotante de su operando. • C++ proporciona los operadores de asignación aritmética + - . — . ciertas expresiones comunes.

/ - y %■, los cuales ayudan a abreviar

• C++ proporciona los operadores de incremento (♦+ ) y decremento ( - - ) para incrementar o disminuir una va riable en 1. Si el operador es prefijo de una variable, la variable se incrementa o disminuye primero en 1, y se utiliza en su expresión. Si el operador es posfijo de una variable, la variable se utiliza en su expresión, y se incrementa o se disminuye en 1. • Un ciclo es un grupo de instrucciones que ejecuta la computadora de manera repetida hasta que se satisface una condición de terminación. Las dos formas de repetición son la repetición controlada por un contador y la repetición controlada por un centinela. • Un contador de ciclo se utiliza para contar las repeticiones de un grupo de instrucciones. Por lo general, se incrementan (o disminuyen) en 1, cada vez que se realizan las instrucciones del grupo. • Los valores del centinela se utilizan para controlar la repetición cuando no se conoce de antemano el núme ro preciso de repeticiones, y el ciclo incluye instrucciones que obtienen datos cada vez que se realiza el ciclo.


148

Capítulo 2


Un valor centinela se introduce una vez que se suministran todos los valores válidos al programa. Los centi nelas deben ser diferentes a los elementos válidos de datos. • La estructura de repetición for maneja todos los detalles de la repetición controlada por un contador. El for mato general de la estructura for es

for ( ¡metalización; CondicionContinuidad; incremento ) instrucción en donde inicialización inicializa la variable de control del ciclo. CondicionContinuidad es la condición que determina si el ciclo debe continuar la ejecución, e incremento incrementa la variable de control. • La estructura de repetición do/wbile evalúa la condición de continuidad del ciclo al final de éste, de mane ra que el cuerpo del ciclo se ejecutará al menos una vez. El formato de la estructura do/wbile es

do instrucción

while ( condición ) ; • La instrucción bréale, cuando se ejecuta en una estructura de repetición (for. while y do/wbile), oca sionan la salida inmediata de la estructura. • La instrucción continua, cuando se ejecuta en una estructura de repetición (for. wbile y do/wbile). evita cualquier instrucción restante en el cuerpo de la estructura, y procede con la siguiente iteración del ciclo. En una estructura wh ila o do/wbile. la ejecución continúa con la siguiente evaluación de la condición. En una estructura for. la ejecución continúa con la expresión de incremento en el encabezado de la estructu ra for. • La instrucción switcb maneja una serie de decisiones en las que una variable en particular o expresión se evalúa con los valores que puede asumir y se realizan diferentes acciones. En la mayoría de los programas, es necesario incluir una instrucción break después de las instrucciones de cada casa. Se pueden ejecutar las mismas instrucciones de varios casa si los lista juntos antes de las instrucciones. La estructura switch puede evaluar sólo instrucciones constantes. No es necesario encerrar entre llaves varias instrucciones casa. • En sistemas UNIX y muchos otros, el fin-de-archivo se introduce digitando la secuencia

en una sola línea. En Windows, fin-de-archivo se introduce digitando

posiblemente seguido por la tecla Entrar,

• Los operadores lógicos se pueden utilizar para formar condiciones complejas mediante la combinación de condiciones. I-os operadores lógicos son &&, | | y t , AND lógico. OR lógico y NOT lógico (negación), res pectivamente. • Cuando se utiliza como una condición, cualquier valor diferente de cero se oonvierte de manera implícita en verdadero; 0 (cero) se convierte de manera implícita en falso.

TERMINOLOGÍA acción actividad algoritmo AND lógico ( 6 6 ) bloque bool

b reaX caracteres blancos caso d e f a u l t en un s w i t c b ch ar ciclo de retardo d d o infinito



Capitulo 2

condición de continuación de ciclo conjunto de caracteres ASCII contador basado en cero contador de ciclo

continua cuerpo de un ciclo decisión definición diagrama de actividad división entera

double ejecución secuencial

EOF error de desplazamiento en uno

error de sintaxis error fatal error lógico error no fatal estado de la acción estado final estado inicial estructura de control estructura de repetición do/whila estructura de repetición for estructura de repetición whi le estructura de selección doble estructura de selección if estructura de selección if/else estructura de selección múltiple estructura de selección simple estructura de selección switch estructuras de control anidadas estructuras de control apiladas estructuras de control de entrada sencilla/salida sencilla etiqueta case expresión de acción

falso fixed

Ivalue (“valor izquierdo”) manipulador de flujo setprecision manipulador de flujo setw manipulador parametrizado de flujo mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso modelo acción/decisión negación lógica (1) nota operador - operador I operador && operador ? : operador | | operador ♦ ♦ operador operador operador operador operador operador operador operador operador operador

condicional (? i ) de conversión de tipo de decremento ( - - ) de incremento (♦♦) de posdecremento de posincremento de prcdecrcmento de preincremento temario unario

operadores aritméticos de asignación: /- y *operadores lógicos OR ló g ic o (| |) palabra reservada programación estructurada repetición repetición controlada por un contador repetición finita repetición indefinida rvalue (“valor derecho”) selección seudocódigo

ahort showpoint

flecha de transición

float

símbolo de decisión símbolo de estado de la acción símbolo de fusión

formato de punto fijo función cin.get () función pow inicialización instrucción compuesta instrucción vacía ( / )

statlc_cast ()

long

transferencia de control UML (Lenguaje Unificado de Modelado) valor centinela valor de desecho valor indefinido

longitud de campo

verdadero

left lenguaje Unificado de Modelado (UM L)


-■

149

150

Capítulo 2


Terminología de la sección opcional “Acerca de los objetos actor análisis orientado a objetos (OOA) análisis y diseño orientado a objetos (OOAD) asociación caso de uso composición cuadro de sistema diagrama caso-uso diagrama de clase diagrama de objeto diseño orientado a objetos (DOO) estructura estática de un sistema Lenguaje de restricción de objetos (OCL) multiplicidad nombre de asociación porción de control de un simulador porción de modelado de un simulador

Proceso Racional Unificado “qué versus cómo" relación dos a uno relación uno a dos relación uno a uno requerimientos de sistema restricción rol símbolo de línea sólida para los diagramas de objetos y clases de UML símbolo de rombo sólido para los diagramas de objetos y ciases de UML símbolo rectángulo en el diagrama de clase de UML simulador de software vínculo xor

EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN Los ejercicios 2.1 a 2.10 corresponden a las secciones 2.1 a 2.12. Los ejercicios 2.11 a 2.13 corresponden a las secciones 2.13 a 2.21. 2.1

Responda cada una de las siguientes preguntas. a) Todos los programas pueden escribirse en términos de tres estructuras de control:_____ , _____ y b) La estructura de selección_____ se utiliza para ejecutar una acción cuando una condición es ver dadera. u otra acción cuando esa condición es falsa. c) A la repetición de un conjunto de instrucciones, un número específico de veces se le llama repeti ción _____ . d) Cuando de antemano no se sabe cuántas veces se repetirá un conjunto de instrucciones, es posible utilizar un valor_____ para finalizar oon la repetición.

2.2

Escriba cuatro diferentes instrucciones C++, para que cada una agregue un 1 a la variable entera x.

2.3

Escriba instrucciones en C++ que hagan lo siguiente: a) En una instrucción, asigne la suma del valor actual d c x y y a i . c incremente el valor de x. b) Determine si el valor de la variable contador es mayor que 10. Si es así, despliegue “Conta

dor es mayor que 10". c) Disminuya la variable x en 1. después reste su valor de la variable total. d) Calcule el residuo, después de que q se disida entre divisor, y asigne el resultado a q. Escriba esta instrucción de dos formas diferentes.

2.4

Escriba una instrucción en C++ para que realice cada una de las siguientes tareas. a) Declare las variables suma y x para que sean de tipo sntsro. b) Inidalioe la variable x a 1. c) Inidalioe la variable suma a 0. d) Agregue la variable x a la variable suma, y asigne d resultado a la variable suma. e) Despliegue "La suma as: " , seguida por el valor de la variable suma.

2.5

Combine las instruedones que escribió en d ejerd d o 2.4, en un programa que calcule y despliegue la suma de los enteros 1 a 10. Utilice la estructura whila para repetir d cálculo e incrementar las instruedones. El delo debe terminar cuado d valor de x sea 11.



Capitulo 2

151

2.6

Establezca los valores de cada variable, después de que se realice el cálculo. Suponga que cuando cada instrucción comienza a ejecutarse todas las variables tienen el valor entero de 5. a) producto * - x++; b) cocíante /■ ++x;

2 .7

Fscriba instrucciones individuales en C++ que hagan lo siguiente: a) Introduzca una variable entera x con cin y >>. b) Introduzca una variable entera y con cin y >>. c) Inicialioe la variable entera 1 a 1. d) Inicialioe la variable entera potencia a 1. e) Multiplique la variable potencia por x. y asigne el resultado a potencia. f) Incremente la variable i en 1. g) Determine si el valor de i es menor o igual que y. h) Obtenga la variable entera potencia mediante cout y <<.

2.8

Escriba un programa en C++ que utilice las instrucciones del ejercicio 2.7, para calcular x elevada a la potencia y. El programa debe contener una estructura de repetición whila.

2.9

Identifique y corrija los errores en cada una de las siguientes instrucciones: a) «hila ( c < - 5 ) (

producto *• c; ♦+c; b) cin << valor; c) if ( genero — 1 )

cout << "Mujer" << endl; alaa; cout << "Hombre" << endl; 2.10

¿Qué está mal en la siguiente estructura de repetición whila?

whila ( * >- 0 ) suma ♦- s; 2.11

Diga si las siguientes oraciones son verdaderas o falsas. Si la respuesta es falsa, explique por qué. a) El caso daf ault es necesario en la estructura de selección switch. b) La instrucción braak es necesaria en el caso dafault de una estructura de selección awitch. para salir de la estructura adecuadamente. c) l a expresión! x > y && a y, o a < b son verdaderas d) lina expresión que contiene el operador II es verdadera si uno o ambos operandos son verda

2.12

Escriba una o un conjunto de instrucciones en C++ que haga lo siguiente: a) Sume los enteros nones entre el 1 y el 99, utilizando una estructura for. Suponga que las varia bles suma y contador ya se han declarado. b) Despliegue el valor 3 3 3 .5 4 6 3 7 2 en un campo de 15 caracteres de longitud y con precisiones de 1 . 2 y 3. Despliegue cada número en la misma línea. Justifique a la izquierda cada número en su campo. ¿Cuáles son los tres valores que se despliegan? c) Calcule el valor de 2 . 5 elevado a la tercera potencia, utilizando la función pow. Despliegue el resultado con una precisión de 2.en un campo de 10 posiciones de longitud. ¿Qué se despliega? d) Despliegue los enteros del I al 20. utilizando un ciclo while y la variable contadora x. Suponga que la variable x se ha declarado, pero no se ha inicializado. Despliegue sólo 5 enteros por línea. Pista: utilice el cálculo x % 5. Cuando el valor de esto sea 0, despliegue un carácter de nueva línea; de otro modo, despliegue un carácter tabulador. e) Repita el ejercicio 2.12
deros.


152

2.13

Capítulo 2


Encuentre cl(los) ciTor(es) en cada uno de los siguientes segmentos de código y explique cómo corre girM s). a) x - 1;

while ( x <- 10 )/ X+ + |

) b) for ( y - .1; y 1-1.0/ y ♦- .1 >

cout << y switch ( n ) case lt cout << case 2< cout << break; default> cout << break;

c)

<< endl; {

"El numero ea 1" << endl; "El numero ea 2 " << endl;

"El numero no ea 1 ni 2 " «

endl;

) d) El siguiente código debe desplegar los valores 1 a 10.

n - 1; while ( n < 10 ) cout << n++ << endl;


2.2

Secuencia, selección y repetición, b) if/elae. c) Contador controlado o definitivo, d) Centine la. señal, bandera o fantasma.

a) X

-

X

♦

x ♦- 1; ♦+x; x++;

2.3

a) z - x++ ♦ y; b) if ( contador > 10 )

cout << "Contador ea mayor que 10" << endl; c) total -- --x; divisor; d) q

q - q H diviaor;

2.4

a) int suma, x; b) x - 1; c) suma - 0; d) suma ♦» x; 0 c)

2.5 1 2 3

suma - suma * x; cout << "La suma es: " << suma << endl;

Vea el siguiente código:

// Ej. 2.5: ej02_05.cpp // Calcula la suma de loa •inelude

1 a 10.



Capitulo 2

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

usina std**cout; usina std *:endl; // la función main comienza la ejecución del proarama int main() { int suma; // almacena la suma de enteros de 1 a 10 int x; // contador x - 1; suma - 0;

// contador de desde 1 // inicializa suma

while { x <- 10 ) ( suma +■ x; ♦+x;

// suma x a suma // incrementa x

} // fin de while cout << "La suma es* r e t u m 0;

«

suma << endl;


a) producto - 25, x - 6; b) cociente - 0 , x - 6;

2.7

a) cin >> x; b) cin >> y; c) i - l; d) potencia - 1; c) potencia *■ x; o 0 g) h)

1 2 3 4 5 ó 7

"

// indica que isi programa terminó satisfactoriamente

2.6

2.8

potencia - potencia * x; ♦♦i; if ( i <- y ) cout << potencia << endl;

Vea el siguiente código:

// Ej. 2.8* ej02_08.cpp // Eleva x a la potencia y. iinclude usina std::cout; usina stdsicin; usina std:rendí;

8 9 10

/ / l a función main comienza la ejecución del proqrama int main()

11

{

12 13

153

int x; int y;

// base // exponente


Capítulo 2

154


14 15 16 17 18 19

int i; int potencia;

// cuanta da 1 a y // calcula x alavado a la potencia y

i - 1; potencia - 1;

// inicializa i para comenzar al contao en 1 // inicializa potencia

20

21

cout << "Introduce base como un entero: "; // indicador para la baae cin >> x; // introduce baae

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

2.9

2.10

2.11

2.12

// indica introducción de exponente cout << "Introduce exponente como un entero: "; cin >> y; // introduce exponente // cuenta de 1 a y, y multiplica potencia por x, cada vez while ( i <■ y ) { potencia *« x; ♦ ♦i; ) // fin de while cout << potencia << endl;

// deapliega resultado

raturn 0;


> // fin de main

a) Error: falta la llave derecha para cerrar el cuerpo de while. Corrección: agregue una llave derecha después de la instrucción + + c ; . b) Error: se utilizó una inserción de flujo en lugar de una extracción de flujo. Corrección: cambie << por >>. c) Error: el punto y coma después de else da como resultado un error lógico. La segunda instruc ción de salida siempre se ejecutará. Corrección: elimine el punto y coma que se encuentra después de else. R valor de la variable z nunca cambia en la estructura while. Por lo tanto, si la condición de la con tinuación del ciclo -0) es verdadera, se crea un ciclo infinito. Para evitar el rid o infinito, z debe ser disminuida para que en algún momento sea menor que 0. a) Falso. El caso default es oprional. Si no se necesita ninguna acdón predeterminada, entonces no existe necesidad por un caso default. b) Falso. La instruedón break se utiliza para salir de la estructura switch. La instruedón break no es necesaria cuando el caso default es el último caso. c) Falso. Cuando se utiliza el operador &&, ambas expresiones de reladón deben ser verdaderas para que toda la expresión sea verdadera. d) Verdadera. a) suma ■ 0;

for (contador - 1; contador <■ 99; suma ♦- contador; b) cout << fijo << izquierda << setprecision( 1) << setw( 15 << setprecision( 2) << setw( 15 << setpreci sion( 1) << setw( 15 << endl;

contador

) ) )

2)

<< 333.546372 << 333.546372 << 333.546372



Capitulo 2

155

El resultado es: C)

333.5 333.55 333.546 cout << fijo << setprecisión( 2 ) « setw( 10 ) « pow(2.5, 3 ) << endl; El resultado es:

15.63 d) x - 1 ;

while ( x <- 20 ) { cout << x; if ( x \ 5 — 0 ) cout << endl; else cout << '\t'J x++; )

e) for ( x =>1; x <= 20; x++ ) { cout << x; i£ ( x % 5 — 0 ) cout << endl; else cout << '\t'; ) o

for

{ x « 1; x <« 20; x++ )

if ( x % 5 — 0 ) cout << x << endl; else cout << x << '\t'; 2.13

a) Error: el punto y coma después del encabezado while ocasiona un ciclo infinito. Corrección: reemplace el punto y coma por una { . o elimine tanto el ; como la ). b) Error: utilizar un número de punto flotante para controlar una estructura de repetición for. Corrección: utilice un entero y realice el cálculo apropiado, para obtener los valores que desea.

for ( y - 1; y 1-10; y++ ) cout << (static_cast< double > ( y ) / 10 ) << endl; Error: falta una instrucción break en las instrucciones para el primer case. Corrección: agregue una instrucción break al final de las instrucciones del primer case. Obser ve que éste no es un error, si el programador desea que la instrucción del case 2 : se ejecute cada vez que la instrucción del case 1 : se ejecuta. d) Error: se utilizó un operador de relación inadecuado en la condición de la continuación de la repe tición while. Corrección: utilice < - . en lugar de <, o cambie 10 a 11. c)


156

Capítulo 2


EJERCICIOS Los ejercicios 2.14 a 2.38 corresponden a las secciones 2.1 a 2.12. Los ejercicios 2.39 a 2.63 corresponden a las secciones 2.13 a 2.21. 2 .1 4

Identifique y corrija el(los) error(es) en las siguientes instrucciones: a) if ( edad >- 65 );

cout << "Edad ea •lee cout << "Edad ea b) if ( edad >- 65 ) cout << "Edad ea el8e; cout << "Edad ea c) int x ■ 1, total;

mayor o igual que 65* << endl; menor que 65 << endl*; mayor o igual que 65* << endl; menor que 65 << endl*;

while ( x <- 10 ) ( total x; ++x; ) d) while ( x < - 100 )

total +- x; ♦♦x; e) while ( y > 0 ) ( cout << y << endl; ++y; > 2 .1 5

1 2 3

¿Qué es lo que despliega el siguiente programa?

// Ej. 2.15: ej02_15.cpp // ¿Qué imprime eate programa? finclude

A 4

5 6

uaing atd::cout; uaing atd:rendí;

7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

// la función main comienza 1
// // // // //

ciclo de 10 repeticionea realiza cálculo deapliega reaultado suma y a total incrementa contador x

) // fin de while cout << "El total ea * << total << endl;

// deapliega reaultado



Capitulo 2

24 25 26 27

return 0;

157


) // fin da la función main

Para los ejercicios 2.16 a 2.19, haga lo siguiente: a) b) c) d)

2.16

Lea las instrucciones del problema. Formule el algoritmo mediante seudocódigo y mejoramiento de arriba a abajo, paso a paso. Escriba un programa en C++. Pruebe, depure y ejecute el programa en C++.

Los conductores están preocupados por el kilometraje recorrido por sus automóviles. Un conductor ha dado seguimiento a varios tanques de gasolina, registrando los kilómetros recorridos y los litros utiliza dos en ese recorrido. Desarrolle un programa en C++ que utilice una estructura «hila, para introducir los kilómetros recorridos y los litros utilizados de cada tanque. El programa debe calcular y desple gar los kilómetros por litro, obtenidos de cada tanque. Después de procesar toda la información de entra da, el programa debe calcular y desplegar la combinación de kilómetros por litro obtenidos por todos los tanques.

Introduzca loa litros utilizados (-1 en adelante): 12.8 Introduzca los kilómetros recorridos: 287 Los kilómetros / litro para este tanque fueron 22.421875 Introduzca los litros utilizados (-1 en adelante): 10.3 Introduzca los kilómetros recorridos: 200 Los kilómetros / litro para este tanque fueron 19.417475 Introduzca los litros utilizados (-1 en adelante): 5 Introduzca los kilómetros recorridos: 120 Los kilómetros / litro para este tanque fueron 24.000000 Introduzca los litros utilizados (-1 en adelante): -1 El promedio total de kilómetros/litro fue de 21.601423

2.17

Desarrolle un programa en C++ que determine si un cliente de una tienda departamental ha excedido su límite de crédito en una cuenta de débito. Para cada cliente, la siguiente información está disponible: a) b) c) d) e)

Número de cuenta (un entero). Saldo al inicio del mes. Total de elementos cargados por el cliente, en ese mes. Total de créditos aplicados a la cuenta del cliente, durante ese mes. Limite de crédito.

FJ programa debe utilizar una estructura w h i l s para introducir cada unos de estos hechos, para calcular d nuevo saldo (= saldo inicial + caraos - créditos) y para determinar si el nuevo saldo excede el límite de crédito del cliente. Para aquellos clientes cuyo límite de crédito se encuentre excedido, el programa de be desplegar el número de cuenta del cliente, el límite de crédito, el nuevo saldo y el mensaje "Ha ex cedido su límite de crédito”.


158

Capítulo 2


Introduzca al númaro da cuanta (-1 an adelanta): 100 Introduzca al saldo inicial: 5394.78 Introduzca al total da los cargos: 1000.00 Introduzca al total da los créditos: 500.00 5500.00 Introduzca al limito da crédito: Cuanta: 100 Limita da crédito: 5500.00 Saldo: 5894.78 Ha axcadido au limita da crédito. Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca

al al al al al

número da cuanta (-1 en adelanta) : 200 saldo inicial: 1000.00 total da los cargos: 123.45 total de los créditos: 321.00 limita da crédito: 1500.00

Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca

al al al al al

númaro da cuanta (-1 an saldo inicial: 500.00 total de los cargos: total da los créditos: limite da crédito:

Introduzca al númaro da cuanta (-1

2.18

adelanta): 300 274.73 100.00 800.00

an adelanta) : -1

Una gran empresa química paga a sus agentes de ventas de acuerdo con una comisión base. Los ven dedores reciben $200 por semana, más el 9 por ciento de sus ventas brutas correspondientes a esa sema na. Por ejemplo, un vendedor que vende $5,000 en productos químicos durante una semana recibe $200 más el 9 por ciento de $5,000, o un total de $650. Desarrolle un programa en C++ que utilice una estructura whila para introducir las ventas brutas de cada vendedor correspondientes a la semana an terior. y que calcule y despliegue el ingreso de ese vendedor. Procese las cifras de cada vendedor de manera individual.

Introduzca las ventas an dólares (-1 an adelanta): 5000.00 El salario as da: $650 Introduzca las ventas an dólares (-1 an adelanta): 6000.00 El salario as da: $740 Introduzca las ventas an dólares (-1 an adelanta): 7000.00 El salario as da: $830 Introduzca las ventas an dólares (-1 an adelanta): -1

2.19

Desarrolle un programa que utilice una estructura whila para determinar el pago bruto de varios empleados. La empresa paga un “tumo ordinario” por las primeras 40 horas trabajadas por cada em pleado, y paga un “tumo y medio" por las demás horas extras trabajadas, después de las primeras 40 horas. A usted se le entrega una lista de empleados de la empresa con el número de horas que cada em pleado trabajó la semana anterior y la tarifa por hora de cada empleado. Su programa debe introducir la información de cada empleado y debe determinar y desplegar el pago bruto del empleado.



Capitulo 2

159

Introduzca las horas trabajadas (-1 en adelante) i 39 Introduzca la tarifa por hora del empleado ($00. 00): 10.00 El salario es $390.00 Introduzca las horas trabajadas (-1 en adelante) : 40 Introduzca la tarifa por hora del empleado ($00. 00) : 10.00 El salario es $400.00 Introduzca las horas trabajadas (-1 en adelante) : 41 Introduzca la tarifa por hora del empleado ($00. 00): 10.00 El salario es $415.00 Introduzca las horas trabajadas (-1 en adelante) * -1

2.20

El proceso de encontrar el número más grande (es decir, el mayor entre un grupo de números) se uti liza frecuentemente en aplicaciones de computación. Por ejemplo, un programa que determina el ga nador de un concurso de ventas, introduciría el número de unidades vendidas por cada vendedor. FJ vendedor que venda más unidades, gana el concurso. Escriba un programa en seudocódigo, después un programa en C++ que utilice una estructura while para determinar y desplegar el número más gran de, de los 10 números aportados por el usuario. Su programa debe utilizar las siguientes tres variables:

contador: numero: mayor: 2.21

N 1 2 3 4 5

un contador para contar hasta 10 (es decir, para dar seguimiento a cuántos números se han introducido, y para determinar cuando los 10 números se hayan procesado), el número actual introducido al programa, el número más grande localizado hasta el momento.

Escriba un programa en C++ que utilice una estructura while y la secuencia de escape tabulador. \t. para desplegar la siguiente tabla de valores:

10*N 10 20 30 40 50

100 *N 100 200 300 400 500

1000*N 1000 2000 3000 4000 5000

2.22

Mediante un método similar al del ejercicio 2.20, encuentre los dos valores más grandes entre los 10 números. [Nota. usted sólo debe introducir cada número una sola vez.)

2.23

El programa de análisis de resultados de la figura 2.11 supone que cualquier valor introducido por el usuario, que no sea l, debe ser 2. Modifique la figura 2.11 para validar sus entradas. En una entrada, si d valor introducido es diferente de 1 o de 2, continúe con el cid o hasta que el usuario introduzca un valor correcto.

2.24

¿Qué es lo que despliega el siguiente programa?

1 2 3 4

// Ej. 2.24: ej02 24.cpp // ¿Qué hace este programa? #include


160


5


6

Capítulo 2

7

8 9

10

// la función main comienza la ajacuclón dal programa lnt main() {

11

12

int contador - 1;

// inicializa contador

13 14 15 16 17 18 19

whila ( contador <■ 10 ) {

// ciclo da 10 rapaticionas

20

21

} // fin da whila

22

return 0;

23 24 2.25 1

2 3 4 5

6

// daspliaga línaa da texto cout << ( contador \ 2 ? ****** * *♦♦♦♦♦♦+♦* ) << andl; ♦♦contador; // incrementa contador


) // fin da la función main ¿Qué es lo que despliega el siguiente programa?

// Ej. 2.25i ej02_25.cpp // ¿Qué imprima asta programa? •ineluda using std::cout; using std::endl;

7

8 9

10 11

// la función main comienza la ejecución dal programa int main() <

12

int fila - 10; int columna;

13 14 15

whila ( fila columna -

16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

// inicializa fila // declara columna

>■ 1 ) { // repita hasta quefila sea < 1 1; // establece columna a 1 alcomenzar las iteraciones

whila ( columna <- 10 ) { // ciclo de 10 repeticiones cout << ( fila % 2 ? *<* s *>m )/ // salida ♦♦columna; // incrementa columna } // fin dal whila interno --fila; cout << endl;

// decrementa fila // comienza nueva linea de salida

) // fin del while externo return 0;





Capitulo 2

2.26

161

(Problema de asociación de else) Establezca la salida para cada uno de los siguientes ejercicios, cuan do x es 9 y y es 11. y cuando x es 11 y y es 9. Observe que el compilador ignora la sangría en un programa de C+-f. Además, el compilador de C++ siempre asocia un else con el if anterior, a menos que se le indique otra cosa mediante la colocación de llaves { ) . A primera vista, es probable que el pro gramador no esté seguro de cuáles i f y else corresponden; es por esto que a este problema se le lla ma problema de asociación de else. Nosotros eliminamos el sangrado del siguiente código para hacer del problema un reto mayor. [Pista: aplique las convenciones de sangrado que ha aprendido.) a) if ( x < 10 )

if ( cout else cout cout b) if ( if ( cout > else cout cout >

2.27

y > io ) << «**•**<' << endl; « «

»#*•##" << endl; «$$$$$" << endl; X < 10 ) { y > 10 ) • « endl; { « «

«*•••#* << endl; «$$$$$" << endl;

[Otro problema de asociación de else ) Modifique el siguiente código para producir el resultado que se muestra. Utilice técnicas adecuadas de sangrado. Usted no tiene que hacer otro cambio, aparte de in sertar las llaves. En un programa de C++, el compilador ignora el sangrado. Nosotros eliminamos la sangría del siguiente código para hacer del problema un reto mayor. [Nota: es posible que ninguna modificación sea necesaria.) eo ■

a >i

if ( if ( cout else cout cout cout

x — 5 ) << "00000" << endl; « " # # # # • " << endl; « » $ $ $ $ $ " << endl; << *&&&&&" << endl;

a)

Suponiendo que x m 5 y que y

b)

Suponiendo que x ■ 5 y que y - 8. se produce el siguiente resultado.

c)

Suponiendo que x ■ 5 y que y ■ 8,se produce el siguiente resultado.

00000

$$$$$ &&&&&

99999

99000 &&&&&


162


Capítulo 2

d) Suponiendo que x ■ 5 y que y - 7, se produce el siguiente resultado. [Nota: las tres instruc ciones de respuesta que se encuentran después del son parte de un bloque.]

••••• $$$$$ &&&&&

2.28

Escriba un programa que lea el tamaño del lado de un cuadrado y que después despliegue el contorno de un cuadrado de ese tamaño, con asteriscos y espacios en blanco. Su programa debe funcionar para cuadrados de todos los tamaños, entre 1 y 20. Por ejemplo, si su programa lee un tamaño de 5, éste debe desplegar

* *

2.29

Un palíndromo es un número o una frase que dice lo mismo de atrás hacia adelante, que de adelante hacia atrás. Por ejemplo, cada uno de los siguientes enteros de cinco dígitos representan un palíndromo: 12321, 55555, 45554 y 11611. Escriba un programa que lea un entero de cinco dígitos, y que determi ne si es un palíndromo. (Pista: utilice los operadores de división y módulo para separar el número en cada uno de sus dígitos.)

2.30

Introduzca un entero que contenga solamente Os y ls (es decir, un entero “binario’'), y despliegue su equivalente decimal. Utilice los operadores módulo y división para eliminar los dígitos del número “binario”, uno a la vez, de derecha a izquierda. De manera similar al sistema numérico decimal (en donde el dígito que se encuentra más hacia la derecha tiene un valor de posición de 10. después de 100, des pués de 1000. etcétera), en el sistema numérico binario, el dígito que se encuentra más hacia la derecha tiene un valor de posición de 1, el siguiente dígito a la izquierda tiene un valor de posición de 2, des pués de 4, después de 8, etcétera. Entonces, el número decimal 234 puede interpretarse como 4 * 1 + 3 * 10 + 2 • 100. El equivalente decimal del número binario 110! es 1 * 1 + 0 * 2 + 1 * 4 + 1 * 8 , o 1 + 0 + 4 + 8, o 13. [Nota: d lector no familiarizado con los números binarios podrían consultar el apén dice C.)

2.31

Escriba un programa que despliegue el patrón del tablero de ajedrez que aparece abajo. Su programa debe utilizar sólo tres instrucciones de salida, cada una de la siguiente manera:

cout << "* *; cout << % cout << endl;



Capitulo 2

163

2.32

Escriba un programa que despliegue las potencias del entero 2. es decir. 2 .4 .8 . 16. 3 2 .6 4 . etcétera. Su ciclo while no debe terminar (es decir, debe crear un ciclo infinito). ¿Qué ocurre cuando se ejecuta este programa?

2.33

Escriba un programa que lea el radio de un círculo (como un valor double), y que calcule y desplie gue el diámetro, la circunferencia y el área. Utilice el valor 3.14159 para K.

2-34

¿Qué está mal en la siguiente instrucción? Proporcione la instrucción correcta para lograr lo que el pro gramador probablemente intentaba hacer.

cout << ♦+ ( x

y );

2.35

Escriba un programa que lea tres valores representar los lados de un triángulo.

2.36

Escriba un programa que lea tres valores enteros diferentes de cero, y determine y despliegue si podrían representar los lados de un triángulo recto.

2.37

Una empresa desea transmitir datos vía telefónica, pero le preocupa que sus teléfonos pudieran ser in tervenidos. Todos los dalos se transmiten como enteros de cuatro dígitos. La empresa le ha pedido que escriba un programa que encriptc los datos para que puedan transmitidos de manera más segura. Su programa debe leer un entero de cuatro dígitos y encriptarlo de la siguiente manera: reemplace cada dígito por (la suma de ese dígito más 7) módulo JO. Después intercambie el primer dígito con el ter cero. intercambie el segundo con el cuarto, y despliegue el entero cncriptado. Escriba un programa separado que ingrese el entero de cuatro dígitos encriptado, y lo desencripte para formar el número ori ginal.

2.38

El factorial de un entero no negativo n se escribe como n! (se pronuncia como “n factorial”), y se defi ne como: /»! = n • (n - l) • (n - 2) • ... *1

double diferentes de cero, y determine y despliegue si podrían

(para valores de n mayores que 1)

y n! = 1

(para n = O o n = 1).

Por ejemplo. 5! = 5 • 4 -3 • 2 • 1,1o que da como resultado 120. Utilice estructuras w h i l e encada una de las siguientes: a) Escriba un programa que lea un entero positivo, y que calcule y despliegue su factorial. b) Escriba un programa que estime el valor de la constante matemática e, mediante la fórmula:

•■=i + TT + Í! + 5! + ... c)

2.39

Escriba un programa que calcule el valor de e1, mediante la fórmula:

Encuentre el(los) error(es) en cada una de las siguientes expresiones: a) Por ( x - 100, x >- 1, x++ )

cout << x << endl; b) FJ siguiente código debe desplegar si el valor entero es par o non:

switch ( valor % 2 ) ( case 0: cout << "Entero par" << endl; case 1: cout << "Entero non" << endl;


164


c)

Capítulo 2

El siguiente código debe arrojar los enteros nones del 19 al 1:

for ( x - 19; x >■ 1; x ♦- 2 ) cout << x << endl; d) El siguiente código debe arrojar los enteros pares del 2 al 100:

contador ■ 2; do { cout << contador << endlM contador 2/ } Whila (contador < 100);

2.40

Escriba un programa que utilice una estructura for, para que sume una secuencia de enteros. Suponga que el primer entero leído especifica el número de valores restantes, que todavía deben introducirse. Su programa debe leer sólo un valor por instrucción de entrada. Una secuencia típica de entrada podría ser

5 100

200

300

400

500

donde el 5 indica que los siguientes 5 valores se sumarán.

2.41

Escriba un programa que utilice una estructura for para que calcule y despliegue el promedio de varios enteros. Suponga que el último valor leído es el centinela 999. Una típica secuencia de entrada podría ser

10 lo

2.42 1

2 3 4 5 6

7

8 11

7

9

9999

que indica que el programa debe calcular el promedio de todos los valores anteriores a 9999.

¿Qué hace el siguiente programa?

// Ej. 2.42: ej02_42.cpp // ¿Qué imprime este programa? •inelude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8

9 10

// la función main comienza la ejecución del programa int main()

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19 20

21

22

23 24 25 26

int x, y;

// declara x // declara y

// indica al usuario qué introducir cout << *Introduce dos enteros entre 1 y 20: *; cin >> x >> y; // lee los valores para x y y for ( int i » 1; i <■ y; !♦♦ ) {

// cuenta de 1 a y

for ( int j ■ 1; j <- x; j++ ) cout <<

// cuenta de 1 a x // salida 9

cout << endl;

// comienza nueva linea

) // fin del for externo



Capitulo 2

27 28 29 30

return 0;

165


> // fin da la función main

2.43

Escríba un programa que utilice una estructura for para que encuentre al más pequefio de diversos enteros. Suponga que el primer valor leído especifica el número de valores restantes, y que el primer número no es uno de los enteros a comparar.

2.44

Escriba un programa que utilice una estructura for para que calcule y despliegue el producto de los enteros nones del 1 al 15. 1.a función factorial se utiliza con frecuencia en problemas de probabilidad. Mediante la definición del factorial que se dio en el ejercicio 2.38, escriba un programa que utilice estructuras for para evaluar los factoriales de los enteros 1 a 5. Despliegue los resultados en un formato de tabuladores. ¿Qué difi cultad podría evitar que calculara el factorial de 20?

2.45

2.46

Modifique el programa del interés compuesto de la sección 2.15 para que repita sus pasos, con tasas de interés del 5 ,6 , 7, 8, 9 y 10%. Utilice un ciclo for para modificar la tasa de interés.

2.47

Escriba un programa que utilice estructuras for para que despliegue los siguientes patrones, de mane ra independiente, uno debajo de otro. Utilice ciclos for para generar los patrones. Todos los asteriscos (*) deben imprimirse mediante una sola instrucción de la forma cout << ' * • ; (esto ocasiona que los asteriscos se impriman de lado a lado). [Pista: los dos últimos patrones requieren que cada línea comience con un número apropiado de espacios. Crédito extra: combine el código de los cuatro pro blemas en un solo programa que despliegue los cuatro patrones, uno a lado del otro; utilice ciclos for anidados.]

(A )

• **

(B)

********** *********

•*•

********

****

*******

* • •* *** *• *

(C)

********** *********

(D)

• **

********

•**

*******

****

* * •* *** ** *

2.48

Una aplicación interesante de las computadoras es el dibujo de gráficos y gráficas de barras (algunas veces llamadas "histogramas”). Escriba un programa que lea cinco números (cada uno entre 1 y 30). Por cada número leído, su programa debe desplegar una línea de asteriscos adyacentes que represente dicho número. Por ejemplo, si su programa lee el número siete, éste debe imprimir * * * * * * * .

2.49

Una empresa de ventas por correo vende cinco diferentes productos, cuyos precios al menudeo son: producto 1: $2.98. producto 2: $4.50. producto 3: 59.98, producto 4: $4.49 y producto 5: $6.87. Escri ba un programa que lea una serie de pares de números de la siguiente manera: a) Número de producto. b) Cantidad vendida por un día. Su programa debe utilizar una instrucción svitch para ayudar a determinar el precio al menudeo de cada producto. Su programa debe calcular y desplegar el valor total al menudeo de todos los programas vendidos la semana anterior.

2.50

Modifique el programa de la figura 2.22 para que calcule la puntuación promedio de la clase. Una cali ficación de ‘A* vale 4 puntos. ‘B’ vale 3 puntos, etcétera.


166


Capítulo 2

2.51

Modifique el programa de la figura 2.21 para que sólo utilice enteros al calcular el interés compuesto. [Pista: trate los montos monetarios como números integrales en centavos. Después “divida" el resultado en su parte de dólar y en su parte de centavos, mediante las operaciones de división y módulo. Inserte un periodo.]

2.52

Suponga que i ■ 1 , j ■ 2, k - 3 y m ■ 2.¿Qué es lo que despliega cada una de las siguien tes instrucciones? ¿Los paréntesis son necesarios en cada caso? a) cout << ( i — 1 ) << e n d l ; b) cout << ( j - - 3 ) << e n d l ; j < 4 ) << endl; c) cout << - 1 d) cout << ( m < - 99 && k < m ) << endl; c) cout << ( j > - i | | k — m ) << endl; 0 cout << ( k ♦ jn ■ k ) << endl; g) cout << ( Im ) << endl; h) cout << ( !< j - m ) ) << endl; i) cout << ( M k > m ) ) << endl;

2.53

Escriba un programa que despliegue una tabla de los equivalentes binarios, ocíales y hexadecimales de los números decimales en el rango I a 256. Si no está familiarizado con estos sistemas numéricos, pri mero lea d apéndice C.

2.54

Calcule el valor de /r a partir de la serie infinita k

=4-

4 ,4

4 ,4

4

T +7 " 7 +7"TT

+ •••

Despliegue una tabla que muestre el valor de it por un término de la serie, por dos términos, por tres términos, etcétera ¿Cuántos términos de esta serie se deben utilizar para obtener 3.14? ¿3.141? ¿3.1415? ¿3.14159?

2.55

( Triple de Pitágoras) Un triángulo recto puede tener lados que sean enteros. Un conjunto de tres valo res enteros para los lados de un triángulo recto se llama Triple de Pitágoras. Estos tres lados deben satisfacer la relación de que la suma de los cuadrados de dos de los lados es igual al cuadrado de la hipotenusa. Encuentre todos los triples de Pitágoras para ladol, lado2 e hipotenusa no mayores que 500. Utilice un triple ciclo for anidado que pruebe esas posibilidades. Éste es un ejemplo de cómputo de fuerza bruta. Usted aprenderá en cursos de computación más avanzados que existen mu chos problemas interesantes para los que no existen métodos algorítmicos conocidos más que la pura fuerza bruta.

2.56

Una empresa paga a sus empleados como gerentes (quienes reciben un salario fijo semanal), los em pleados por hora (quienes reciben una paga fija por hora, por más de las primeras cuarenta horas que trabajan, y un “tumo y medio”, 1.5 veces su paga por hora, por tiempo extra trabajado), los empleados por comisión (quienes reciben $250 más el 5.7% de sus ventas brutas semanales), o sus empleados a destajo (quienes reciben un monto fijo de dinero por cada uno de los elementos que producen; en esta empresa, cada destajista trabaja sólo un tipo de artículo). Escriba un programa para calcular la paga semanal para cada empleado. Usted no sabe el número de empleados. Cada tipo de empleado tiene su propio código de pago: los gerentes tienen el código de pago 1. los empleados por hora tiene el código 2, los empleados por oomisión tienen el código 3 y los destajistas tiene el código 4. Utilice un switch para calcular el pago de cada empleado de acuerdo con su código de pago. Dentro del switch, indi que al usuario (es decir, a la plantilla de empleados) que introduzca la información que su programa ne cesita para calcular el pago de cada empleado, de acuerdo con su código de pago.

2.57

( Leyes de De Morgan) En este capítulo, explicamos los operadores lógicos | | . y t . Las leyes de De Morgan algunas veces pueden ser más convenientes para que nosotros plantéenlas una expresión lógica Estas leyes establecen que la expresión I ( condición1 && condición2 ) es lógicamente equiva lente a la expresión ( 1condición I \ \ 1condición2 ). También, la expresión 1 ( condición1 | | condición2 ) es lógicamente equivalente a la expresión ( I condiciónJ && lcondición2 ) . Utilice las leyes



Capitulo 2

167

de D e Morgan para escribir expresiones equivalentes a cada una de las siguientes; después escriba un programa que muestre que la expresión original y la nueva son equivalentes, en cada caso: a) K X < 5 ) ftft 1 ( y > - 7 ) b) M a — b ) | | ! ( g 1 - 5 ) c) K ( X < - 8 ) && ( y > 4 ) ) d) !< ( i > 4 ) | | ( j < - 6 ) )

2.58

Escriba un programa que imprima la siguiente forma de rombo. Usted puede utilizar instrucciones de salida que impriman un asterisco (* ) o un blanco. Maximice su uso de la repetición (con estructuras for anidadas) y minimice el número de instrucciones de salida.

** * *

2.59

Modifique el programa que escribió en el ejercicio 2.58 para leer un número non en el rango del I al 19. para especificar el número de filas en el rombo. Su programa debe desplegar un rombo del (amafio apropiado.

2.60

Una crítica a la instrucción break y la instrucción continué
2.61

¿Qué hace el siguiente segmento de programa?

1

for ( i - 1; i <- 5; i++ ) {

2 3 4 5 6

7 8 9 10

for ( j - 1; j

<- 3;

) {

for ( k ■ 1; k <- 4; k++ ) COUt <<

cout << endl; } // fin del for interno

11 12 13 14

cout << endl; } // fin del for externo


168


Capítulo 2

2 .6 2

En general, describa cómo eliminaría cualquier instrucción c o n t i n u o de un ciclo en un programa, y reemplace la instrucción con algún equivalente estructurado. Utilice la técnica que desarrolló aquí pa ra eliminar los c o n t i n u o del programa de la figura 2.27.

2 .6 3

(Canción "The twelve days o f christmos ”) Escriba un programa que utilice estructuras de repetición y s w i t c h para desplegar la canción ‘The twelve days o f christmas". Se debe utilizar una estructura o w it c h para desplegar el día (es decir, “First". “Second”. etcétera). Se debe utilizar una estructura s w i t c h sepa rada pora imprimir el resto de cada verso. Visite el sitio Web w w . 1 2 d a y s . c o m /1 i b r a r y / c a r o l o / 1 2 d a y s o f x m a s . h tm para consultar la letra de la canción.

2 .6 4

[Nota: este ejercicio corresponde a la sección 2.22. “Acerca de los objetos”.] Describa en 200 palabras o menos qué es un automóvil y qué hace. Liste los sustantivos y los verbos por separado. En el libro, establecimos que cada enunciado debe corresponder a un objeto, el cuál tendrá que construirse para ¡mplementar un sistema. En este caso un automóvil. Elija cinco de los objetos que listó, y. para cada uno. liste distintos atributos y varios comportamientos. Describa brevemente cómo interactúan estos objetos entre s í y con otros objetos en su descripción. Usted realizó muchos de los pasos clave de un típico di seño orientado a objetos.

2 .6 5

(El problema de Peter Minuit) La leyenda cuenta que. en 1626, Peter Minuit compró la isla de Manhat tan por $24.00 en un trueque. ¿Hizo una buena inversión? Para responder a esta pregunta, modifique el programa de interés compuesto de la figura 2 .2 1 para comenzar con un depósito principal de $24.00 y calcular el monto de interés por depósito, si ese dinero se hubiera mantenido depositado hasta ahora (376 años hasta el 2002). Ejecute el programa con tasas de interés del 5 . 6 . 7 . 8 . 9 y 10% para observar las maravillas del interés compuesto.


3 Funciones

Objetivos • Com prender cóm o construir programas m odulares m ediante piezas llam adas funciones. • Crear nuevas funciones. • Com prender el m ecan ism o utilizado para pasar inform ación entre funciones. • Introducir técnicas de sim u lación m ediante la generación d e núm eros aleatorios. • Com prender cóm o la visibilidad d e los idcntificadorcs se lim ita a regiones esp ecífica s d e lo s programas. • Com prender cóm o escribir y utilizar funciones q u e se llaman a s í m ism as.

La fo r m a siem pre sigue a la función. L ouis Hcnri Sullivan

E plu rib u s unum. ( U no com puesto p o r m uchos.) V irgilio

¡O h! volvió a llam ar ayer, ofreciéndom e volver. W illiam Shakespeare

Llám am e Ism ael. Hermán M elville

C uando m e llam es así. sonríe. O w en W ister


170

Funciones

Capítulo 3

Plan general 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22

Introducción Componentes de un programa en C++ La biblioteca de funciones matemáticas Punciones Definición de funciones Prototipos de función Archivos de encabezado Cóm o generar números aleatorios Ejemplo: un juego de azar y la introducción de enum Clases para almacenamiento Regias de alcance Recursividad Ejemplo sobre cómo utilizar la recursividad: la serie de Fibonacci Recursividad versus iteración Funciones con listas de parámetros vacías Funciones i n l i n e Referencias y parámetros por referencia Argumentos predeterminados Operador uñarlo de resolución de alcance Sobrecarga de funciones Plantillas de función (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: identificación de los atributos de las clases

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoe\'aluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios

3.1 Introducción La m ayoría d e los programas que resuelven problem as reales son m ás grandes que lo s programas que presentam os en lo s prim eros capítulos. La experiencia n os ha dem ostrado que la m ejor manera d e desarrollar y m antener un programa grande es construirlo a partir d e p ieza s o com p onentes más pequeños, m ás m anejables que el programa original. Esta técnica s e llam a divide y vencerás. Este capítulo describe m uchas de las características d el lenguaje C + + que facilitan el d iseño, im plcm cntación, operación y m antenim iento de programas grandes.

3.2 Componentes de un program a en C++ A los m ódu los de C + + se les llam a fu n c io n e s y clases. L os programas en C + + por lo general se escri ben com binando nuevas fu n cion es q u e el programador escribe m ediante las fu n cion es “predefinidas” q u e se encuentran disponibles en la biblioteca está n d a r de C + + , y con las cla ses que el programador escrib e m ediante las cla ses “predefinidas” q u e s e encuentran d ispon ib les en distintas b ibliotecas de


Funciones

Capitulo 3

171

clases. En este capítulo, nos concentram os e n la s fu n d o n es; la s cla ses las exp licarem os co n detalle al principio del capítulo 6. La biblioteca estándar de C + + proporciona una rica co lección de funciones para realizar cálcu los m atem áticos com u n es, m anipularión d e cadenas, m anip uladón de caracteres, cntrada/salida, verifi cación d e errores y m uchas otras op eracion es útiles. E sto hace que el trabajo del programador sea más se n c illo debido a que estas fun cion es proporcionan m uchas de las capacidades q u e ello s requie ren. Las fu n d o n es d e la b iblioteca estándar de C + + son parte d el am biente de program ación d e C ++.

Observación de ingeniería de software 3.1 Utilice la documentación en línea de su compilador para familiarizarse con la rica colección de fu n ciones y clases de la biblioteca estándar de C++.

Observación de inaeniería de software 3.2 Evite reinventar la rueda. Cuando sea posible, utilice las funciones de la biblioteca estándar de C++ en lugar de escribir nuew s funciones. Esto reduce el tiempo de desarrollo de un programa.

Tip de portabilidad 3.1 Utilizar las funciones de la biblioteca estándar de C++ ayuda a que los programas sean más porta-

D bles.

Tip de rendimiento 3.1 m

No intente rescribir rutinas existentes en la biblioteca para hacerlos más eficientes. Por lo general, us ted no será capaz de incrementar el rendimiento de estas rutinas y podría introducir errores.

L os program adores escriben fun cion es que definen tareas esp ecífica s, las cu a les pueden utilizar se e n m uchos puntos d el programa. En o casio n es a éstas s e les d enom ina fu n cio n es definidas p o r el

program ador. L as instrucciones reales que definen la función se escriben só lo una v ez, y dichas in s trucciones están ocultas para otras fu n d o n es. U na función se invoca (es decir, s e hace que realice la tarea para la que fue diseñada) m ediante una llam ada a la fu n c ió n . I-a llam ada a la función esp ecifica el nom bre d e la fu n d ó n y proporciona inform ación (com o argum entos ) que la función invocada necesita para hacer su trabajo. Una analo gía com ún para esto es la form a jerárquica d e adm inistradón. U n je fe (la fu n c ió n invocadora, o que invoca ) le pide a un trabajador (la fu n c ió n invocada) que realice una tarea y regrese (es decir, q u e in form e) lo s resultados cuando la tarca esté hecha. I-a función je fe n o sabe cóm o la función trabajador realiza su s tareas asignadas. El trabajador podría llamar a otras fu n d o n e s trabajadoras y el je fe no se enteraría d e esto. Pronto verem os có m o este “ocultam icnto” de lo s d etalles de la im plem cn tad ón prom ueven una buena ingeniería de softw are. La figura 3.1 m uestra a la función main com u nicán d o se con varias fu n cion es trabajadoras d e manera jerárquica. O bserve q u e trabajador1 actúa c o m o una fun ción j e f e para traba jador4 y traba jador5. Las relaciones entre fu n cion es pueden ser diferentes a las d e la estructura jerárquica que m uestra esta figura.

3.3 La biblioteca de funciones matemáticas La biblioteca de fu n d on es matemáticas permite al programador realizar d ertos cálcu los m atem áticos com unes. A quí utilizam os varias funciones matemáticas de la biblioteca para introducir el concepto de fu n d on es. E xplicarem os m uchas otras fu n d on es de la biblioteca estándar de C + + a través del libro. Por lo general, las funciones se llam an escribiendo el nombre de la función, segu id o por un paréntesis izquierdo, segu id o por el argum ento (o una lista separada por com as) d e la fu n d ó n , s e gu ido por e l paréntesis derecho. Por ejem p lo, un programador q u e d esea calcular e im prim ir la raíz cuadrada d e 9 0 0 . 0 deberá escribir:


172

Funciones

Capítulo 3

R e lació n Je rá rq u ica fu n ció n Je fe /fu n ció n trab a jad o r.

Figura 3.1

c o u t << s q r t (

9 0 0 .0

);

C uando esta instrucción s e ejecu ta, se invoca a la función m atem ática s q r t de la b iblioteca para calcular la raíz cuadrada d el núm ero con ten id o en el paréntesis ( 9 0 0 . 0 ) . FJ núm ero 9 0 0 . 0 e s el

argum ento d e la función s q r t . La instrucción anterior desplegará 3 0 . La función s q r t tom a un argum ento de tipo d o u b l e y d evu elve un resultado de tipo d o u b l e . Todas las fu n cion es de la bi b lioteca m atem ática d evu elven un dato de tipo d o u b l e . Para utilizar las fu n cio n es d e la biblioteca m atem ática in clu ya el archivo de en cab ezado < c m a t h > .'

Error común de programación 3.1 Olvidar incluir el archivo de encabezado matemático cuando utiliza funciones de la biblioteca mate mática, es un error de sintaxis. Los argum entos d e las fu n cion es pueden ser constantes, variables, o expresiones. Si el - 13.0, d

-

3.0 y f

-

4.0, en ton ces la instrucción:

c o u t << s q r t ( el * á * t

);

calcu la y d esp liega la raíz cuadrada d e 13.0 + 3.0

* 4.0 -

25.0, concretam ente 5. O bser

ve que por lo general C ++ no despliega ceros a la izquierda o el punto decim al en un número d e punto flotante q u e no tiene parte fraccionaria. A lgunas fun cion es de la biblioteca m atem ática se resum en en la figura 3.2. En la figura, las va riables x y y son de tipo d o u b l e .

Método ceil(

x

eos( x ) Figura 3.2

)

Descripción

Ejemplo

redondea x al entero más pequeño no menor que x

c e i l ( 9 . 2 ) es 1 0. 0 c e l l ( - 9 . 8 ) es - 9 . 0

coseno trigonométrico de x (x en radianes)

co» ( 0.0

) es 1 . 0

B ib lio te ca d e fu n cio n es m a te m á tic a s. (P a rte 1 d e 2 .)

1. En realidad, la biblioteca estándar proporciona versiones múltiples de las funciones que trabajan con cada tipo de dato de punto flotante ( f l o a t , d o u b le y lo n q d o u b le ).


Funciones

Capitulo 3

173

Método

Descripción

Ejemplo

exp( x )

función exponencial e*

exp( 1.0 )es 2.71828 •xp( 2.0 )es 7.38906

fa b s(

valor absoluto de x

fabs( 5.1 )es 5.1 f&bs( 0.0 )es 0.0 fabs( -8.76 ) es 8.76

redondea .r al entero más grande no mayor que x

floor( 9.2 ) es 9.0 floor( -9.8 ) es -10.0

x )

£loor( x ) fnvod (

x, y ) residuo de x/y como un número de punto flotante

fmod( 13.657, 2.333 ) es 1.992

logaritmo natural de x (base e)

loq( 2.718282 ) es 1.0 loq( 7.389056 ) es 2.0

loqlO( x )

logaritmo de x (base 10)

loqlO( 10.0 ) es 1.0 loqlO( 100 )es 2.0

pow( x, y )

x elevado a la potencia y (x?)

pow( 2, 7 ) es 128 pow( 9, .5 ) es 3

sin( x )

seno trigonométrico de x (x en radianes)

■in( 0.0 )es 0

sqrt( x )

raíz cuadrada de x

sqrt ( 900.0 )es 30.0 sqrt ( 9.0 )es 3 . 0

tan( x )

tangente trigonométrica de x (x en radianes)

tan( 0.0 )es 0

loflrt

X

Figura 3.2

)

Biblioteca d e funciones matemáticas. (Parte 2 d e 2.)

3.4 Funciones fun cion es perm iten al programador dividir un programa en m ódulos. Todas las variables d efin i das dentro d e la función son variables locales; éstas se con ocen só lo en la función en la que se d e finen. L a m ayoría d e las personas tien e una lista de parám etros q u e proporcionan lo s m edios para com unicar inform ación entre funciones. L o s parámetros de una función son tam bién variables lo ca les d e esa función.

Observación de ingeniería de software 3.3 En programas que contienen muchas funciones, el a m ia se debe implementar como un grupo de lla madas a funciones que realizan el grueso del trabajo del programa. Existen diferentes m otivos para “fu n c io n a liza r" un programa. El m étodo de divid e y vencerás hace que el desarrollo d e un programa sea m ás manejable. Otro m otivo es la reutilización de so ft ware, es decir, utilizar fun cion es d e softw are existen tes co m o b loques d e construcción para crear programas. La rcutilización d e softw are es un factor im portante en la program ación orientada a o b jetos. C on una buena nom enclatura y d efinición d e fun cion es, lo s programas se pueden crear a par tir d e fun cion es estandarizadas que cum plan tareas esp ecífica s, en lugar de construirlas con có d ig o personalizado. Otro m otivo es evitar la repetición d e có d ig o en un programa. Empacar c ó d ig o co m o una función perm ite la ejecu ción de é ste d esd e diferentes u b icacion es de un programa m ediante una sim p le llamada a la función.


174

Funciones

Capítulo 3

Observación de ingeniería de software 3.4 Cada función se debe limitar para que realice una tarea sencilla y bien definida, y el nombre de la fu n ción debe expresar de mrnera efectiva dicha tarea. Esto promueve la reutilización de software.

Observación de ingeniería de software 3.5 Si usted no puede elegir un nombre conciso que exprese lo que la función hace, es posible que su fu n ción intente realizar demasiadas y diversas tareas. Por lo general, es mejor dividir tal función en muchas funciones más pequeñas. Así. la función original puede llamar a funciones más pequeñas pa ra realizar una tarea completa.

3.5

Definición de funciones

Cada programa que hem os presentam os con siste en la función main. la cual llam a a fun cion es de la b iblioteca estándar para llevar a cab o su s tarcas. A hora exp licarem os có m o hacen lo s programa dores para escribir sus propias fun cion es personalizadas. C onsidere un programa con la función cuadrado definida por el programador, que calcu la y d esp liega lo s cuadrados de lo s enteros d el 1 al 10 (figura 3.3).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

// Fig. 3.3: fig03_03.cpp // Creación y uso da una función definida por el programador. #inelude uaing std::cout; uaing atd::andl; int cuadrado( int );

// prototipo de la función

int main ()

{ // repite 10 veces, calcula y despliega // el cuadrado de x for ( int x - 1; x <- 10; x++ ) cout << cuadrado( x ) << * " j // llamada a la función

16 17 18 19 20 21

cout << endl; return 0;


} // fin de main

22 23 24

// definición de la función cuadrado, la cual devuelve el cuadrado de un entero int cuadrado( int y ) // y es una copia del argumento de la función

25

{

26 27 28 1

return y * y;

// devuelve el cuadrado de y como un int

) // fin de la función cuadrado 4

9

Figura 3.3

16

25

36

49

64

81

100

Función cuadrado, definida por el programador.


Funciones

Capitulo 3

La función

175

cuadrado se invoca o se llam a en main, m ediante la expresión cuadrado ( x )

de la lin ca 15. L o s paréntesis ( ) en la llam ada a la fun ción representan a un operador d e C + + que ocasion a que se llam e a la función. La función cuadrado (lín eas 2 4 -2 8 ) recibe una cop ia del va lor del argum ento x. y lo alm acena en el parám etro y. D esp u és, cuadrado calcula y * y (línea 26). La función cuadrado pasa e l resultado d e nuevo al punto en main en d ond e se in v o có a cua drado (lín ea 15) y d esp liega el resultado. O bserve q u e la llamada a la función n o m odifica el valor de x. La estructura d e repetición for repite este p roceso para cada uno d e los valores de 1 a 10. La definición de cuadrado (líneas 24-28) muestra que esta función utiliza un parámetro entero y. La palabra reservada int que precede al nom bre de la función, indica que cuadrado d evu elve un resultado entero. La instrucción return en cuadrado (lín ea 26) pasa el resultado del cá lcu lo de regreso a la función q u e llama. La línea 8 e s un pro to tip o de fu n ció n . R1 tipo d e dato int que se encuentra entre paréntesis in forma al com p ilad or que la función cuadrado espera un valor entero d esd e quien la llam a. El tipo de dato int a la izquierda del nom bre de la función cuadrado inform a al com p ilad or que cua drado regresa un resultado entero a la llam ada. El com p ilad or h a ce referencia al prototipo de la función para verificar que las llamadas a la función cuadrado contienen el número y tipo correcto de argum entos, y que los argum entos se encuentran en el orden correcto. A dem ás, el com pilador utili za el prototipo para asegurar que el tipo de lo s datos devuelto por la función se pueda utilizar de m a nera correcta en la expresión que llam ó a la función. Si los argum entos pasados a una función no coinciden co n los tipos esp ecifica d o s en el prototipo de la función, el com pilador intenta convertir los argum entos a los tipos esp ecificad os en el prototipo. La secció n 3 .6 ex p lica las reglas para estas con version es. N o se requiere el prototipo d e la función, si la d efinición d e la función aparece antes de q u e la función se utilice por primera vez. En tal ca so , el en cab ezado de la función tam bién actúa com o el prototipo de la función. Si las líneas 24 a 28 de la figura 3 3 aparecieran antes de main, el prototipo d e la función de la línea 8 sería innecesario. En la secció n 3 .6 explicam os con detalle lo s pro totipos de la s funciones. El form ato de una d efinición de función e s el siguiente:

tipo_valor_retorno nom bre_ fu n c ió n ( lista ^p a rá m etro s ) {

declaraciones e instrucciones; ) El nom bre_ fu n c ió n e s cualquier identificador válido. El tipo_valor_relom o e s el tipo de dato del re sultado d evu elto por la función, a quien la llam a. U n tipo_valor_retom o void indica que una fu n ción no regresa valor alguno.

Error común d© programación 3.2 Olvidar devolver un valor desde una función que se supone regresa un valor, es un error de sintaxis.

Error común d© programación 3.3 Devolver un valor desde una función cuya tipo de retorno se ha declarado como sintaxis.

v o id . es un error de

La lista_ parám etros e s una lista separada por com as que contiene las declaraciones de lo s pará m etros recibidos por la fun ción cuando a ésta se le llam a. Si una función n o recibe valor algu no, la lista _ p a rá m etro s es void o sim plem ente se d ejó vacía. Para cada parámetro en la lista de parám e tros de una función, se debe listar d e manera explícita un tipo.


176

Funciones

Capítulo 3

Error común d© programación 3.4 Declarar los parámetros de una función como del mismo tipo, tal como f l o a t x, f l o a t y e s un error de sintaxis.

f l o a t K y.

en lunar de

Error común de programación 3.5 Colocar un punto y coma después de un paréntesis derecho que envuelve la lista de parámetros de la función, es un error de sintaxis.

Error común de programación 3.6 Definir nuevamente el parámetro de una función como una variable local en la función, es un error de sintaxis.

Buena práctica de programación 3.1 Para es'itar ambigüedades, no utilice los mismos nombres para los argumentos que pasan a una fu n ción y para sus parámetros correspondientes en la definición de la función. Las declaraciones e instrucciones entre llaves forman el cuerpo d e la fu n ción, lo que también s e co n o ce com o bloque o instrucción com puesta. Las variables se pueden declarar en cu alq uier b lo que, y lo s b loqu es se pueden anidar. U na fu n c ió n no se p uede d efinir dentro de otra función.

Error común de programación 3.7 Definir una función dentro de otra función, es un error de sintaxis.

Buena práctica de programación 3.2 Coloque una linea en blanco entre las definiciones de función para separar las funciones y mejorar la claridad del programa.

Buena práctica de programación 3.3 Elegir nombres de función y nombres de parámetro con significado, hace que los programas sean más claros y ayuda a evitar el uso excesivo de comentarios.

Observación de ingeniería de software 3.6 Trate de mantener funciones pequeñas. Sin importar que tan grande sea unafunción, debe realizar bien su tarea. Las funciones pequeñas promueven la reutilización de software.

Observación de ingeniería de software 3.7 Los programas deben escribirse como colecciones defunciones pequeñas. Esto hace a los programas más fáciles de escribir, corregir, mantener y modificar.

Observación de ingeniería de software 3.8 Una función que requiere un gran número de parámetros podría realizar demasiadas tareas. Conside re dividir la función en funciones más pequeñas para realizar tareas separadas.

____ Error común de programación 3.8 Es un error de sintaxis, si el prototipo de la función, el encabezado de la función y las llamadas a la función no concuerdan en número, tipo y orden de argumentos o parámetros y en su tipo de valor de retorno. Existen tres m aneras de d evolver el control al punto en el q u e se llam ó a una función. Si la fun ción n o regresa un resultado, el control regresa cuando el programa alcanza la llave derecha al final d e la función, o m ediante la ejecu ción de la instrucción:


Funciones

Capitulo 3

177

return; Si

la función d evu elve un resultado, la instrucción:

return expresión ; evalúa la expresión y d evu elve el valor de la expresión a quien la llama. N uestro segundo ejem p lo (figura 3 .4 ) u tiliza la función definida por el programador mayor pa ra determ inar y devolver el m ayor d e tres núm eros de punto flotante.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 3.4: fig03_04.cpp // Encuentra el mayor de tres números de punto flotante. tinclude using using using

std::cout; std::cin; std::endl;

8 9 10 11

int main()

12

{

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

double mayor( double, double, double ); // prototipo de la función

double numerol; double numero2; double numero3; cout << *Introduzca tres números de punto flotante: cin >> numerol >> numero2 >> numero3/ // numerol, numero2 y numero3 son argumentos / / d e la ftinción mayor cout << "El mayor es: * << mayor( numerol, numero2, numero3 ) << endl; return 0/

// indica term inación exitosa

) // fin de main // definición de la función mayor; // x, y, y z son parámetros double mayor( double x, double y, double z ) { double may ■ x; // asume que x es el mayor if ( y > nay ) may - y;

// si y es mayor. // asigna y a may

if ( z > may ) may - z;

// si z es mayor. // asigna z a may

return may;

// may es el mayor

) // fin de la función mayor

Figura 3.4

Función m a yo r, definida por el programador. (Parte 1 de 2.)


178

Funciones

Capítulo 3

Introduzca tras números de punto flotante: 99.32 37.3 27.1928 El mayor es: 99.32

Introduzca tres números de punto flotante: 27.9 14.31 88.99 El mayor es: 88.99 Figura 3 .4

Función m a y o r , definida por el programador. (Parte 2 d e 2.)

El programa indica al usuario que introduzca tres núm eros de punto flotante (línea 17), y luego s e leen los núm eros (línea 18). A continuación, el programa llam a a la función mayor (lín ea 23), y pasa lo s núm eros co m o argum entos. La fun ción mayor determ ina el valor m ás grande, poste riormente la instrucción return (línea 4 1 ) d evu elve un valor a l punto en el que la función main in vocó a mayor (lín ea 23). D esp u és, la instrucción cout (lín ea s 2 2 -2 3 ) d esp lieg a el valor d evu el to. [Nota: las com as utilizadas en la línea 23 para separar lo s argum entos de la función m ayor no son operadores com a, co m o exp licam os en la secció n 2.14. E l operador com a garantiza que su s operand o s se evalúen de izquierda a derecha; sin em bargo, el orden d e evaluación de lo s argum entos de una función n o está definido. |

3.6 Prototipos d© función U na de las características m ás im portantes de C + + e s el prototipo J e la fu n ció n . Un prototipo de fun ció n le indica al com pilador el nom bre de una fun ción , el tipo de dato d evu elto por esa función, el núm ero d e parám etros que la función espera recibir, el tipo de dichos parámetros y el orden en el que s e esperan los parám etros de e s o s tipos. El com pilador utiliza lo s prototipos de las fu n cion es para validar la s llam adas a la función. Las primeras version es del lenguaje de program ación en C n o rea lizaban este tipo de evaluación, de manera que era p osible llamar a fun cion es en C co n argum entos incorrectos, y los com piladores n o detectaban lo s errores. D ichas llam adas podían provocar errores fatales en tiem po de ejecu ción o errores no fatales que ocasionaban errores ló g ic o s su tiles que eran d ifíc ile s d e detectar. L o s prototipos de función corrigen esta d eficien cia. L o s archivos d e en cab eza d o que in clu im os en los program as d e C + + contienen prototipos de fu n cio n es (y otra inform ación), q u e perm iten al com pilador asegurar que un programa utiliza las fun cion es de m anera correcta.

Observación de ingeniería de software 3.9 Los prototipos de función son obligatorios en C++. Utilice la directiva de preprocesador f i n e l u d o ¡xtra obtener los prototipos de función para las funciones de ¡a biblioteca estándar a partir de los archivos de encabezado para las bibliotecas apropiadas (por ejemplo, el prototipo para la función matemática sqrt es el archivo de encabezado ; una lista de archivos de encabezado de la biblioteca estándar aparece en la sección 3.7j Utilice además f i n e l u d o para obtener los archivos de encabezado que contienen los prototipos de las funciones utilizadas por usted o los miembros de su equipo.

Error común de programación 3.9 Olvidar el punto y coma al final del prototipo de la función, es un error de sintaxis.


Funciones

Capitulo 3

179

Error común do programación 3.10 Una llamada a una fu n d ó n que no coincide con el prototipo de la función, es un error de sintaxis.

Error común de programación 3.11 Olvidar un prototipo de función cuando una función no está definida antes de que se ¡moque, es un error de sintaxis. El prototipo de función para mayor, e n la línea 9 d e la figura 3 .4 , esta b lece que mayor toma tres argum entos de tipo double y d evu elve un resultado de tipo double. O bserve q u e este proto tip o d e función e s el m ism o q u e el del archivo de en cab ezad o d e la definición de la fun ción mayor, con ex cep ció n de lo s nom bres de lo s parámetros (x. y y x), lo s cu ales no están incluidos.

Buena práctica de programación 3.4 Aunque los nombres de los parámetros en el prototipo de la función son opcionales, muchos progra madores utilizan estos nombres para propósitos de documentación. La porción d el prototipo de la función que in clu y e el nom bre de ésta y lo s tipos d e su s argum en tos s e llam a firm a de la fu n c ió n o sim p lem en te firm a . La firma de la función no in clu ye el tipo de retom o d e la función.

Error común de programación 3.12 Cuando compila una definición de función, es un error que el tipo de retorno, la firm a en el prototipo y la definición de la función no concuerden. C o m o ejem p lo d el error com ún de program ación anterior, en la figura 3 .4 , si el prototipo de la función se hubiera escrito:

void mayor( double, double, double ); el com pilador reportaría un error, d eb ido a que el tip o d e retom o void en el prototipo d e la función difiere d el tipo de retom o double en el encabezado de la función. Otra característica im portante d e lo s prototipos d e función es la coerción de argum entos , es decir, forzar a lo s argum entos al tipo apropiado m ediante la declaración d e lo s parámetros. Por ejem p lo, un programa puede llam ar a la función m atem ática sqrt de la b ib lioteca m ediante un argum en to entero, aun cuando el prototipo de la función en esp ecifica un argum ento double. la función trabaja correctam ente. t a instrucción:

cout << eqrt( 4 ); evalúa de manera correcta sqrt ( 4 ) y d esp liega el valor 2. El prototipo de la función provoca que el com pilador convierta el argum ento entero 4 al valor double 4.0. antes de que el valor s e pase a sqrt. En general, lo s valores de argum entos que no concucrdan de manera precisa con lo s tipos de pa rámetros en el prototipo de la función, se convierten al tipo apropiado am es d e llam ar a la función. Estas con version es pueden provocar resultados incorrectos s i no s e siguen las reglas de prom oción de C ++. Las reglas d e prom oción esp ecifican c ó m o realizar la conversión d e tipos sin perder datos. En nuestro ejem p lo de sqrt, un int se puede convertir en un double sin m odificar su valor. Sin em bargo, un double convertido a int trunca la parte fraccional del valor double. Convertir ti p os enteros grandes a tipos enteros pequeños (por ejem plo, d e lonq a short) también puede pro vocar la m odificación d e valores.


180

Funciones

Capítulo 3

Las reglas de prom oción se aplican a exp resion es que contienen valores de dos o m ás tipos de datos; tales exp resion es se denom inan tam bién expresiones de tip o m ixto. El tipo de cada valor en una expresión de tipo m ixto se prom ueve al tipo “m ás alto’* en la expresión (en realidad, en la ex presión s e crea y s e utiliza una versión tem poral de cada valor; lo s valores originales perm anecen sin cam bio). La prom oción ocurre tam bién cu an do el tipo de un argum ento e n una función no coincide con el tipo de parámetro esp ecifica d o en la d efin ición d e la función. La figura 3 .5 lista los tipos d e datos internos ordenados d esd e el “tip o m ás alto" al “tipo más bajo". Convertir valores a tipos m ás bajos puede provocar valores incorrectos. Por lo tanto, un valor se puede convertir a un tipo m ás bajo só lo m ediante la asignación ex p lícita del valor a una variable de tipo m ás bajo o utilizando el operador de conversión de tipo (vea la sección 2.9). L os valores de los argum entos de la función se convierten a tipos de parámetros en el prototipo de la función, co m o si s e asignaran d e manera directa a variables d el m ism o tipo. Si nuestra función cuadrado, la cual utiliza un parámetro entero (figura 3 .3 ), e s llamada con un argum ento de punto flotante, el argum en to se convierte a int (un tipo m ás bajo), y cuadrado por lo general d ev u elv e un valor incorrecto. Por ejem p lo, cuadrado ( 4.5 ) devolvería 16, no 20.25.

Error común de programación 3.13 Convertir de un tipo de dato alto en la jerarquía de promoción a un tipo de
3.7 Archivos de encabezado 1.a biblioteca estándar de C + + se divide en m uchas partes, cada una con su propio archivo de encabe zado. L os archivos de encabezado contienen lo s prototipos de función para las funciones relacionadas que forman cada parte de la biblioteca. Ix>s archivos de encabezado contienen adem ás d efinicion es d e d istintos tipos d e datos y con stantes necesarias para d ich as funciones. La figura 3 .6 lista algunos archivos d e encabezado com u n es de la biblioteca estándar d e C ++, la m ayoría d e lo s cu ales ex p li carem os m ás adelante en el libro. En el cap ítulo 19, El preprocesador, exp licarem os co n detalle el térm ino “m acro” q u e se utiliza m uchas v eces e n la figura 3 .6 . L o s nom bres de lo s archivos de en-

tipos de datos long double double f loat unsigned long int long int

(sinónimo de unsigned long)

unsigned int int

(sinónimo de unsigned)

unsigned short int short int

(sinónimo de unsigned short)

(sinónimo de long)

(sinónimo de short)

unsigned char char bool Figura 3.5

(falso se convierte en 0, verdadero se convierte en 1) Jerarquía de promoción de tipos de datos Integrados.


Funciones

Capitulo 3

181

cab ezado que terminan en . h son archivos d e encabezado al “v iejo estilo ” que se han sustituido con los archivos de encabezado d e la b iblioteca estándar d e C + + .2

Archivo de encabezado de la biblioteca estándar

Explcación

Contiene macras para agregar diagnósticos que ayuden a la corrección del programa. Éste reemplaza al archivo de encabezado de la prestándar de C++.

Contiene prototipos de función que evalúan ciertas propiedades de los caracteres, y pro totipos de función que se utilizan para convertir caracteres minúsculas a mayúsculas y viceversa. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado

.

Contiene los límites del sistema con respecto al tamaño de los números de punto flo tante. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado . Contiene los límites del sistema para números enteros. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado .

Contiene prototipos de función de la biblioteca de funciones matemáticas. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado .

Contiene prototipos de función para las funciones de entrada/salida de la biblioteca al estilo C. y la información utilizada por éstas. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado .

Contiene prototipos de función pora la conversión de números a texto, de texto a núme ros, para asignación de memoria, de números aleatorios y otras funciones útiles. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado <»tdlib .h>.

Contiene prototipos de función para funciones de proceso de cadenas al estilo C. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado .

Contiene prototipos de función y tipos para manipular fechas y horas. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado .

Contiene prototipos de función para las funciones de entrada/salida estándar de C++. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado .

Contiene prototipos de función para manipuladores de flujo que dan formato a flujos de datos. Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado

Contiene prototipos de función para funciones que realizan la entrada y salida desde ar chivos en disco (esto lo explicamos en el capítulo 14). Este archivo de encabezado reemplaza al archivo de encabezado .

Contiene clases y funciones que se utilizan por muchos archivos de encabezado de la biblioteca estándar.

Figura 3.6

Archivos d e e n ca b e za d o d e la biblioteca estándar. (Parte 1 de 2.)

2. El programador puede crear archivos de encabezado personalizados. A menudo, los nombres de archivos de en cabezado definidos por el programador terminan con . h. . hpp o . hxx. Un programa incluye un archivo de encabezado definido por el programador, si se utiliza la directiva de preprocesador fine luda. Por ejemplo, el ar chivo de encabezado cuadrado.h se puede incluir en nuestro programa mediante la directiva # ineluda “cuadrado .h" dentro del archivo de programa. Observe que los archivos definidos por el programador por lo general se encierran entre comillas («*). en lugar de ( o ) . La sección 6.7 y la sección 19.2 presentan información adicional acerca de la inclusión de los archivos de encabezado definidos por el programador.


182

Funciones

Capítulo 3

Archivo de encabezado de la blbloteca estándar

ExpScación

, . Estos archivos de encabezado contienen clases que implementan los contenedores

. . de la biblioteca estándar. Los contenedores almacenan datos durante la ejecución de . , .

un programa. Explicaremos estos archivos de encabezado en el capítulo 21, Biblio teca estándar de plantillas (STL).

Contiene clases y funciones utilizadas por la biblioteca estándar para asignar memo ria a los contenedores de la biblioteca estándar.

Contiene clases y funciones utilizadas por los algoritmos de la biblioteca estándar.

Contiene funciones para manipular datos de los contenedores de la biblioteca estándar.

.

Estos archivos de encabezado contienen clases que se utilizan para manejar excepcio nes (las cuales explicaremos en el capítulo 13, Manejo de excepciones).

Contiene la definición de la clase string de la biblioteca estándar (la cual explicare mos en el capítulo 15, La clase atring y el procesamiento de flujos de cadena).

<>straam>

Contiene prototipos de función para funciones que realizan la entrada y salida de ca denas en memoria (esto lo veremos también en el capítulo 15).

Contiene clases y funciones que se utilizan, por lo general, por el procesamiento de flujos para procesar datos de manera natural para diferentes lenguajes (por ejemplo, formatos de moneda, ordenamiento de cadenas, presentación de caracteres, etcétera).

Contiene clases para definir los límites para los tipos de dalos numéricos en cada pla taforma de computación.

Contiene clases para la identificación de tipos en tiempo de ejecución (determinación de tipos de datos en tiempo de ejecución).

Figura 3.6

Contiene clases para acceder a datos de los contenedores de la biblioteca estándar.

Archivos d e e n ca b e za d o d e la biblioteca estándar. (Parte 2 d e 2.)

3.8 C ó m o generar números aleatorios Ahora nos tom arem os un breve m om ento para divertimos con una aplicación de programación, a saber, una sim ulación y juego. En ésta y en la sigu ien te se cc ió n , desarrollam os un programa bien estructu rado d e ju ego que in clu ye m últiples funciones. El programa u tiliza la m ayoría de las fun cion es de la s estructuras de control y los con cep tos q u e hem os exp licado hasta este punto. E xiste a lg o esp ecia l en los ca sin o s que anim a a las personas, d esd e lo s jugadores em pedernidos que juegan dados en lujosas m esas d e caoba y felp a, hasta las tragam onedas de un cuarto de dólar. Esto especial es el elem ento de azar, la posibilidad de que la suerte convierta un p oco d e dinero en un m ontón d e bienestar. E l elem en to d e azar puede introducirse en ap lica cio n es d e cóm p uto utilizan d o la función de biblioteca rand. C onsidere la sigu ien te instrucción:

i - rand(); La fun ción r&nd genera un entero sin sig n o entre 0 y r a n d m a x (una constante sim b ó lica d efin i da en el archivo de en cab ezad o ). El valor d e r a n d _ m a x debe al m enos ser 3 2 ,7 6 7 , el valor m áxim o p o sib le para un entero d e d o s bytes (1 6 bits). Si rand en realidad produce enteros al


Funciones

Capitulo 3

183

azar, cada número entre 0 y r a n d MAX tien e la m ism a oportunidad (o probabilidad) de ser e le g i do cada v ez que s e invoca a rand. E l rango de valores que produce rand de manera directa, a m enudo difiere del requerido por la aplicación. Por ejem plo, un programa q u e sim ula el lanzam iento d e una m oneda podría requerir so la mente 0 para “cara” y 1 para “cruz”. Un programa que sim ula el tiro d e un dado de seis lados requiere enteros al azar entre 1 y 6. Un programa que predice al azar el sigu iente tip o d e aeronave (d e cuatro p osib les) que volará a través d el horizonte en un ju e g o d e víd eo podría requerir enteros al azar entre 1 y 4. Para dem ostrar la fun ción rand, desarrollam os un programa (figura 3 .7 ) para sim ular 20 tiros de un dado d e se is lados y para desplegar el valor d e cada tiro. E l prototipo de la función para la fun ción rand se puede encontrar en . Para producir enteros en el rango de 0 a 5, u tiliza m os el operador m ódulo {% ) con rand de la sigu ien te manera:

rand() % 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

// Pig. 3.7* fig03_07.cpp // Escala y cambio da antaros producidos por 1 ♦ rand() % 6. •ineluda using std::cout; using std::andl; •ineluda using std*:satw; •ineluda

// contiana al prototipo da la función rand

int main() ( // ciclo da 20 repeticiones for ( int contador ■ 1; contador <- 20; contador*♦ ) ( // obtiene un número aleatorio entra 1 y 6 y lo despliega cout « setw( 10 ) << { 1 ♦ rand() \ 6 ); // si al contador es divisible entra 5, comienza nueva linea de salida if ( contador % 5 ■■ 0 ) cout << endl; } // fin de la estructura for return 0;


} // fin de main 6 5 6 6

Figura 3.7

6 1 6 2

5 1

5 5

2 3

4 4

6 3 2 1

Escala y cambio de enteros producidos por 1 + r a n d ( ) % 6.


184

Funciones

Capítulo 3

A esto s e le llam a escalar. A l núm ero 6 se le d enom ina fa c to r de escala. D esp u és cam biam os e l rango d e lo s núm eros que s e producen m ediante la sum a d e 1 a nuestro resultado previo. La figu ra 3.7 confirm a q u e lo s resultados se encuentran en el rango de 1 a 6. Para mostrar que los núm eros producidos por la función r & n d ocurren aproxim adam ente con la m ism a probabilidad, la figura 3 .8 sim ula 6 ,0 0 0 tiros d e dados. Cada entero en el rango d e 1 a 6 debe aparecer aproximadamente 1,000 veces. Esto se confirm a m ediante la ventana de salida de la figura 3.8.

1

2 3 4 5 6

7 8 9 10

// Fig. 3.8: fig03_08.cpp // Tiro de un dado da sala lados 6000 vacas, •ineluda using std::cout; using std::endl; •ineluda using std::satw;

11

12

13 14 15 16 17 18 19 20

•ineluda

// contiena al prototipo da función para rand

int main() {

21

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Figura 3.8

int int int int int int int

fracuancial - 0/ £recuencia2 - 0; frecuencias - 0; frecuancia4 - 0; fracuancia5 - 0; frecuencia6 ■ 0; cara; // representa un tiro del dado

// ciclo da 6000 vacas y resuman da resultados for < int tiro - 1; tiro <- 6000; tiro++ ) { cara ■ 1 ♦ rand() % 6; // número aleatorio entra 1 y 6 // determina al valor da la cara dal dado a incrementa al contador apropiado switch ( cara ) { casa 1: ♦♦fracuancial; bréale;

// tiro 1

case 2: // tiro 2 ♦♦£recuencia2; bréale; casa 3: // tiro 3 ♦+frecuencia3 ; bréale;

Tiro d© un dad o de seis lados 6.000 veces. (Parte 1 de 2.)


Funciones

Capitulo 3

43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

185

casa 4 1 // tiro 4 ++fracuancia4; break; case 5: // tiro 5 ♦♦frecuencia5; break; case 6t // tiro 6 ♦+frecuencia6; break; default: // valor no válido cout << "iEl programa nunca debe llegar hasta aguil"7 } // fin de switch ) // fin de for // despliega los resultados en forma tabular cout << "Cara" << setw( 13 ) << "Frecuencia" << "\n 1" << setw( 13 ) << frecuencial << "\n 2" << setw( 13 ) << frecuencia2 << "\n 3" « setw( 13 ) << frecuencia3 << "\n 4" << setv( 13 ) << frecuencia4 << "\n 5" << setw( 13 ) << frecuencias << "\n 6" << setw( 13 ) << frecuencia6 << endl; retura 0;


) // fin de main

Cara 1 2 3 4 5 6

Frecuencia 1003 1017 983 994 1004 999

Figura 3.8

Tiro d e un d a d o d e seis lados 6.000 veces. (Parte 2 de 2.)

C o m o lo m uestra la salida del programa, p odem os sim ular el tiro d e un dado de s e is lados si cam biam os y escalam os lo s valores producidos por rand. O bserve que e l programa nunca d eb e al canzar el caso def&ult proporcionado en la estructura switch. d eb id o a que la exp resión que controla al switch (cara) siem p re con tien e valores en el rango de 1 a 6, sin em bargo, proporcio nam os el caso default solam en te co m o una buena práctica. D espués de q u e estu d iem os lo s arre g lo s e n e l cap ítulo 4, m ostrarem os cóm o reem plazar toda la estructura switch de la figura 3 .8 de manera elegante, co n una sola instrucción.

Tip para prueba y depuración 3.1 Proporcione un caso dmfault dentro de un switch para atrapar errores, ¡incluso si está comple tamente seguro de que no tiene errores!


186

Funciones

Capítulo 3

Al ejecutar de nuevo el programa de la figura 3 .7 obtenem os

O bserve que e l programa desp liega exactam ente la m ism a secu en cia de valores q u e muestra la figu ra 3.7. ¿C óm o pueden ser ésto s, valores al azar? Irónicam ente, esta repetición e s una característica im portante de la función r&nd. Cuando se corrige un programa d e sim u lación , esta repetición es im portante para com probar que la s correccion es a su programa trabajan d e manera correcta. La función r&nd en realidad genera núm eros se uüoa leal o rio s. A l llam ar de manera repetida a rand se produce una secu en cia d e núm eros que aparentan ser aleatorios. Sin em bargo, la secu en cia s e repite a sí m ism a cada v ez q u e se ejecuta el programa. Una v e z que el programa se corrige por com p leto, s e puede condicionar para producir una secu en cia diferente d e núm eros aleatorios para ca da ejecu ción . A esto se le d en om in a random izar (aléalorización) y se lleva a cab o m ediante la fun ció n sr&nd de la biblioteca estándar. La función srand tom a un argum ento entero unsigned y c o lo c a la sem illa en la función r&nd para producir una secu en cia diferente de núm eros aleatorios para cada ejecu ción d el programa. luí figura 3 .9 m uestra la función srand. FJ programa utiliza el tipo de dato unsigned, que es e l nombre corto de unsigned int. Un int se alm acena en a l m enos d o s b ytes de m em oria y puede contener valores positivos y negativos. Una variable de tipo unsigned int también s e al m acena en al m enos d o s b ytes d e memoria. Un unsigned int de d o s b ytes só lo puede tener va lores p ositivos en el rango d e 0 a 6 5 ,5 3 5 . Un unsigned int de cuatro bytes só lo puede contener valores p ositivos en e l rango de 0 a 4 ,2 9 4 ,9 6 7 ,2 9 5 . La función srand tom a un valor unsigned int com o argum ento. El prototipo de función para srand se encuentra en el archivo de en cab eza do

.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

// Fig. 3.9* fig03_09.cpp // Randomiración del programa de dados. •inelude using atd::cout; using std::cin; using std*:endl; •inelude using stdtisetw; // contiene prototipos para las funciones srand y rand •inelude // la función main inicia la ejecución del programa int main() {

Figura 3.9

Randomizaclón del programa de dados. (Parte 1 de 2.)


Funciones

Capitulo 3

187

20

19

unsignad semilla;

21 22 23

cout << "Introduzca semilla: " j cin >> semilla; srand( semilla ); // establece la semilla para el generador de números aleatorios

24 25 26 27 28 29

// ciclo de 10 repeticiones for ( int contador - 1; contador <- 10; contador++ ) { // escoge un número aleatorio entre 1 y 6 y lo despliega cout << 8«tw( 10 ) << ( 1 + rendí) % 6 );

30

31 32 33 34 35

// si contador es divisible entre 5, comienza una nueva línea de salida if ( contador \ 5 ■■ 0 ) cout << endl; ) // fin de for

36

37 38 39

return 0;


) // fin de main

E jecutem os el programa m uchas v e c e s y observem os lo s resultados. N ote que el programa pro d u ce una secu en cia diferente d e núm eros aleatorios cada v ez que se ejecuta, si el usuario proporcio na una sem illa diferente en cada ejecución. Si querem os randomizar sin necesidad d e introducir una se m illa cada v e z , p odem os utilizar una instrucción co m o la siguiente:

srandí time( 0 ) ); E sto provoca que la com putadora lea su reloj para obtener e l valor d e la sem illa. L a función time (con el argum ento 0 co m o en la instrucción anterior) d ev u elv e la “hora d el calendario” actual en se -


188

Funciones

Capítulo 3

gundos. Este valor se convierte a un entero

unsigned y se utiliza co m o sem illa para el generador time s e encuentra en .

d e núm eros aleatorios. E l prototipo d e la función para

Error común de programación 3.14 Llamar a la función araná más de una vez en un progranui reinicia la secuencia del seudonúmero aleatorio y puede afectar la aleatoriedad de los números que produce raná. Los valores producidos directam ente por r & n d siem pre están en el rango:

0 <1 rand() < RAND MAX Previam ente dem ostram os có m o escribir una instrucción individual para sim ular el tiro d e un dado d e se is lados con la instrucción:

cara - 1 + r&nd () \

6;

la cual siem pre asign a un entero (al azar) a la variable cara en el rango 1 <, cara £ 6. Observe que la longitud de este rango (es decir, e l núm ero d e enteros co n secu tiv o s en e se rango) e s 6 y que el núm ero inicial en el rango e s 1. A l referirnos a la instrucción anterior, v em os que la longitud del rango se determ ina m ediante el núm ero utilizado para escalar rand m ediante el operador m ódulo (e s decir, 6 ), y el núm ero inicial d el rango es igual al núm ero (e s decir, 1) q u e se agrega a la expre sión rand % 6. P od em os generalizar este resultado com o:

núm ero ■ valorC am biante + rand () % faclorEscalam ierU o / d ond e valorC am biante es igual al prim er núm ero en el rango d esea d o de enteros con secu tivos y fa c torE scalam iento e s igual a la longitud d el rango deseado d e enteros consecutivos. L o s ejercicios muestran que e s p osible elegir enteros al azar de conjuntos de valores, adem ás de rangos co n secu ti v o s de enteros.

____ Error común de programación 3.15 Utilizar araná en lugar de raná para ¡mentar generar números aleatorios es un error de simaxis, la función araná no devuelve \alor alguno.

3.9 Ejemplo: un juego de azar y la introducción de enum U n o d e lo s ju e g o s de azar más populares, es el ju eg o de dados co n ocid o co m o “craps” el cual se ju eg a en casin os y e n patios traseros alrededor del m undo. Las reglas d el ju e g o son sim ples:

Un jugador lanza dos dados. Cada dado tiene seis caras. Estas caras comienen I. 2, 3, 4. 5 y 6 pun tos. Una vez que los dados caen, se calcula la suma de los puntos de las caras superiores de ambos da dos. Si la suma es 7 u I I en el primer tiro, el jugador gana. Si la suma es 2. 3 o 12 en el primer tiro (llamado “craps “), el jugador pierde (es decir, la “casa" gana)- Si la suma es 4, 5. 6, 8, 9 o 10 en el primer tiro, emonces ésta se convierte en “pum o” del jugador. Para ganar, usted debe cominuar ti níti do los dados hasta que “haga su pum o”. El jugador pierde si tira 7 ames de hacer su pumo. El programa d e la figura 3 .1 0 sim u la el ju e g o de “craps”. La figura 3.11 muestra m uchas ejecu cio n es d e ejem plo. 1234

1 2 3 4

// Fig. 3.10: f±g03_10.cpp // Craps. •Inelude

Rgura 3.10

Smulactón del Juego 'craps'. (Parte 1 de 3.)


Funciones

Capitulo 3

5 6

189

using std::cout; using std:rendí;

7 8 9

// contiene los prototipos de las funciones sr&nd y rand iinclude

10 11

12

finclude

// contiene el prototipo de la función time

13 14 15 16 17 18 19 20 21

int tiraDados( void );


int main() { // enumeración de constantes que representan el estado del juego enum Status < CONTINUA, GANA, PIERDE ); int suma; int miPunto;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

Status estadoJuego;

// puede contener CONTINUA, GANA o PIERDE

// randomiz a al generador de números aleatorios mediante la hora actual srand( time ( 0 ) ); suma - tiraDadosO;

// primer tiro de dados

// determina el estado del juego y la puntuación con base en la suma de puntos del dado switch ( suma ) ( // gana en el primer tiro case 7: case lis estadoJuego ■ GANA; break; // pierde en el primer tiro case 2: case 3: case 12: estadoJuego - PIERDE; break; // recuerda puntos default: estadoJuego - CONTINUA; miPunto ■ suma; cout << "La puntuación es " « miPunto << endl; breaX; // opcional > // fin de switch // mientras el juego no se complete ... while ( estadoJuego “■ CONTINUA ) { suma - tiraDadosO; // tira dados nuevamente

Figura 3.10

Simulación del Juego ’ craps'. (Parte 2 de 3.)


190

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

Funciones

Capítulo 3

// determina el estado del juego if { suma mi Punto ) // gana por puntos estadoJuego ■ GANA; else i£ ( suma ■■ 7 ) // pierde por tirar 7 estadoJuego ■ PIERDE; ) // fin de while // despliega mensaje de ganador o perdedor if { estadoJuego ■■ g a n a ) cout << "El jugador gana9 << endl; else cout << "El jugador pierde0 << endl; return 0;// indica

terminación exitosa

) // fin de main // tira dados, calcula la suma y despliega resultados int tiraDados( void ) { int dadol; int dado2; int sumaTrabajo; dadol ■ 1 + rand() % 6; // obtiene valor aleatorio del dadol dado2 - 1 ♦ rand() % 6; // obtiene valor aleatorio del dado2 sumaTrabajo ■ dadol + dado2; // suma dadol y dado2 // despliega los resultados del tiro cout << "El jugador tiro " « dadol << " ♦ < < " - " < < sumaTrabajo << endl; return sumaTrabajo;

"

«

dado2

// devuelve la suma de los dados

} // fin de la función tiraDados

Figura 3.10

Sim ulació n d e l ju e g o ‘ C ra p s*. (P a rte 3 d e 3 .)

En las reglas del ju eg o , observe q u e el jugador debe tirar dos dados en el primer tiro, y debe hacer lo m ism o en todos los tiros subsecuentes. D efin im o s la función tiraDados (lín eas 7 9 -9 5 ) para tirar lo s dados, calcular y d esplegar su sum a. La función tiraDados se d efin e una v ez, pero s e invoca d esd e d os sitios (lín eas 2 8 -5 7 ) en el programa. D e manera interesante, tiraDados no to m a argum entos, d e manera q u e indicam os void en la lista de parámetros. La función tiraDados d evu elve la sum a de lo s dos dados, d e m anera que indicam os un tipo de retom o int en el prototi po de la función (lín ea 13) y en el en cab ezad o de la función (línea 7 9). El ju eg o es razonablem ente com p licado. El jugador puede ganar o perder en el primer tiro, o puede ganar o perder en cualquier tiro posterior. El programa utiliza la variable estadoJuego pa ra m antener la pista d e éste. La variable estadoJuego s e declara co m o un nuevo tip o llam ado


Funciones

Capitulo 3

191

El jugador tiro 2 ♦ 5 ■ 7 El jugador gana

El jugador tiro 6 ♦ 6 - 12 El jugador piarda

El La El El El El El

jugador tiro 3 ♦ puntuación es 6 jugador tiro 5 ♦ jugador tiro 4 ♦ jugador tiro 2 ♦ jugador tiro 1 ♦ jugador gana

3 m 6

El La El El El El El El El El El

jugador tiro 1 ♦ puntuación es 4 jugador tiro 4 ♦ jugador tiro 2 ♦ jugador tiro 6 ♦ jugador tiro 2 ♦ jugador tiro 2 ♦ jugador tiro 1 ♦ jugador tiro 4 ♦ jugador tiro 4 ♦ jugador pierde

3 a 4

Figura 3.11

3 5 1 5

-

8 9 3 6

6 - 10 4 ■ 6 4 - 10

-

5

4 -

6

3

1 ■ 2 4 - 8 3 - 7

S a lid a s d e eje m p lo p a ra el p ro g ram a ‘ c ra p s*.

Status. La linca 18 crea un t i p o d e f i n i d o p o r e l u s u a r i o denom inado e n u m e r a c i ó n . Una enum era ción , introducida por la palabra reservada e n w n y seguida por el n o m b r e d e l t i p o (en este ca so . Sta tus), e s un conjunto de constantes enteras representadas por identificadores. Iros valores d e estas c o n s t a n t e s d e e n u m e r a c i ó n com ien zan en 0 , a m en o s que se esp ecifiq u e lo contrario, y se increm en tan en 1 . En la enum eración anterior, la constante CONTINUA tiene el valor 0, GANA tiene el valor 1 y PIERDE tiene el valor 2. L os idcntificadorcs de un anua deben ser ú nicos, pero las con stantes de enum eración por separado, pueden tener el m ism o valor.

Buena práctica de programación 3.5 Escriba en mayúscula la primera letra de un identificador utilizado como nombre de un tipo definido por el usuario.

Buena práctica de programación 3.6 Utilice solamente mayúsculas para los nombres de las constantes de enumeración. Esto hace que es tas constantes resalten en un programa y que el programador recuerde que las constantes de enume ración no son variables. A las variables Status c o n un tipo definido por el usuario se les pueden asignar só lo uno de los tres valores declarados en la enum eración. C uando se gana el ju e g o , el programa estab lece la va riable estadoJuego a GANA ( lincas 36 y 6 1 ). Cuando el ju e g o se pierde, el programa esta b lece la


192

Funciones

Capítulo 3

estadoJuego a PIERDE (lín eas 43 y 64). D e lo contrario, el programa estab lece la va estadoJuego a CONTINUA para indicar q u e lo s dados se deben tirar nuevam ente.

variable riable

Buena práctica de programación 3.7 Utilizar enumeraciones en lugar de constantes enteras puede hacer que los programas secm más cla ros y más fáciles de mantener. Si usted necesita cambiar el valor de una constante de enumeración, puede hacerlo en la declaración de la enumeración.

Error común de programación 3.16 Asignar el entero equivalente de una constante de enumeración a una variable de tipo enumeración, es un error de sintaxis.

Error común de programación 3.17 Una vez que se define una constante de enumeración, intentar asignar otro \alor a la constante de enu meración, es un error de sintaxis. Otra enum eración popular es:

enun Meses < ENERO - 1, FEBRERO, MARZO, ABRIL, MAYO, JUNIO, JULIO, AGOSTO, SEPTIEMBRE, OCTUBRE, NOVIEMBRE, DICIEMBRE ); la cual crea el tipo d efinido por el usuario

Meses con constantes de enum eración que representan los

m eses del año. El primer valor en la enum eración anterior se establece de manera explícita en 1 , de manera que el resto de lo s valores se incrementan en 1 , con lo que resultan lo s valores del 1 al 1 2 . Se puede asignar un valor entero a cualquier d efinición de la constante d e enum eración, y las constantes de enum eración subsecuentes tendrán un valor m ayor en 1 a la constante que le precede en la lista. D esp u és del primer tiro, s i el ju e g o se gana o se pierde, el programa salta a través d el cuerpo de la estructura while (lín eas 5 6 -6 6 ) d eb id o a que estadoJuego n o es igual a CONTINUA. El pro gram a procede con la estructura if/else en las líneas 6 9 a 7 2 , la cual im prim e "El jugador gana'’s i estadoJuego es igual a GANA y "El jugador pierde" s i estadoJuego es igual a PIERDE. D esp u és d el primer tiro, s i e l ju e g o n o ha term inado, el programa guarda la suma en miPunto (lín ea 49). La ejecu ción procede con la estructura while debido a que estadoJuego es igual a CONTINUA. Durante cada iteración de while, el programa llam a a tiraDados para producir una nueva suma. Si suma coin cid e con miPunto, el programa esta b lece estadoJuego a GANA (lín ea 6 1 ), la evaluación d e while falla, la estructura if/else d esp liega "El jugador gana” y termina la ejecución. Si suma es igual a 7, el programa estab lece estadoJuego a PIERDE (línea 6 4 ). la evaluación de while falla, la estructura if/else d esp liega "El jugador pierde” y ter m ina la ejecución. O bserve el interesante uso de lo s diversos m ecanism os de control d e programa q u e exp licam os ya. E l programa "craps” utiliza d o s funciones, main y tiraDados. y las estructuras switch. while. if/else e if/else anidadas. En los ejercicios, in vestigam os distintas características in teresantes acerca d el juego.

3.10 Clases para alm acenam iento L o s programas de los capítulos 1 al 3 utilizan identificadores para los nombres de las variables. Los atributos d e las variables incluyen nombre, tipo, tamaño y valor. Este capítulo adem ás utiliza identificadorcs com o nombres para funciones definidas por el programador. En realidad, cada idcntificador de un programa tiene otros atributos, incluyendo una clase p a ra alm acenatnienio, alcance y vinculación. C + + proporciona cin c o especificadores d e clase para alm acenam iento: auto, register, extern, mutable y static. El especificador d e cla se para alm acenam iento correspondiente a un idcntificador, ayuda a determinar su clase para alm acenam iento y su vin cu lación. Esta secció n e x


Funciones

Capitulo 3

plica los especificadores de clase para alm acenam iento

193

auto, register. extern y static. El

csp ccificad or de clase para alm acenam iento mutable (que ex p lica m o s con d etalle en e l capítu lo 2 2 ) se utiliza d e manera exclusiva con tipos d e C + + definidos por e l usuario llam ados clases (lo s cu ales analizam os en los cap ítulos 6 y 7). La clase p a ra alm acenam iento correspondiente a un identificador, determ ina el periodo durante el cual el identificador existe en memoria. A lg u n o s identificadores existen de manera breve, algunos se crean y se destruyen d e manera repetida, y otros existen durante toda la ejecu ción d e un progra ma. Esta sección exp lica d o s cla ses para alm acenam iento: static y autom atic. El a lcance d e un identificador es el lugar en donde se puede hacer referencia a él dentro de un programa. Es posible hacer referencia a algunos identificadores a través d e todo el programa; s e pue de hacer referencia a otros solam ente a través d e porciones lim itadas d e un programa. 1.a secció n 3.11 exp lica el alcance de un identificador. La vinculación de un identificador determ ina, dentro d e un programa de m últiples archivos fuente (un tem a que com enzam os a explicar en el capítulo 6 ), si el identificador es co n o cid o so la m ente en el archivo fuente activo o en cualquier archivo fuente c o n las d eclaraciones apropiadas. L os esp ecificad ores de alm acenam iento para cla ses se pueden dividir en d os c la ses para alm a cenam iento: clases p a ra alm acenam iento autom ático y clases para alm acenam iento estático. Las palabras reservadas auto y register se utilizan para declarar variables d e la cla se d e alm acena m iento autom ático. D ichas variables s e crean cuando la ejecu ción d el programa entra a un b loqu e en el que se definen, éstas existirán m ientras el b loqu e se encuentre a ctivo y se destruirán cuando el pro grama salga del bloque. S ó lo las variables lo cales d e una función pueden ser c la se s de alm acenam iento autom ático. Por lo general, las variables lo ca les de una función y lo s parámetros son cla ses para alm acenam iento au tom ático. El csp ccificad or de clase para alm acenam iento auto declara variables de alm acenam ien to autom ático de manera explícita. Por ejem p lo, la sigu ien te declaración indica q u e las variables

double x y y son variables lo c a les d e cla se para alm acenam iento autom ático; éstas existen so la m ente en el cuerpo d e la función en la que aparece la definición:

auto doubla x, y; Por d efecto, las variables lo ca les son cla ses para alm acenam iento autom ático, de manera que la palabra reservada auto rara vez se utiliza. Para el resto del libro, n os referirem os a la s variables de clase para alm acenam iento autom ático sim p lem en te co m o variables autom áticas.

Tip de rendimiento 3.2 El almacenamiento automático es una manera de consentir memoria, debido a que las \tiriables de clase para almacenamiento aulomtítico existen en memoria solamente cuando se ejecuta el bloque en el que están definidas.

Observación de ingeniería de software 3.10 El almacenamiento automático es un ejemplo del principio del menor privilegio. ¿Por qué tener varia bles almacenadas en memoria y que estén disponibles cuando no son necesarias ? Por lo general, lo s datos en la versión de lenguaje máquina correspondientes a un programa, se cargan en registros para cá lcu lo s y otros procesos.

Tip de rendimiento 3.3 El especificador de clase para (dmacenamiento r m g is tm r puede colocarse antes de declarar una variable automática, para sugerir al compilador que mantenga la variable en uno de los registros de alta velocidad de la computadora, en lugar de hacerlo en la memoria. Si las sanables de uso intenso, tales como contadores o totales, pueden mantenerse en registros de hardware, se puede eliminar el gas to de repetir la carga de las variables desde memoria hacia los registros y almacenar los resultados de nuevo en memoria.


194

Funciones

Capítulo 3

____ Error común de programación 3.18 Utilizar varios especificadores de clases para almacenamiento, es un error de sintaxis. A un identificador sólo se le puede aplicar un especificador de clase para almacenamiento. Por ejemplo, si usted in cluye reglmter, no incluya además auto.

El com pilador podría ignorar las declaraciones register. Por ejem p lo, podría no haber el nú m ero su ficiente de registros d isp on ib les para uso del com pilador. La siguiente declaración sugiere que la variable entera contador se coloqu e en uno d e los registros de la com putadora; sin im por tar si la com putadora lo h ace, contador se in icializa en 1:

register int contador ■ 1; La palabra reservada register s e puede utilizar solam en te co n variables lo ca les y parám etros de función.

Tip de rendimiento 3.4 A menudo, ragimfres innecesario. Los compiladores optimizados actuales son capaces de recono cer las variables de uso frecuente y pueden decidir colocarlas en registros, sin la necesidad de una de claración register por parte del programador. Las palabras reservadas extern y static declaran idcntificadorcs para variables y funciones de la clase para alm acenam iento estático. D ich as variables existen d esd e el punto en el que el pro grama com ien za su ejecu ción . En las cla ses para alm acenam iento estático d e variables, el alm acena m iento se asigna y se in icializa una vez q u e com ien za la ejecu ción d el programa. Sin em bargo, aún cuando las variables y lo s nom bres d e función existen d esd e el in icio d e la ejecu ción del programa, esto no significa que dichos identificadores se pueden utilizar a todo lo largo d el programa. La clase para alm acenam iento y el alcance (en donde un nom bre se p uede utilizar) son tem as aparte, com o verem os en la secció n 3.1 1 . Existen d o s tipos d e identificadores con cla se para alm acenam iento estático; los identificadores externos (tales com o las variables globales y los nom bres de función) y las variables lo ca les que s e d e claran con el especificador d e cla se para alm acenam iento static. L as variables g lo b a les se crean al colocar las declaraciones de las variables por fuera de cualquier definición de función. Las varia b les g lob ales retienen su s valores a lo largo de la ejecu ción d el programa. S e puede hacer referencia a las variables g lob ales y a la s fun cion es m ediante cualquier fun ción q u e sig a a sus declaraciones o d efin icion es en e l archivo fuente. Las variables g lo b a les y lo s nom bres d e función son, d e manera predeterm inada, esp ecificad ores d e cla se para alm acenam iento extern.

Observación de ingeniería de software 3.11 Declarar una variable como global, en lugar de hacerlo como local, permite que ocurran efecios late rales no intencionales, cuando una función que no necesita acceso a la variable la modifica accidental o maliciosamente. En general, se debe es itar el uso de variables globales, excepto en ciertas situacio nes con requerimientos especiales de rendimiento.

Observación de ingeniería de software 3.12 Las variables utilizadas solamente en una función en especial se deben declarar como variables loca les en dicha función, en lugar de hacerlo como globales. Las variables lo c a les declaradas m ediante la palabra reservada static só lo s e reconocen en la fun ción en la q u e están d efinidas, pero, a diferencia d e las variables autom áticas, las variables lo ca le s estáticas retienen sus valores cu an do la función regresa a quien la llama. La sigu iente v ez que se llam a a la función, las variables lo c a les estáticas contienen los valores que tenían cu an do se com p le tó su últim a ejecución. La siguiente instrucción declara la variable local contador co m o static y la inicializa en 1:


Funciones

Capitulo 3

195

static int contador - 1; Todas las variables num éricas d e la cla se para alm acenam iento estático se in icializan con cero, si no se inicializan de manera explícita por e l programador. Los cspccificadorcs d e clase para alm acenam iento e x t e r n y s t a t i c tienen un significado espe cial cuando se aplican de manera explícita a identificadores externos tales com o variables glob ales y nom bres d e funciones. En d capítulo 20, Temas relacionados con el código heredado de C, explicarem os el uso de e x t e r n y s t a t i c mediante identificadores externos y programas con múltiples archivos fuente.

3.11 Reglas de alcance La porción de programa en d ond e un idcntificador se puede utilizar se c o n o c e co m o alcance. Por ejem plo, cuando declaram os una variable local en un bloque, se puede hacer referencia a ésta sólo en esc bloque y en b loqu es anidados dentro d e dicho bloque. Esta secció n exp lica cuatro alcan ces para un identificador, a lcance J e fu n c ió n , a lcance d e archivo, alcance de bloque y alcance de prototipo

de Junción. M ás adelante verem os otros dos alcances: alcance de clase (capítulo 6 ) y alcance de es p a c io d e nom bre (capítulo 22). Un identificador declarado fuera de cualquier función tiene un alcance de archivo. Un identíficador d e e ste tipo es con ocid o en todas las fun cion es, d esd e el punto en el que se declaró al identi ficador hasta el final del archivo. Las variables g lo b a les, d efin icio n es de fun cion es y prototipos de función tienen, un alcance de archivo. Las etiquetas (identificadores segu id os por d os puntos, tales co m o i n i c i o : ) son lo s únicos identificadores con alcance d e función. L as etiquetas se pueden utilizar en cualquier parte dentro de la función en la que aparecen, pero no se puede hacer referencia a ellas en el cuerpo de la función, lu is etiquetas s e utilizan en estructuras s w i t c h (co m o etiquetas c a s e ) y en instrucciones g o t o (cap ítu lo 2 0 ). L as etiquetas son d etalles de ¡m plem entación que las fu n cio n es ocultan entre sí. Este ocultam iento, form alm ente llam ado ocultam iento de inform ación, es uno d e lo s principios funda m entales d e la buena ingeniería de softw are. L os identificadores que se declaran dentro d e un bloque tienen un alcance de bloque. El alcan c e de b loqu e com ien za en la declaración d el identificador y termina en la llave derecha d e term ina ción ( ) ) d el bloque en el que se declaró al identificador. Las variables lo ca les tienen un alcance de bloque, a sí co m o lo s parámetros d e función, lo s cu a les tam bién son variables lo ca les de la función. C ualquier bloque puede contener declaraciones de variables. C uando lo s bloques están anidados, y un identificador en un bloque extem o tiene el m ism o nombre que el identificador en el bloque interno, el identificador en e l bloque externo está “oculto” hasta que el bloque in tem o termina. M ientras se e je cuta el bloque interno, el bloque interno v e lo s valores de su s propios identificadores lo ca les y n o el valor d el identificador con nom bre id én tico en el bloque que lo encierra. L as variables lo ca les d ecla radas co m o s t a t i c también tienen alcan ce de b loqu e, aún cuando existen d esd e q u e co m en zó la ejecu ción d el programa. La duración d el alm acenam iento no afecta e l alcance de un identificador. L os únicos identificadores con alcance de prototipo de función son aquellos que se utilizan en la lista d e parámetros d e un prototipo de función. C om o m encionam os anteriormente, los prototipos de función no requieren nombres en la lista de parámetros; só lo se requieren tipos. Si un nom bre aparece en la lista d e parámetros d e un prototipo de función, el com pilador ignora el nombre. L os identificadores utilizados en un prototipo de función se pueden rcutilizar en cualquier parte d el programa, sin am bigüedades. En un prototipo individual, un identificador en especial se puede utilizar só lo una vez.

___

Error común de programación 3.19 Utilizar accidentalmente el mismo nombre para un identificador en un bloque interno y para un iden tificador en un bloque externo, cuando de hecho el programador quiere que el identificador del bloque exterrut esté activo durante la ejecución del bloque interno, es. por lo general, un error lógico.


196

Funciones

Capítulo 3

Buena práctica de programación 3.8 Evite los nombres de \ariables que ocultan nombres de alcances externos. Esto se puede lograr si evi ta utilizar identificadores duplicados en un programa. El programa d e la figura 3.1 2 m uestra cu estio n es de alcance con variables g lob ales,

automá

ticas lo c a les y estáticas locales. La línea 12 declara e inicializa la variable global x en 1 . Esta variable global se oculta en cu al quier bloque (o función) que declare una variable denom inada x . Dentro de main, la línea 16 d ecla ra una variable local x y la inicializa en 5 . La línea 18 d esp liega esta variable para mostrar que la x glob al s e encuentra oculta en el main. A continuación, la s lín ea s 2 0 a 26 definen un nuevo bloque e n el main. en el cual s e inicializa en 7 otra variable local x . La línea 2 4 d espliega esta variable pa ra mostrar q u e oculta x en el b loq u e externo d e main. C uando se abandona e l bloque, la variable x con el valor 7 se destruye d e manera autom ática. A continuación, la línea 28 d esp liega la variable local x en el b loqu e externo de main para mostrar q u e ya no está oculta. Para dem ostrar otros alcan ces, el programa d efine tres fun cion es, cada una d e las cu ales toma cero argum entos y no devu elve nada. La función usoLocal (lín ea s 4 4 -5 4 ) define la variable auto m ática x (línea 4 6 ) y la inicializa en 25. C uando el programa llam a a usoLocal. la función d es pliega la variable, la incrementa y la despliega nuevam ente, antes de que la función devuelva el control d el programa a quien la llam ó. Cada vez que el programa llama a esta función, la función recrea a la variable autom ática x y la inicializa en 25.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

// Fig. 3.12s fig03_12.cpp // Ejemplo de alcance. «include using std::cout; using std::endl; void usoLocal ( void ); void usoStaticLocal( void ); void usoGlobal( void );

// prototipo de función // prototipo de función // prototipo de función

11 12 13 14 15 16 17 18

int x - 1;

// variable global

int main () { int x - 5;

// variable local a main

cout << *la x local en el alcance externo de main es " «

x << endl;

19

20 21 22 23 24 25 26 27 28

{ // inicia nuevo alcance int x - 7; cout «

wla x local en el alcance interior de main es " « x « endl;

> // finaliza nuevo alcance cout «

Rgura 3.12

"la x local en el alcance externo de main es * «

Ejemplo de alcance. (Parte 1 de 3.)


x << endl;

Funciones

Capitulo 3

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

usoLocal(); usoStaticLocal(); usoGlobal(); usoLocal(); usoStaticLocal(); usoGlobal();

usoLocal tiene tina x local usoStaticLocal tiene una x static local usoGlobal utiliza a la x global usoLocal reinicializa su x local la x estática local retiene su valor previo la x global retiene también su valor

cout << *\nla x local en main es " << x << endl; return 0;


) // fin de main // usoLocal reinicializa la variable local x durante cada llamada vold usoLocal( void ) (

int x - 25; cout << << ♦+x; cout << <<

// inicializada cada vez que se llama a usoLocal

endl << "la x local es " « x * al entrar a usoLocal" « endl; "la x local es " << x * al salir de usoLocal" << endl;

} // fin de la función usoLocal // usoStaticLocal inicializa a la variable estática local x sólo la // primera vez que se llama a la función; el valor de x se guarda // entre las llamadas a esta función void usoStaticLocal( void ) {

// se inicializa la primara vez que se llama a usoStaticLocal. static int x ■ 50; cout << << ♦+x; cout << <<

66

67

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

// // // // // //

197

endl << "la x estática local es " << x * al entrar a usoStaticLocal" << endl; *la x estática local es " << x * al salir de usoStaticLocal" << endl;

) // fin de la función usoStaticLocal // usoGlobal modifica la variable x global durante cada llamada void usoGlobal( void ) {

cout << endl << "la x global es " << x << * al entrar a usoGlobal" << endl; x *- 10; cout << "la x global es * « x << " al salir de usoGlobal" << endl; ) // fin de la función usoGlobal

Rgura 3.12

Ejemplo de alcance. (Parte 2 de 3.)


198

Funciones

Capítulo 3

la x local an al alcanca externo da main as 5 la x local an alalcanca intarlor da main as 7 la x local an al alcanca externo da main as 5 la x la x

local as 25 local as 26

al entrar a usoLocal al salir da usoLocal

la x la x

estática local as 50 estática local as 51

al entrar a usoStaticLocal al salir da usoStaticLocal

la x global as 1 al entrar a usoOlobal la x global as 10 al salir da usoOlobal la x la x

local as 25 local as 26

al entrar a usoLocal al salir da usoLocal

la x la x

estática local as 51 estática local as 52

al entrar a usoStaticLocal al salir da usoStaticLocal

la x global es 10 al entrar a usoOlobal la x global as 100 al salir da usoOlobal la x local an main as 5

Figura 3.12

Ejemplo d e alcance. (Parte 3 de 3.)

usoStaticLocal (lín eas 5 9 -7 0 ) declara a la variable static x y la inicializa en 50. Las variables locales declaradas co m o static retienen su s valores, aun cuando se en cu en La fu n d ó n

tran fuera d e alcance (es decir, la fun ción en la cual se definieron no está en ejecu ción ). C uando el programa llam a a usoStaticLocal, la función d esp lieg a a x, la increm enta y la d esp lieg a nue vam ente am es de que la fu n d ó n devuelva el control d el programa a quien la llam ó. En la siguiente llam ada a esta función, la variable estática local x co n tien e un valor de 5 1 . luí función usoOlobal (lin cas 7 3 -8 1 ) n o declara variable alguna. Por lo tanto, cuando ésta ha c e referencia a la variable x. se utiliza la variable glob al x. C uando el programa llam a a usoOlo bal, la función d esp liega la variable global x, la m ultiplica por 10 y la desp liega nuevam ente antes d e que la función devuelva el control del programa a quien la llam ó. La sigu iente v ez q u e el progra m a llam a a usoOlobal, la variable global co n tien e su valor m odificado, 10. D esp u és d e ejecutar la s fu n d o n es usoLocal, usoStaticLocal y usoOlobal d os v eces cada una, el programa d esp liega la variable local x nuevam ente en el main para mostrar que ninguna d e las llam adas de las funciones m odificó el valor d e x en main, d eb ido a q u e todas las fu n d o n es hacen referen d a a variables con otros alcances.

3.12 Recursividad En general, los programas que hem os exp licad o están estructurados co m o funciones que se llaman unas a otras de una manera disciplinada y jerárquica. Para algu nos problem as, e s útil tener fun cio n es que se invoquen a s í m ism as. U na fu n ció n recursiva e s una función que se llam a a s í m ism a, ya se a d e manera directa, o indirecta (a través de otra fu n ción ).3 La recursividad e s un tem a ¡mportan-

3. Aunque muchos compiladores permiten que la función main se ¡moque a sí misma, en la sección 3.6.1, en el pá rrafo 3 del documento estándar de C++ se indica que el main no debe utilizarse dentro de un programa. Su único propósito es el de ser el punto de inicio para la ejecución del programa.


Funciones

Capitulo 3

199

te q u e se exp lica en lo s cu rsos avanzados d e cien cia s de la com putación. Esta sección y la sigu iente presentan ejem p los se n cillo s sobre rccursividad. Este libro co n tien e un tratamiento extenso de la rccursividad. La figura 3 .1 7 (al final de la secció n 3 .1 4 ) resum e los ejem p los y ejercicios d e recursividad en el libro. Primero considerarem os a la rccursividad de manera conceptual, luego, exam inarem os dos progra m as que con tien en fun cion es recursivas. Ix>s m étodos para solucionar problem as recursivos tienen un conjunto de elem en tos en com ún, se llam a a una función recursiva para resolver un problema. En realidad, la función sólo sabe cóm o resolver el(lo s) ca so (s) m ás sen cillo (s), o lo que se co n o ce c o m o caso(s) base(s). Si a la función se le llama co n el caso base, la función sencillam en te d evu elve el resultado. Si a la función se le llam a con un problem a m ás com p licado, la función d iv id e el pro blem a en d os partes conceptuales, la parte que la función sabe có m o resolver y la parte que la función no sabe cóm o resolver. Para hacer que la rccursividad se a factible, la segunda parte d eb e replantear el problem a original, pero d eb e ser una versión ligeram ente m ás sen cilla , o más pequeña, que la ver sión original d el problema. E ste nuevo problem a s e parece al problem a original, d e manera que se lanza (se llam a) a una copia nueva d e s í m ism a para trabajar en el problem a más pequeño: a esto se le denom ina llam ada recursiva o tam bién p a so recursivo. A m enudo, el paso recursivo in clu ye la pa labra reservada return. debido a que su resultado se com binará con la parte del problem a que la función sab e có m o resolver para formar un resultado que s e transmitirá hacia la llamada original, p o siblem ente en el main. El paso recursivo se ejecuta m ientras la llamada original a la función sig u e abierta, es decir, que no ha term inado su ejecu ción . El paso recursivo puede resultar en m uchas más d e esta s llam adas recursivas, con form e la función continúa d ivid ien d o cada nuevo subproblem a en d os partes conceptua les co n las q u e se llam a a la función. Para que la rccursividad term ine en algún m om ento, cada vez que la función se llam a a s í m ism a con una versión del problem a ligeram ente m ás sencilla que el proble ma original, esta secu en cia de problem as cada v ez m ás pequeños d eben coincidir con el ca so base. En e s c punto, la función recon oce el ca so base y d evu elve el resultado a la cop ia previa d e la fun ción, y una secuencia de retornos consecutivos hacia arriba hasta que la llamada original de la función d evu elve e l resultado final al main. Todo esto su en a bastante extraño com parado co n el tipo de s o lución d e problem as com u n es que hem os utilizado hasta este punto. Para ejem plificar esto s co n cep tos, escribam os un programa recursivo que realice un popular cá lcu lo m atem ático. E l factorial de un entero p ositivo n , escrito co m o n! (y pronunciado co m o n factorial), es el pro ducto: n • (n - 1) • ( n - 2 ) • . . . • 1 co n 1! igual a 1, y 0 ! d efinido com o 1. Por ejem plo, 5 ! es el producto 5 • 4 • 3 • 2 • 1, que e s igual a

.

120

El factorial de un entero, numero, m ayor o igual q u e 0 , se puede calcular de m anera iterativa (no rceursiva) m ediante el u so d e for, de la sigu iente manera:

factorial - 1; for ( int contador ■ numero; contador >- 1; contador-- ) factorial *■ contador; S e puede llegar a una d efinición recursiva d e la fun ción factorial m ediante la sigu ien te relación:

n \ = n • (n - 1)!


200

Funciones

Capítulo 3

Por ejem plo, 5 ! claram ente es igual a 5 * 4 !, co m o puede ver a continuación: 5! = 5 • 4 • 3 • 2 • 1 5! * 5 • (4 • 3 • 2 • 1) 5! = 5 -(4 !) La evaluación de 5 ! procedería co m o m uestra la figura 3 .1 3 . La figura 3 .1 3 (a ) m uestra có m o se lle va a cab o la su cesión d e llam adas recursivas hasta que se evalúa 1! q u e e s igual a 1. lo cual termina la recursividad. La figura 3 . 13(b) muestra los valores d evu eltos por cada llam ada recursiva a su lla mada original, hasta que se calcu la y se d evu elve el valor final. El programa de la figura 3 .1 4 utiliza la recursividad para imprimir el factorial de los enteros 0 al 10 (en un m om ento exp licarem os la elec ció n d el tipo de dato unsigned long). La función recursiva factorial (lín eas 2 7 -3 7 ) determ ina prim ero si la con d ición d e term inación numero < - 1 (lín ea 3 0 ) es verdadera. Si numero e s m enor o igual a 1, la función factorial d evu elve 1 (lín ea 3 1 ), no se n ecesita m ayor recursividad y la función termina. S i numero es m ayor que 1, la lí nea 35 expresa e l problem a co m o e l producto de numero y la llam ada recursiva a factorial con la evaluación d el factorial de numero - 1. O bserve q u e factorial (numero - 1) e s un proble m a ligeram ente m ás se n c illo que el cálcu lo original de factorial (numero).

(a ) Procesión d e llamadas recursivas.

Rgura 3.13

1 2 3

(b ) Valores devueltos por c a d a llamada recursiva.

Evaluación recursiva d e 5!.

// Pig. 3.14: fig03_14.cpp // Punción factorial racuraiva. •ineluda

4 5 6

uaing std::cout; uaing atd::andl;

7

8 9 10

tincluda uaing atd::aatw;

Rgura 3.14

Cálculo de factoriales mediante una función recursiva. (Parte 1 de 2.)


Funciones

Capitulo 3

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

201

unsigned long factorial( unsigned long ); // prototipo de la función int main() { // Ciclo de 10 repeticiones. Durante cada iteración, calcula // factorial( i ) y deapliega el resultado. for { int i - 0; i <■ 10; i++ ) cout « aetw( 2 ) « i « «| - » << factorial( i ) << endl; return 0;


) // fin de main // definición recursiva de la función factorial unsigned long factorial( unsigned long numero ) { // caso base if ( numero <■ 1 ) return 1; // paso recursivo else return numero * factorial( numero - 1 ); > // fin de la función factorial

01 11 2! 31 41 51 61 71 81 91 101

. ■ ■

1 1 2 6 24 120 720 5040 40320 362880 3628800

Rgura 3.14

Cálculo d e factoriales mediante una función recursiva. (Parte 2 d e 2.)

La función factorial fue declarada para recibir un parámetro entero d e tipo unsigned long y para devolver un resultado de tipo unsigned long. Ésta e s una notación abreviada para unsig

ned long int. La esp ecificación del lenguaje en C + + requiere que la variable de tipo unsigned long int se alm acene en al m en os cuatro b ytcs (32 bits); en ton ces, puede contener un valor en el rango d e 0 a 4 2 9 ,4 9 6 7 ,2 9 5 (el tip o de dato long int tam bién s e alm acena en al m enos cuatro bytes y puede contener un valor en el rango de -2 ,1 4 7 ,4 8 3 ,6 4 8 a 2 ,1 4 7 ,4 8 3 ,6 4 7 ). C o m o p uede apreciar en la figura 3.1 4 , lo s valores del factorial crecen rápidamente. E legim os el tipo de dato unsigned

long de manera que el programa pueda calcular factoriales m ayores que e l de 7! en com putadoras


202

Funciones

Capítulo 3

co n enteros pequeños (de d os bytes). D esafortunadam ente, la función factorial produce un va lor m uy grande de manera tan rápida que in clu so unaigned long no nos ayuda a calcular m uchos valores de factorial antes de que s e exced a el tamaño de unaigned long. I-os ejercicios experim entan utilizando el tipo de datos double para calcular factoriales de nú m eros grandes. Esto apunta a una debilidad en la m ayoría de los lenguajes d e program ación, a d e cir, que los lenguajes no se pueden extender fácilm ente para manejar lo s requerim ientos esp ecífico s d e distintas aplicaciones. C om o verem os en la se cc ió n del libro que trata sobre program ación orien tada a ob jetos, C + + es un lenguaje que se puede extender fácilm ente y que n os perm ite crear d e ma nera arbitraria enteros grandes, si así lo deseam os.

Error común de prográmeteión 3.20 Omitir el caso base, o escribir el paso recursivo de manera incorrecta de manera que no converja con el caso base, provocará una recursividad “infinita ”, y en cierto punto, agotará la memoria Esto es análogo al problema de un ciclo infinito en una solución iterativa (no recursiva).

3.13 Ejemplo sobre cóm o utilizar la recursividad: la serie de Fibonacci La serie d e Fibonacci 0, 1. 1 . 2 ,3 .5 . 8, 1 3 ,2 1 ,... com ien za con 0 y 1, y tiene la propiedad d e que cada núm ero de Fibonacci es la sum a de lo s d o s nú m eros previos d e Fibonacci. 1.a serie ocurre d e manera natural y, en esp ecia l, describe la forma d e una espiral. La relación de núm eros su cesivos de Fibonacci converge en un valor constante de 1 .6 1 8 ...E ste número, también ocurre de manera repetida en la naturaleza, y se denom ina la tasa dorada o la m edia dorada. L os hu m anos tendem os a ver dicha m edia dorada estéticam ente placentera. L os arquitectos a m enudo d ise ñan ventanas, habitaciones, y ed ificio s cuya longitud y an ch o se encuentra en la m edia dorada. Las taijctas de felicitación a m enudo se diseñan m ediante la relación ancho/alto de la m edia dorada. La serie d e F ib onacci se puede definir d e m anera recursiva d e la siguiente manera: fibonacci(O) = 0 fibonacci(l) = 1 fibonacci(n) - fibonacd(n - 1) + (ibonacci(/i - 2) FJ programa d e la figura 3.1 5 calcula el en ésim o núm ero d e Fibonacci de manera recursiva, m edian te la función fibonacci. O b serve q u e lo s núm eros d e Fibonacci tienden a crecer rápidamente. Por lo tanto, e leg im o s el tipo d e dato unaigned long para el tipo de parámetro y para el valor d e re tom o de la función fibonacci. La figura 3.15 muestra 11 ejecu cio n es d el programa.

1 2 3 4 5 ó 7

// Fig. 3.15: fig03_15.cpp // Función recursiva fibonacci. #inelude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8 9

unaigned long fibonacci( unaigned long ); // prototipo de la función

10 Figura 3.15

Números de Fibonacci generados mediante una función recursiva. (Parte 1 de 3.)


Funciones

Capitulo 3

11

int main()

12

{

203

13 14 15 16 17 18 19 20

unsigned long resultado, numero;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

// despliega el resultado cout << "Fibonacci(" << numero << ") ■ " << resultado << endl;

21

// obtiene entero del usuario cout << "Introduzca un entero; *; cin >> numero; // calcula el valor fibonacci del número introducido por el usuario resultado - fibonacci( numero );

return 0;

//

indicaterminaciónexitosa

} // fin de main // definición recursiva de la función fibonacci unsigned long fibonacci( unsigned long n ) { // caso base if ( n — 0 | | n — 1 ) return n; // paso recuraivo sise return fibonacci ( n - 1 ) ♦ fibonacci ( n - 2 ); > // fin de la función fibonacci

Introduzca un entero; 0 Fibonacci(0) - 0

Introduzca un entero; 1 Fibonacci(1) - 1

Introduzca un entero; 2 Fibonacci(2) ■ 1

Introduzca un entero; 3 Fibonacci(3) ■ 2

Introduzca un entero; 4 Fibonacci(4) - 3 Figura 3.15

Números de Fibonacci generados mediante una función recursiva. (Parte 2 de 3.)


204

Funciones

Rgura 3.15

Capítulo 3

Números de Flbonacci generados mediante una función recursiva. (Parte 3 d e 3.)

La llam ada a

fibonacci (linca 20) d esd e el xnain no es una llam ada recursiva, pero todas las

llam adas su bsecu en tes a flbonacci s í lo son. Cada vez que el programa in voca a flbonacci (lín ea s 3 0 -4 0 ), la función evalúa d e inm ediato el ca so base para determ inar si n e s igual a 0 o 1 (lí n ea 33). Si esto es cierto, la lín ea 34 d evu elve n. D e manera interesante, s i n es m ayor que 1,el paso recursivo (lín ea 3 8 ) genera d o s llam adas recursivas, cada una e s para un problem a ligeram ente más se n c illo que el d e la llam ada original a fibonacci. L a figura 3 .1 6 m uestra có m o la función fibonacci evaluaría flbonacci ( 3 ). Esta cifra arroja algunos asuntos interesantes acerca d el orden en el cual lo s com piladores de C + + evalúan lo s operandos de lo s operadores. Éste e s un tem a diferente respecto al orden en el cual s e aplican lo s operadores a sus operandos, a saber, el orden indicado por las reglas d e precedencia de operadores. La figura 3.1 6 m uestra que la evaluación d e f ibonacci ( 3 ) genera dos llam a das recursivas, a saber, flbonacci ( 2 ) y flbonacci ( 1 ) . Pero, ¿en qué orden se realizan estas llam adas? La mayoría de lo s programadores asum en sim p lem en te que e s o s operandos se evalúan de iz quierda a derecha. El lenguaje C + + no esp ecifica el orden en el cual se evalúan los operandos d e la m ayoría de lo s operadores (in clu so ♦ ). Por lo tanto, el programador no debe asum ir el orden en el que se ejecutan las llam adas. I-as llam adas, de hecho podrían ejecutar prim ero f ibonacci ( 2 ), desp ués flbonacci( 1 ) , o las llam adas podrían ejecutarse en orden inverso, fibonac ci ( 1 ) , y después flbonacci ( 2 ) . En este programa, y e n m uchos otros programas, salta a la vista que e l resultado sería el m ism o. Sin em bargo, en alg u n o s programas la evaluación de un operando puede tener efectos colaterales (m odificación d e valores de datos) que podrían afectar el resultado final de la expresión.


Funciones

Capitulo 3

Rgura 3.16

Conjunto d e llamadas recursivas al m étodo

205

Fibonacci.

E l lenguaje C + + esp ecifica el orden de evaluación d e lo s operandos de s ó lo cuatro operadores, a saber, && | | . el operador com a ( , ) y ? : . L os prim eros tres operadores son binarios y sus o p e randos se evalúan con toda certeza de izquierda a derecha. E l ú ltim o operador es el único operador ternario de C ++. El operando que se encuentra más a la izquierda siem pre se evalúa en primer lugar; si el operando m ás a la izquierda e s un valor diferente de cero (verdadero), a continuación se evalúa el operando d e en m ed io y se ignora e l últim o operador; si el operando m ás a la izquierda e s igual a cero (fa lso ), a continuación se evalúa el tercer operando y el operador de e n m ed io se ignora.

Error común de programación 3.21 Escribir programas que dependen del orden de evaluación de los operandos de operadores diferentes a&&. / / . ? i y el operador coma ( , ) puede provocar errores lógicos.

Tip de portabilidad 3.2 los programas que dependen del orden de evaluación de los operandos de operadores diferentes de &&, l ¡ , ? : y el operador coma ( , ) pueden funcionar de diferente manera en sistemas con diferentes compiladores. U n a v iso de advertencia co n respecto a lo s programas recursivos co m o el q u e utilizam os aquí para generar lo s núm eros de F ibonacci. Cada nivel de rccursividad en la función fibonacci tiene un efe cto d ob le en el núm ero de llam adas a la función, es decir, el núm ero d e llam adas recursivas que se requieren para calcular el en ésim o núm ero d e Fibonacci se encuentra en el orden d e 2". Esto rápidam ente se nos va d e la s m anos. Calcular solam ente el v ig é sim o núm ero de Fibonacci requiere alrededor de 2 20, o cerca d e un m illón , d e llam adas; calcular el trigésim o núm ero de Fibonacci re queriría alrededor de 230, o cerca de m il m illo n es de llam adas, y así sucesivam ente. L os cien tífico s de la com putación le llam an a esto com p lejidad exponencial. ¡L os problem as de esta naturaleza pue den tambalear in clu so a las m ás poderosas com putadoras del m undo! L os tem as de com plejidad en general, y d e com plejidad exp on en cial s e exp lican co n d eta lle en el curso de cien cia s de la com p u tación llam ado “A lgoritm os” .

m

Tip de rendimiento 3.5 Evite programas recursivos del estilo de fibonacci que ocasionen utui “explosión ” exponencial de lla madas.


206

Funciones

Capítulo 3

3.14 Recursividad v e rs u s Iteración En la s d o s se cc io n e s previas, estu diam os d os fun cion es que se pueden im plem cntar fácilm en te de manera recursiva o m ediante iteraciones. Esta secció n com para lo s d os m étodos y exp lica por qué el programador debe elegir un m étodo sobre el otro en una situación determinada. Tanto la iteración c o m o la recursividad s e basan en una estructura de control: la iteración e m plea una estructura de repetición; la recursividad utiliza una estructura de selección . Tanto la iteración co m o la recursividad involucran la repetición: la iteración explícita, utiliza una estructura d e repeti ción; la recursividad co n sigu e la repetición a través d e llam adas repetidas a funciones. Tanto la ite ración co m o la recursividad involucran una prueba de terminación: la iteración term ina cu an do la con d ición de continuidad del c ic lo es falsa; la recursividad termina cu an do se reconoce el c a so ba se. Tanto la iteración, co n una repetición controlada por un contador, y la recursividad s e acercan de manera gradual a su term inación: la iteración m odifica un contador hasta que éste asum e un valor que hace que sea falsa la co n d ición de term inación; la recursividad produce versiones más sencillas del problema original hasta que se alcanza el caso base. Tanto la iteración com o la recursividad pueden ser infinitas: un c ic lo iterativo infinito ocurre, si la con d ición d e continuidad d el c ic lo nunca se co n vierte e n falsa; una recursividad infinita ocurre, si el paso recursivo no reduce el problem a durante cada llamada a la función d e manera q u e converja en el ca so base. La recursividad tiene m uchas desventajas. Invoca de manera repetida el m ecanism o, y por con secu en cia sobrecarga, d e llam adas a la función. E sto puede ser co sto so tanto en tiem po d e pro cesam ien to com o en esp a c io d e m em oria. Cada llamada recursiva genera otra cop ia d e la función (de h ech o, só lo las variables de la función); esto puede consum ir una considerable cantidad d e m em o ria. Por lo general, la iteración ocurre dentro d e una función, de manera que e l abuso d e llam adas a fun cion es y la asignación d e m em oria son inexistentes. ¿E ntonces, por qué eleg ir la recursividad?

Observación de ingeniería de software 3.13 Cualquier problema que se resuelva de manera recursiva se puede resolver también mediante iteracio nes (sin recursividad). Por lo general, se elige un método recursivo sobre un método de iteración, cuan do el método recursivo refleja de manera más natural el problema y genera un programa que es más fá cil de entender y corregir. Otra razón para elegir la solución mediante recursividad es que no es ob via una solución iterativa.

Tip de rendimiento 3.6 Evite utilizar la recursividad en situaciones de rendimiento. Las llamadas recursivas toman más tiem po y consumen memoria adicional.

__

Error común de programación 3.22 Tener de numera accidental una función no recursiva que se llame a s í misma, de numera directa o in directa (a través de otra función), es un error lógico. 1.a m ayoría d e los libros de texto sobre program ación introducen la recursividad m ucho más

adelante de lo que nosotros lo hem os hecho. C reem os que la recursividad es un tem a lo su ficiente ri c o y com p lejo co m o para introducirlo tem pranam ente y dispersar ejem p los sobre esto en el resto del libro. La figura 3.17 resum e los ejem p los d e recursividad y lo s ejercicios en e l libro. R econsiderem os algunas de las observaciones q u e hacem os d e manera repetida a lo largo del libro. La buena ingeniería de software e s importante. El alto rendim iento es importante. Desafortunadamen te, estas m etas a m enudo se obstaculizan entre sí. La buena ingeniería de software es clave para hacer m ás manejable la tarea d e desarrollar los sistem as de software m ás grandes y com p lejos que necesita m os. El alto rendim iento en estos sistem as es clave para desarrollar los sistem as d el futuro que resol verán nuestras cada vez más grandes dem andas d e hardware. Aquí, ¿en dónde entran las funciones?


Funciones

Capitulo 3

Capítulo

Ejemplos y ejercid o s d e recursivfdad

Capítulo 3

Fundón factorial

207

Función fibonacci Máximo común divisor Suma de dos enteros Multiplicación de dos enteros Elevar un entero a una potencia entera la s torres de Hanoi Cómo desplegar una entrada proveniente del teclado, en sentido opuesto Visualización de la rccursividad

Capítulo 4

Suma de los elementos de un arreglo Impresión de un arreglo Impresión a la inversa de un arreglo Impresión a la inversa de una cadena Determinar si una cadena es un palíndromo Valor mínimo de un arreglo Gasificación por selecdón Ocho rdnas Búsqueda lineal Búsqueda binaria

Capítulo 5

Quicksort Recorrido de laberintos Impresión a la inversa de una cadena introducida desde el teclado

Capítulo 17

Inserción en una lista ligada Eliminación en una lista ligada Búsqueda en una lista ligada Impresión a la inversa de una lista ligada Inserdón en un árbol binario Recorrido en preorden de un árbol binario Recorrido en orden de un árbol binario Recorrido en posorden de un árbol binario

R g u ra 3 .1 7

Resumen d e los ejemplos y ejercicios sobre recurslvldad q u e apa re cen en el libro.

Observación de ingeniería de software 3.14 Dividir un programa en funciones de mimera cuidadosa y jerárquica promueve la buena ingeniería de software, pero tiene su precio.


208

Funciones

Capítulo 3

Tip de rendimiento 3.7 Un programa dividido en muchas funciones, comparado con un programa monolítico (es decir, de una pieza) sin funciones, hace potencialmente un gnm número de llamadas a funciones que pueden hacer lenta la ejecución del programa. Sin embargo, los programas monolíticos son difíciles de programar, probar, depurar, mantener y evolucionar. Por lo tanto, divida su s program as e n fun cion es de manera ju icio sa , tenga siem pre en m ente el d elicad o b alance entre rendim iento y buena ingeniería de softw are.

3.15 Funciones con listas de parámetros vacias En C + + , una lista d e parám etros vacía s e esp ecifica m ediante v o i d o co n paréntesis vacíos. E l pro totipo

void imprime () ; esp ecifica que la función i m p r i m e no tom a argum entos y no d ev u elv e valor alguno. 1.a figura 3.18 dem uestra am bas maneras d e declarar y utilizar fu n cion es que no toman argum entos.

Observación de ingeniería de software 3.15 Siempre proporcione los prototipos de las funciones, incluso si es posible omitirlos cuando las funcio nes se definen m ies de que se utilicen (en cuyo caso la primera línea de la definición de la función actúa también como el prototipo de la función). Proporcionar los prototipos de las funciones evita atar el có digo al orden en el que se definió la función (lo cual puede cambiar con facilidad cuando el programa evoluciona).

1 2 3 A6 * 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

// Fig. 3.18: fig03_18.cpp // Punciones que no toman argumentos. •includs using std::cout; using std:rendí; void funcionl(); void £uncion2( void ); int main() { funcionl(); £uncion2();

// prototipo de la función // prototipo de la función

// llama a la funcionl sin argumentos // llama a la funcion2 sin argumentos // indica terminación exitosa

return 0; > // fin de main

// la funcionl utiliza una lista da parámetros vacia para especificar que // la función no recibe argumentos void funcionl() { cout << "La funcionl no toma argumentos* << endl; } // fin de funcionl

Rgura 3.18

Funciones que no toman argumentos. (Parte 1 de 2.)


Funciones

Capitulo 3

27 28 29 30 31 32 33 34

209

// La fuñe ion2 utiliza una lista da parámetros void para especificar que / / l a función no recibe argumentos void funcion2( void ) { cout << "La funcion2 tampoco toma argumentos" << endl; ) // fin de funccion2

La funcionl no toma argumentos La funcion2 tampoco toma argumentos Figura 3.18

Funciones que no toman argumentos. (Parte 2 de 2.)

Tip de portabilidad 3.3 El significado de una lista de parámetros vacia en C++ es dramáticamente diferente que en C. En C, significa que la verificación de todos los argumentos se encuentra des habilitada (es decir, la llamada a la función puede pasar cualquier argumento que desee). En C++ significa que la función no toma argumentos. Además, los programas en C que utilizan esta característica podrían reportar errores de sintaxis cuando se compilan en C+ +.

Error común de programación 3.23 Los programas en C+ + no podrán compilarse a menos que se proporcionen los prototipos de función de todas las funciones, antes de que éstas sean utilizadas.

3.16 Funciones i n l i n e Im plcm cntar un programa co m o un conjunto d e funciones, es bueno d esd e e l punto d e vista de la ingeniería de softw are, pero las llam adas a fun cion es involucran el con su m o d e tiem po d e ejecu ción . C + + proporciona fu n c io n e s inline para ayudar a reducir la sobrecarga d e llam adas a fun cion es, e sp e cialm ente de fun cion es pequeñas. E l calificador inline antes del tip o de retom o de una función, en la definición de la función, “avisa” al com pilador que genere una copia del có d igo de la función en el sitio (cuando sea apropiado) para evitar una llam ada a la función. La desventaja es que se inser tan m últiples cop ias d el có d ig o de la función dentro d el programa (a m enudo hacen el programa m ás grande), en lugar de tener una so la cop ia d e la función a la cual se pasa el control cada v e z que se llam a a la función. El com pilador puede ignorar el calificador inline y, por lo general, lo hace con todas excep to co n las fun cion es m ás pequeñas.

Observaciones de ingeniería de software 3.16 Cualquier modificación a una función Inllnm podría requerir que todos los clientes de la función fueran recompilados. Esto puede ser importante en algunas situaciones de desarrollo de programas y de mantenimiento.

Buena práctica de programación 3.9 El calificador Inline se debe utilizar solamente con funciones pequeñas de uso frecuente.

Tip de rendimiento 3.8 Utilizar funciones inline puede reducir el tiempo de ejecución, pero a menudo incrementa el tama ño del programa


210

Funciones

Capítulo 3

La figura 3.19 utiliza la función

inline cubo (líneas 14-18) para calcular el volum en de un cu

bo con lado igual a lado. La palabra reservada const en la lista d e parámetros d e la función cubo (lín ea 14) le indica al com pilador que la función no m odifica a la variable lado. E sto asegura que el valor d e lado no sea m odificado por la función cu an do s e realice el cálculo. En lo s capítulos 4, 5 y 7 analizarem os con detalle la palabra reservada

const.

Observación de ingeniería de software 3.17 Muchos programadores no se preocupan por declarar el valor de los parámetros como coamt, aun cuando la función a la que se llamó no debería modificar el argumento pasado. En este contexto, la palabra reservada conmt solamente protege la copia del argumento original, no al argumento origi nal en sí.

1 2 3 4 c

// Pig. 3.19: fig03_19.cpp // Dso de una función inline para calcular I I el volumen de un cubo. •inelude

ó 7 8 o


10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

// Definición de la función inline cubo. La definición de la función // aparece antes de que se llame a la función, de manera que no se // requiere el prototipo de la función. La primera linea de la definición // de la función actúa como el prototipo. inline double cubo( const double lado ) < return lado * lado * lado; // calcula el cubo } // fin de la función cubo int main() { cout << "Introduzca la longitud del lado de su cubo: " t double valorLado; cin >> valorLado; // calcula el cubo de valorLado y despliega el resultado cout << "El volumen del cubo cuyo lado es * << valorLado << " as " « cubo( valorLado ) << endl; return 0;


} // fin de main

Introduzca la longitud dal lado de su cubo: 3.5 El volumen del cubo cuyo lado es 3.5 es 42.875 Figura 3.19

Función inline c*je calcula el volumen d e un cubo.


Funciones

Capitulo 3

211

3.17 Referencias y parámetros por referencia Existen dos maneras de pasar argum entos a una función, éstas son p a so p o r valor y p a so p o r referen cia. Cuando un argum ento se pasa por valor, se hace una copia del argum ento y s e pasa a la función. L os cam b ios que s e hagan a la cop ia no afectan al valor original de la variable en la llamada. Esto previene lo s efectos colaterales accid en tales que dificultan, en gran m edida, el desarrollo d e sis te mas d e softw are adecuados y bien hechos. C ada uno de lo s argum entos que se pasaron en lo s pro gram as en este capítulo, se pasaron por valor.

Tip de rendimiento 3.9

b

Una desventaja del ¡taso por valor es que, si se pasa un gran elemento de datos, copiar ese dato pue de tomar una considerable cantidad de tiempo y espacio de memoria.

Esta sección introduce los parám etros p o r referencia, la primera de d o s form as de pasar por re ferencia. C on e l paso por referencia, la llam ada le da a la función invocada la habilidad d e acced er directam ente a los datos, y m odificar e s o s datos s i la fun ción invocada lo desea.

Tip de rendimiento 3.10 t e

F2 paso por referencia es bueno por razones de rendimiento, debido a que puede eliminar el consumo de uso excesivo de copias de grandes volúmenes de datos.

Observación de ingeniería de software 3.18 El paso por referencia puede debilitar la seguridad, debido a que la función ¡mocada puede corrom per los datos de la función que invoca. E xp licam os có m o lograr la s ventajas de rendim iento d el paso por referencia m ientras que, de manera sim ultánea, s e logran las ventajas de la ingeniería de softw are al proteger lo s datos de la llam a da contra la corrupción. Un parámetro por referencia es un alias para su argum ento en una llam ada d e función. Para in dicar q u e el parámetro d e la función se pasa por referencia, sim p lem en te co lo q u e antes del tip o del parámetro, en e l prototipo d e la función, un am persand (&); utilice la m ism a con ven ción cuando lis te el tipo de parámetro en el encabezado d e la función. Por ejem p lo, la sigu ien te declaración en un encabezado de función:

int ¿contador cuando leem o s la expresión de derecha a izquierda d ecim o s que “contador hace referencia a un entero". En la llam ada a la función, sencillam en te m en cion e la variable para pasarla por refe rencia. E ntonces, al m encionar la variable por su nom bre de parámetro en el cuerpo d e la función in vocada, en realidad se hace referencia a la variable original en la función que llam a, y la variable original se puede m odificar d e manera directa por m edio d e la función invocada. C om o siem pre, el prototipo d e la función y el en cab ezad o deben concordar. La figura 3 .2 0 com para el paso por valor y el paso por referencia, m ediante parám etros de refe rencia. Los “estilos” d e lo s argum entos en las llam adas a la función cuadr&doPorValor y en las llam adas a la función cuadradoPorReferancia son idénticos; am bas variables sencillam ente se m encionan por su nom bre en las llam adas a la función. Sin verificar los prototipos de las fu n cio nes o de las d efin icio n es, no e s p osible decir só lo por las llam adas si es p osible o no m odificar su s argum entos. Sin em bargo, d eb ido a que los prototipos de función son ob ligatorios, el com pilador no tien e problem a para resolver esta am bigüedad.


212

1 2 3 4 5 6 7

Funciones

Capítulo 3

// Fig. 3.201 fig03_20.cpp // Comparación entra el paao por valor y «1 paso por referencia // mediante referencias. tinclude using std::cout; using std::endl;

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

int cuadradoPorValor( int ); // prototipo de función void cuadradoPorReferencia( int 6 ); // prototipo de función int oain() { int x - 2; int 2 - 4; // demuestra cuadradoPorValor cout « "* ■ * « x « * antes de cuadradoPorValor\n"; cout << "Valor devuelto por cuadradoPorValori " << cuadradoPorValor ( x ) << endl; cout << "x • " « x << " después de cuadradoPorValor\n" << endl;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

// demuestra cuadradoPorReferencia cout << " 2 - " << z << * antes de cuadradoPorReferencia" << endl; cuadradoPorReferencia( x ); cout << " 2 ■ " << 2 << " después de cuadradoPorRef erencia" << endl; return 0; // indica terminación exitosa } // fin de main // cuadradoPorValor multiplica el número por si mismo, almacena / / e l resultado en numero y devuelve el nuevo valor de numero int cuadradoPorValor( int numero ) { return numero *« numero; // argumento no modificado de la función que llama ) // fin de la función cuadradoPorValor // cuadradoPorRef erencia multiplica numeroRef por si mismo y // almacena el resultado en la variable a la cual numeroRef hace // referencia en la función main void cuadradoPorRef erencia ( int ¿numeroRef ) { numeroRef *■ numeroRef; // argumento modificado de la función que llama ) // fin de la función cuadradoPorReferencia

x - 2 antes de cuadradoPorValor Valor devuelto por cuadradoPorValor; 4 x ■ 2 después de cuadradoPorValor 2 ■ 4 antes de cuadradoPorReferencia 2 - 1 6 después de cuadradoPorReferencia

Rgura 3.20

Paso d e argumentos por valor y por referencia.


Funciones

Capitulo 3

213

Error común do programación 3.24 Debido a que los parámetros por referencia se mencionan sólo por nombre en el cuerpo de la función invocada, el programador podría tratar inadvertidamente parámetros por referencia como parámetros pasados por valor. Esto puede ocasionar efectos colaterales inesperados, si las copias originales de las variables son modificadas por la función que invoca. El cap ítulo 5 exp lica lo s apuntadores; v erem os q u e los apuntadores perm iten una manera alter nativa de pasar por referencia, en la q u e el estilo de la llam ada indica claram ente el p aso por refe rencia ( y el potencial para m odificar lo s argum entos d e la función que llama).

Tip do rendimiento 3.11

m

Para pasar objetos grandes, utilice un parámetro de referencia constante para simular la apariencia y seguridad del paso por valor, y para evitar la sobrecarga de pasar copias de los objetos grandes.

Para esp ecificar una referencia a una constante, en la declaración del parámetro, co lo q u e el c a lificador const antes del cspccificador de tipo d e dato. En la línea 4 2 de la figura 3.2 0 . observe la colocación de & en la lista de parámetros de la función

cuadradoPorReferencia. A lgu n os program adores prefieren escribir int& nume ro Re f. Observación do ingeniería do software 3.19 Por razones de claridad y rendimiento, muchos programadores de C++ prefieren que los argumentos modificables se pasen a las funciones mediante el uso de apuntadores, que los argumentos pequeños y no modificables se pasen por \alor. y que los argumentos no modificables se pasen a las funciones m e diante el uso de referencias a constantes. Las referencias tam bién se pueden utilizar co m o alias para otras variables dentro de una función, aunque por lo general se utilizan co n funciones, tal co m o m uestra la figura 3.20. Por ejem p lo, el c ó digo:

int contador - 1; // declara la variable entera contador lnt &cRef - contador; // crea cRef como un alias para contador ++cRef; // incrementa contador (utilizando su alias) increm enta la variable

contador m ediante e l uso de su alias cRef. Las variables de referencia se

deben inicializar en su s d eclaraciones (v ea la figura 3.21 y figura 3 .2 2 ), y no se pueden reasignar c o m o alias a otras variables. U na vez que se declara una referencia co m o un alias para otra variable, todas las op eracion es supuestam ente realizadas en el alias (es decir, en la referencia) en realidad se realizan en la variable original. F.1 alias e s sencillam en te otro nom bre para la variable original. Tomar la dirección d e una referencia y com parar la s referencias no o casion a errores d e sintaxis; al contra rio, cada operación en realidad ocurre en la variable para la cual la referencia es un alias. U n argu m ento por referencia debe ser un lvalué (por ejem p lo, un nom bre de variable), no una constante o expresión que d evu elva un rvalue (por ejem p lo, el resultado de un cá lcu lo). Vea la secció n 2 .2 0 pa ra d efin icion es de los térm inos Ivalue y rvalue.

1 2 3

// Fig. 3.21: fig03_21.cpp // Las referencias se debe inicializar. finclude

4

5 6


7

figura 3.21

Cóm o Inicializar una referencia. (Parte 1 de 2.)


214

Funciones

int main () { int x - 3; // y hace referencia a (es un alias para) int fcy - x;

-

return 0;

* «

<< endl << «y ■ " «

X

<< endl << "y ■ " << y «

y «

•%

“X

X

c

- * <<

H

"X

e

cout << y - 7; cout «

X

•0

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 x y x y

Capítulo 3

endl;


} // fin de main -

3 3 7 7

Rgura 3.21

C ó m o iniclallzar u n a referencia. (Parte 2 d e 2.)

Las fu n cion es pueden d evolver referencias, pero esto puede ser peligroso. C uando se d evu elve una referencia a una variable declarada en la función invocada, la variable d eb e declararse com o

st atic dentro d e esa función. D e lo contrario, la referencia se dirige a una variable autom ática que se descarta cuando termina la función; se d ice que dicha variable es “indefinida” , y que el com porta m iento d el programa sería im prcdcciblc. (A lgun os com piladores despliegan m ensajes d e advertencia cuando se hace esto.) Las referencias hacia variables indefinidas se llam an referencias suspendidas.

Error común de programación 3.25 No inicializar una variable de referencia cuando ésta se declara es un error de sintaxis (a menos que la declaración sea parte de la lista de parámetros de una función).

Error común de programación 3.26 Intentar reasignar una referencia declarcuia previamente como alias de otra variable, es un error lógico. El valor de la otra variable simplemente se asigna a la variable para la cual la referencia ya es un alias.

Error común de programación 3.27 Devolver utui referencia a una variable automática en una función ¡mocada es un error lógico. Algu nos compiladores despliegan mensajes de advertencia cuando ocurre esto en un programa O bserve que el estándar de C + + no esp ecifica lo s m ensajes d e error que utilizan lo s com p ilad o res para indicar errores particulares. Por esta razón, la figura 3 .2 2 m uestra lo s m ensajes de error tan to del com pilador d e línea de com an do de Borland C + + 5 .5 , co m o d el com pilador d e Visual C + + de M icrosoft. 123

1 2 3

// P i g . 3.22: fig03_22.cpp // Las referencias deben inicializarse. finclude

Figura 3.22

No Iniclallzar una referencia local ocasiona un error d e sintaxis. (Parte 1 d e 2.)


Funciones

Capitulo 3

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

215

uaing std::cout; uaing std::endl; int nain() ( int x - 3; int &y;

// Error: se debe inicializar y

<< "x - " << x << endl << «y - " « y - 7; C O U t << **x - * << x << endl << *y - " « COUt

retura 0;

y << endl; y << endl;


} // fin de main

Mensaje de error del compilador de línea de comando de Borland C + +:

Error E2304 PiguraO3_22.cpp 11: Rafaranca variable 'y initialized in funetion main()

must be

Mensaje de error del compilador de Visual C++ de Microsoft:

D: \cpphtp4_ejemplos\cap03\figura03_22 ■cpp (11) : error C2530: 'y' : rafarancas must be initialized R g u ra 3 .2 2

No Inlclallzar una referencia local ocasiona un error de sintaxis. (Parte 2 d e 2.)

3.18 Argumentos predeterminados N o es extraño para un programa invocar una función d e manera repetida con el m ism o valor d e argu m ento para un parámetro en particular. En tales ca so s, el programador puede especificar q u e dicho argum ento e s un argum ento predeterm inado, y puede proporcionar un valor predeterm inado para di ch o argum ento. Cuando el programa om ite un argum ento predeterm inado en una llam ada de función, el com pilador rescribe la llamada e inserta el valor predeterm inado de d ich o argum ento para que se pase co m o un argum ento a la llamada d e función. L o s argum entos predeterm inados deben estar a la extrem a derecha d e la lista de parámetros de la función. C uando uno está llam ando a una función co n d os o m ás argum entos predeterm inados, si un argum ento om itido no es el argum ento q u e se encuentra m ás a la derecha en la lista d e argum en tos, entonces se deben om itir todos lo s argum entos a la derecha d e dicho argumento. L o s argum entos predeterm inados se deben especificar con la primera ocurrencia del nom bre de la función: por lo g e neral, en el prototipo d e la función. L os valores predeterm inados pueden ser constantes, variables g lob ales o llam adas a funciones. A dem ás, lo s argum entos predeterm inados s e pueden utilizar con funciones i n l i n e . La figura 3 .2 3 m uestra el uso de lo s argum entos predeterm inados en e l cálcu lo del volum en de una caja. El prototipo de la fun ción v o l u m e n C a j a (lín ea 9 ) especifica q u e a lo s tres argum entos se le s asign ó un valor de 1 . O bserve q u e los valores predeterm inados se pueden definir só lo en el prototipo de la función. O bserve tam bién que, para m ayor claridad, proporcionam os lo s nom bres de las variables en el prototipo d e la función. C om o siem pre, no se requieren lo s nom bres de las varia b les en los prototipos de las funciones.


216

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12

Funciones

Capítulo 3

// Fig. 3.23i fig03_23.cpp // Dso de argumentos predeterminados. iinclude using std:tcout; using std:tendí; // prototipo de la función que especifica argumentos predeterminados int volumenCaja( int longitud ■ 1, int ancho ■ 1, int altura - 1 ); int main()

{

13

// sin argumentos—utilice valores predeterminados para todas las dimensiones cout << "El volumen predetezminado de la caja est " << volumenCaja ();

14 15

16 17 18 19 20 21 22

// especifique la longitud, ancho y altura predeterminados cout << "\n\nEl volumen de una caja de longitud 10, \n* << "ancho 1 y altura 1 est * << volumenCaja( 10 ); // especifique longitud, ancho y altura predeterminados cout << "\n\nEl volumen de una caja de longitud 10, \n* << "ancho 5 y altura 1 est " << volumenCaja( 10, 5 );

23

24 25 26 27 28 29

// especifica todos los argumentos cout << "\n\nEl volumen de una caja de longitud 10, \n" << "ancho 5 y altura 2 est " << volumenCaja( 10, 5, 2 ) << endl; return 0;


30

31 32 33 34

} // fin de main

35

{

36

/ / l a función volumenCaja calcula el volumen de una caja int volumenCaja( int longitud, int ancho, int altura ) return longitud * ancho * altura;

37

38

} // fin de la función volumenCaja

El volumen predeterminado de la caja est 1 El volumen de una caja de longitud 10, ancho 1 y altura 1 est 10 El volumen de una caja de longitud 10, ancho 5 y altura 1 est 50 El volumen de una caja de longitud 10, ancho 5 y altura 2 est 100

Figura 3.23

Argumentos predeterminados d e una función.


Funciones

Capitulo 3

La primera llam ada a

217

volumenCaja (lín ea 14) n o esp ecifica argum entos, d e este m o d o se

utilizan los tres valores predeterm inados. La segunda llam ada (lín ea 18) pasa el argum ento longi tud. a sí que utiliza los valores predeterm inados para lo s argum entos ancho y altura. La tercera llam ada (lín ea 2 2 ) pasa los argum entos para longitud y ancho, así, u tiliza el valor predeterm i nado para el argum ento altura. L a últim a llam ada (línea 2 6 ) pasa los argum entos para longi tud, ancho, y altura, d e m odo q u e no utiliza valores predeterm inados. O bserve que ningún argum ento pasado a la función de m anera ex p lícita se asigna a lo s parámetros de la función de iz quierda a derecha. Por lo tanto, cuando volumenCaja recibe un argum ento, la función asign a el valor de d ich o argum ento a su parámetro de longitud (es decir, el parámetro más a la izquierda de la lista de parámetros). C uando volumenCaja recibe d o s argum entos, la función asigna lo s va lores de d ich os argum entos a los parámetros longitud y ancho, en e se orden. Finalm ente, cuando

volumenCaja recibe los tres argum entos, la función asign a lo s valores de d ich o s argum entos a su s parámetros longitud, ancho, altura, respectivam ente. Buena práctica de programación 3.10 El uso de argumentos predeterminados puede hacer más sencillo escribir llamadas a la función. Sin embargo, algunos programadores sienten que es más claro especificar de manera explícita todos los argumentos. Si los valores predeterminados de una función cambian, el programa podría no arrojar los resultados correctos.

Error común de programación 3.28 Especificar e intentar utilizar un argumento predeterminado que no está a la extrema derecha (y no colocar de numera predeterminada todos los demás argumentos a la extrema derecha), es un error de sintaxis.

3.19 O perador unario de resolución de alcance Es posible declarar variables locales y globales con el m ism o nombre. C + + proporciona el operador unario de resolución de alcance ( t x) para acceder a una variable global, cuando una variable local del m ism o nombre se encuentra en el m ism o alcance. FJ operador unario de resolución de alcance no se puede utilizar para acceder a una variable del m ism o nombre en un bloque externo. S e puede acceder a una variable global de manera directa sin el operador unario de resolución de alcance, si el nombre de la variable global no es el m ism o q u e el nombre de la variable local que se encuentra en e sc ámbito. En el capítulo 6 , explicarem os cóm o utilizar el operador binario de resolución de alcance con clases. La figura 3 .2 4 m uestra al operador unario de resolución d e alcance m ediante variables lo ca les y glob ales co n el m ism o nombre. Para hacer én fasis en que las version es glob ales y lo ca les de la co n s tante

PI son distintas, el programa declara una variable double y una float.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 3.24: fig03_24.cpp // Oso del operador unario de resolución de alcance. tinclude uaing std::cout; uaing std::endl; tinclude uaing std::aetpreciaion;

11 12 13

// define la constante global PI const double PI - 3.14159265358979;

Figura 3.24

O perador uñarlo d e resolución d e alcance. (Parte 1 de 2.)


218

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Funciones

Capítulo 3

int main() { // define la constante local PI const float PI - static_cast< float >( ssPI ); // despliega los valores local y global de la constante PI cout << setprecision( 20 ) << " valor local float de PI ■ * « PI << **\nValor global double de PI ■ * << ::PI << endl; return 0;


} // fin de aain

Salida del compilador de línea de comando de Borland C++

Valor local float de PI u 3.141592741012573242 Valor global double de PI ■ 3.141592653589790007 Salida del compilador de Visual C ++ de Microsoft:

Valor local float de PI m 3.1415927410125732 Valor global double de PI ■ 3.14159265358979

Figura 3.24

O perador uñarlo d e resolución d e alcan ce . (Parte 2 de 2.)

U tilizar el operador unario de resolu ción de alcance ( : s ) en un nom bre d e variable es opcional, cuando la única variable con ese nom bre e s una variable global.

Error común de programación 3.29 Utilizar el operador unario de resolución de aletmee ( t :) para acceder a una variable global, si no existe una variable global con ese nombre, es un error de sintaxis.

____ Error común de programación 3.30 Es un error intentar utilizar el operador unario de resolución de alcance ( t t) para acceder a una va riable no global en un bloque externo; es un error de sintaxis si no existe una variable global con ese nombre: es un error lógico si existe una variable global con ese nombre (debido a que el operador unario de resolución de alcance provocará que el progreúna haga referencia a la variable global, cuando de hecho, usted interna acceder de numera inapropiada a una variable no global en el bloque externo). Utilizar siem pre el operador unario de resolución de alcance ( : i ) para hacer referencia a variables glob ales ocasiona que lo s programas sean m ás claros, fáciles de m odificar y evita errores sutiles.

Buena práctica de programación 3.11 Utilizar siempre el operador unario de resolución de alcance ( s :) para hacer referencia a las varia bles globales provoca que los prognanas sean más fáciles de leer y entender, debido a que hace más evidente que usted intenta acceder a una \ariable global en lugar de una variable no global.

Observación de ingeniería de software 3.20 Utilizar siempre el operador unario de resolución de alcance ( 1 1 ) para hacer referencia a variables globales hace que los programas sean más fáciles de modificar mediante la reducción del riesgo de co lisión de nombres con \-ariables no globales.


Funciones

Capitulo 3

219

Tip para prueba y depuración 3.2 Utilizar siempre el operador uñar¡o de resolución de alcance ( t s) para hacer referencia a una \ariable global, elimina la posibilidad de errores lógicos que pudieran ocurrir si una variable no global oculta a la variable global.

Tip para prueba y depuración 3.3 Evite utilizar variables con el mismo nombre para propósitos diferentes en un programa. Aunque esto se permite en diversas circunstancias, puede provocar errores.

3.20 Sobrecarga de funciones C + + perm ite d efin ir distintas fun cion es con el m ism o nom bre, m ientras esa s fun cion es tengan d i ferentes conjuntos de parámetros (al m en os en lo que se refiere al tipo, al núm ero o al orden de lo s parámetros). Esta capacidad s e llam a sobrecarga de fu n ciones. C uando s e in voca a una función sobrecargada, el com pilador de C ++ se lec cio n a la función apropiada m ediante un exam en d el núm e ro, tipo y orden d e lo s argum entos en la llam ada. La sobrecarga d e fun cion es se utiliza generalm ente para crear distintas fun cion es con e l m ism o nom bre que realizan tarcas sim ilares, pero con diferen tes tipos de datos. Por ejem p lo, m uchas fun cion es de la biblioteca d e fu n cio n es m atem áticas se s o brecargan para diferentes tipos de datos num éricos.4

Buena práctica de programación 3.12 Im sobrecarga de funciones que realizan tareas muy similares puede hacer que los programas sean más claros y comprensibles. La figura 3 .2 5 utiliza la sobrecarga d e fun cion es cuadrado para calcular el cuadrado de un nú m ero entero (int) (lín ea s 9 -1 4 ) y el cuadrado d e un núm ero real (double) (lín ea s 17-22). En la función xnain. la lín ea 2 6 invoca la versión int de la función cuadrado, pasando el valor literal 7 . Por d efecto , C + + trata a todos lo s valores literales co m o de tip o int. D e manera sim ilar, la línea 27 invoca la versión double de la función cuadrado, pasando e l valor literal 7 . 5 , el cual, por d efec to, C + + trata co m o un valor double. En cada ca so , e l com pilador e lig e la función apropiada a la cual llamar, basándose en el tip o de argumento. Las d o s últim as líneas de la ventana d e salida c o n firman que en cada c a so s e in vocó a la función apropiada. Las fun cion es sobrecargadas s e distinguen por sus firm a s, una firma e s la com binación del nom bre de la función y su s tipos d e parámetros (en orden). El com pilador cifra cada idcntificador d e fun ción con el núm ero y el tipo d e su s parámetros (en o ca sio n e s den om in ados destrucción de nom bres o decoración de nom bres), para perm itir la vinculación segura de tipos. La vinculación segura d e ti p os asegura q u e se invoque a la función sobrecargada apropiada y que el tipo de lo s argum entos co in cidan co n lo s tipos d e lo s parámetros.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 3.25: fig03_25.cpp // Uso de la sobrecarga de funciones finelude using std::cout; using std::endl;

fig u ra 3.25

Definición d e funciones sobrecargadas. (Parte 1 d e 2.)

4. El C++ estándar requiere las versiones sobrecargadas float, double y long double de las funciones mate máticas de la biblioteca que explicamos en la sección 3.3.


220

Funciones

Capítulo 3

7

8 9

10

// ftinción cuadrado para valoras int int cuadrado( int x ) {

11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

cout << "Llama a cuadrado con un argumento int: return x * x;

"

«

x << endl;

} // fin de la versión int de la función cuadrado // función cuadrado para valores double double cuadrado( double y ) {

cout << "Llama a cuadrado con un argumento double: return y * y;

"

<< y << endl;

} // fin de la versión double de la función cuadrado int main() { int resultadolnt - cuadrado ( 7 ); // llama a la versión int doubls rssultadoDoubls - cuadrado( 7.5 ); // llama a la versión doubla cout << *\nEl cuadrado del int 7 es " « resultadolnt << *\nEl cuadrado del double 7.5 es " << rasultadoDouble « endl; return 0;


) // fin de main

Llama a cuadrado con un argumento int: 7 Llama a cuadrado con un argumento double: 7.5 El cuadrado del int 7 es 49 El cuadrado del double 7.5 es 56.25

Figura 3.25

Definición d e funciones sobrecargadas. (Parte 2 d e 2.)

La figura 3.26 s e com p iló en el com pilador d e Borland C + + . E n lugar de mostrar la salida de la ejecu ción del programa (co m o norm alm ente lo haríam os), m ostram os la destrucción d e nom bres de función que se produce en el lenguaje ensam blador d e Borland C ++. Cada nom bre destruido c o m ienza con una G segu id a por el nom bre de la función. El nom bre de la función s e separa de la lis ta de parám etros destruida m ediante $q. En la lista de parámetros de la función nad&2 (lín ea 25), c representa un char, i representa un int, pf representa un float * (e s decir, un apuntador5 a

f loat), y pd representa un double * . En la lista d e parámetros d e la función nadal. i repre senta un int, £ representa un float, c representa un char y pi representa un int *. Las dos un

5. Algunos de los parámetros y de los tipos de retomo de función de este ejemplo se declaran con tipos que incluyen el carácter *. Esto indica que el parámetro o el valor de retomo es un apuntador. En el capítulo 5 explicaremos los apuntadores. Aquí los utilizamos para mostrar cómo una variedad de tipos se cifran para posibilitar la sobrecarga de funciones.


Funciones

Capitulo 3

221

fun cion es cuadrado se distinguen m ediante sus listas de parámetros; una esp ecifica d para doubla y la otra esp ecifica i para int. L os tipos de retom o de la s fu n cion es no se esp ecifican en la destrucción de nom bres. Las fun cion es sobrecargadas pueden tener diferentes tipos d e retom o, pero deben tener listas de parámetros diferentes. O bserve q u e la destrucción de nom bres de función e s e s pecífica del com pilador. O bserve también que la función puede sobrecargar.

main n o se destruye, d eb ido a que n o se

Error común do programación 3.31 Crear f'unciones sobrecargadas con lisias de parámetros idénticas y tipos de retomo diferentes, es un error de sintaxis.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

// Piq. 3.26* fig03_26.cpp // Destrucción da nombras. // función cuadrado para valoras int int cuadrado( int x ) ( ret u m x * x; ) // función cuadrado para valoras double double cuadrado( double y ) { raturn y * y; ) // función que raciba argumentos da tipo // int, float, char e int # void nadal( int a, float b, char c, int *d ) ( // cuerpo da función vacio ) // función que raciba argumentos da tipo // char, int, float * y double * char *nada2( char a, int b, float *c, double *d ) { raturn 0; > int main() { raturn 0;


} // fin de main

_main 0nada2$qcipfpd 9nadal$qifcpi 0cuadrado$qd 0cuadrado$qi Figura 3.26

Destrucción d e nombres para permitir la vinculación segura d e tipos.


222

Funciones

Capítulo 3

El com pilador utiliza solam ente la lista de parám etros para distinguir entre fun cion es co n el m is m o nombre. L as fun cion es sobrecargadas no necesitan tener el m ism o núm ero de parámetros. Los program adores deben ser cu id ad osos cuando llagan una sobrecarga de fun cion es co n parámetros pre determ inados. d eb id o a que pueden provocar am bigüedad.

Error común de programación 3.32 Es posible llamar por equivocación a otra función con argumentos predeterminados omitidos: esto es un error de sintaxis. Por ejemplo, tener en un programa una función que explícitamente no tome argu mentos, y una función con el mismo nombre que contenga todos los argumentos predeterminados, pro voca un error de sintaxis cuando se intenta utilizar ese nombre de función en una llamada que no pasa argumentos. El compilador no sabe cuál versión de la función elegir. En el capítulo 8 , exp licarem os có m o sobrecargar operadores para definir có m o deben operar en ob jetos de tipos d efin id os por el usuario. D e h ech o, ya utilizam os m uchos operadores sobrecargados hasta este punto, co m o el operador d e inserción de flujo < < , y el operador d e extracción de flujo >>. En el cap ítulo 8 verem os m ás acerca d e la sobrecarga de << y > >. L a se cc ió n 3.21 introduce las plan tillas de función para generar d e manera autom ática fun cion es sobrecargadas q u e realizan tareas idénticas para tipos de datos diferentes.

3.21 Plantillas de función Por lo general, las fu n cion es sobrecargadas se utilizan para realizar op eracion es sim ilares que invo lucran una lógica d e programa d iferente sobre tipos d e datos diferentes. Si la ló g ica d el programa y las op eracion es so n idénticas para cada tipo de dato, la sobrecarga se puede realizar de manera más com pacta y con ven iente m ediante el uso d e p lantillas d e fu n ció n . El programador escribe una sola d efin ición de plantilla de función. D ad os lo s tipos d e argum entos proporcionados en las llam adas a esta función, C + + genera de manera autom ática especia liza á o n es de la p la ntilla de fu n ció n para ma nejar d e manera apropiada cada tipo de la función invocada. A sí, al definir una sola plantilla d e fun ción se d efin e toda una fam ilia de soluciones. Todas la s d efin icion es de plantillas de función com ienzan co n la palabra reservada témplate, seguid a por una lista d e lo s parám etros de tipo fo rm a l de la plantilla d e función encerrados entre < y >. Cada parámetro de tipo formal e s precedido por la palabra reservada typename o por la pala bra reservada clase (la s cu ales son sin ón im o s). L os parám etros de tipo form al son contenedores para tipos predefinidos o tipos d efin id os por el usuario. E stos contenedores se utilizan para esp ecifi car lo s tipos d e lo s argum entos d e la función, para esp ecificar el tipo de retom o d e la función y para declarar variables dentro d el cuerpo de la d efin ición de la función. A continuación se c o lo c a la d efi nición de la función y s e define c o m o cualquier otra función, utiliza lo s parámetros de tipo formal com o contenedores de lo s tipos d e datos reales. La siguiente definición de una plantilla de función también s e utiliza en la figura 3 .2 7 (líneas 10-23):

témplate < clase T > / / o témplate < nombretipo T > T máximo( T valorl, T valor2, T valor3 ) {

T max ■ valorl; if ( valor2 > max ) max - valor2; if ( valor3 > max ) max - valor3; return max; } // fin de la plantilla de función máximo


Funciones

Capitulo 3

223

Esta plantilla de función declara un s o lo parámetro de tipo formal T. co m o el contenedor para el tipo d e dato que se evaluará m ediante la función máximo. C uando el com pilador detecta la llam a da a la función máximo dentro del cód igo fuente del programa, el tipo de datos que se pasa a máxi mo s e sustituye por T a lo largo de la d efinición d e la plantilla, y C + + crea una función com pleta para determ inar el m áxim o de lo s tres valores con el tipo esp e cífic o d e dato. E ntonces, se co m p ila la fun ción recientem ente creada. A sí. la s plantillas son un m edio para generar có d ig o . En la figura 3 .2 7 , las tres fun cion es se crean co m o resultado de las llam adas de las lín eas 3 5 , 4 5 y 55; una espera tres valores int. otra espera tres valores double y la última espera tres valores char. La especialización que se crea para el tipo int reemplaza cada ocurrencia de T con un int de la siguiente manera:

int máximo(int valor1, int valor2, int valor3 ) (

int max - valor 1 ; if ( valor2 > max ) max ■ valor2 7 i£ ( valor3 > max ) max - valor3; return max; } // fin da la plantilla da función máximo El nombre de un parámetro de tipo debe ser único en la lista de parámetros form ales de una d efin i ción particular de plantilla. La figura 3.2 7 m uestra la plantilla de función máximo para determinar el m ayor d e tres valores int, tres valores double y tres valores char.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 3.27* fig03_27.cpp // Uao da una plantilla da función. «includa uaing std*:cout; uaing atdticin; uaing atd::andl;

8 9 10 11

// dafinición da la plantilla da función máximo tamplata < claaa T > / / o tamplata < nombretipo T máximo ( T valor 1, T valor2, T valor3 )

12

{

13 14 15 16 17 18 19

T max - valorl; if ( valor2 > max ) max - valor2; if ( valor3 > max ) max - valor3;

20 21

raturn max;

22 23

} // fin da la plantilla da función máximo

Figura 3.27

Uso de una plantilla de función. (Parte 1 d e 2.)


T

>

224

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Funciones

Capítulo 3

int mala () { // demostración de máximo con valores enteros int enterol, entero2, entero3; cout << ""Introduzca tres valores enteros: "» cin >> enterol >> entero2 >> entero3; // invoca a la versión int de máximo cout << "El mayor valor entero es: " << máximo( enterol, entero2, entero3 ); // demostración de máximo con valores double double doblel, doble2, doble3; cout << "\n\nIntroduzca tres valores double: " t cin >> doblel >> doble2 >> doble3; // invoca a la versión double de máximo cout << "El mayor valor double es: " << máximo! doblel, doble2, doble3 ); // demostración de máximo con valores char char cari, car2, car3; cout << "\n\nIntroduzca tres caracteres: cin >> cari >> car2 >> car3; // invoca a la versión char de máximo cout << "El valor carácter mayor es: * << máximo! cari, car2, car3 ) << endl; return 0/


} // fin de main

Introduzca tres valores enteros: 1 2 3 El mayor valor entero es: 3 Introduzca tres valores double: 3.3 2.2 1.1 El mayor valor double es: 3.3 Introduzca tres caracteres: A B C El valor carácter mayor es: C

Figura 3.27

Uso d e una plantilla d e función. (Parte 2 d e 2.)

____ Error común de programación 3.33 No colocar las palabras reservadas clase o typanama ames de cada parámetro de tipo formal de una plantilla de función (por ejemplo, \ es un error de sintaxis.


Funciones

Capitulo 3

225

3.22 (Ejemplo práctico opcional) A cerca de los objetos: identificación de los atributos de las clases En la secció n “A cerca de los ob jetos” al final d el capítulo 2, com en zam os la primera fase de un d ise ño orientado a objetos (D O O ) para nuestro sim ulador d el elevador, es decir, a identificar las clases necesarias para im plem entar el simulador. C om enzam os con un listado d e lo s sustantivos en el enun ciado d el problem a, y cream os una clase por separado para cada categoría de sustantivos q u e rea lizan una tarea im portante en la sim ulación d el elevador. E ntonces, representam os las c la ses y su s relaciones en un diagram a de cla se de UML. Las c la se s tienen atributos y operaciones. L os atributos de una cla se s e im plem entan com o datos en C ++; m ientras que las op eracion es de una cla se se im plcm cntan co m o funciones. En esta se cc ió n , determ inam os m uchos de lo s atributos n ecesarios d e la cla se para im plem entar e l sim ulador del elevador. En el cap ítulo 4 , determ inarem os las operaciones. En el capítulo 5, n os concentrarem os en las interacciones y conjuntos d e interacciones (a m enudo llam adas colaboraciones) entre lo s ob jetos del sim ulador d el elevador. C onsidere los atributos d e algunos ob jetos reales. L os atributos de una persona incluyen longitud y peso. Los atributos de un radiotransmisor incluyen su botón de estación, su botón de volum en y si está en A M o F M L os atributos de un autom óvil incluyen su s lecturas de velocidad y de kilometraje, la cantidad de gasolina en el tanque, el tipo d e engranaje, etcétera. L os atributos de una com putadora personal incluyen el fabricante (por ejem plo, Apple, IBM o D ell), la velocidad del procesador, e l ta m año de la m em oria principal (el cual se puede expresar en m egab ytes), el tam año del d isco duro (lo cual se puede expresar en gigab ytes), etcétera. L os atributos describen a las clases. El atributo d e un objeto ayuda a diferenciar a e sc objeto de otros objetos en el sistem a. Podem os identificar lo s atributos de las clases en nuestro sistem a, al buscar palabras y frases descriptivas en el enunciado del problema. Por cada palabra o frase descriptiva, cream os un atributo y asignam os e se atributo a una clase. A dem ás, cream os atributos para representar cualquier dato que pudiera n ecesitar una clase. Por ejem p lo, la cla se Bitácora necesita co n ocer los tiem pos para crear a la sigu iente persona y para q u e entre e n cada uno de lo s p isos. La figura 3.28 es una tabla que lista las palabras o frases del enunciado d el problem a q u e describen cada clase.

das©

Palabras y frases descriplvas

Elevador

comienza el día en espera... en el piso l del edificio alterna la dirección: se mueve hada arriba y hacia abajo capacidad de 1 persona toma 5 segundos para moverse de un piso al otro movimiento del elevador

Reloj

comienza el día en tiempo 0

Bitácora

crea el siguiente tiempo aleatorio en el que una persona camina hada d piso (entre 5 y 20 segundos después)

Persona

número de la persona (como se indica en la salida de ejemplo)

Piso

capacidad de 1 persona está ocupado/desocupado

BotonPiso BotonElevador

Figura 3.28

ha sido presionado/restableddo ha sido presionado/restableddo

Palabras y frases descriptivas en el e n unciado del problema. (Parte 1 d e 2.)


226

Funciones

Capítulo 3

Clase

tatabras y frases descriplvas

Puerta

puerta cerrada/puerla abierta

Campana

ninguna en el enunciado del problema

Luz

luz encendida/luz apagada

Edificio

ninguno en el enunciado del problema

Figura 3.28

P a lab ra s y frases d e scrip tiva s e n e l e n u n cia d o d el p ro b le m a . (P a rte 2 d e 2 .)

O bserve que las c la se s Campana y Edificio no listan atributos. C onform e progresem os a través d e e ste ejem p lo práctico, continuarem os co n la ad ición , m odificación y elim inación de infor m ación acerca de cada cla se en nuestro sistem a. La figura 3 .2 9 es un diagram a de cla ses q u e lista algu nos de los atributos de cada cla se en nues tro sistem a; cream os esto s atributos a partir de las palabras y frases descriptivas de la figura 3 .2 8 . En el diagrama de clase de U M L , co lo ca m o s los atributos de una cla se en el com partim iento interm e d io d el rectángulo de la clase. C onsidere e l sigu iente atributo de la cla se Elevador:

capacidad : Entero ■ 1 Esta lista con tien e tres partes de inform ación acerca del atributo. El atributo tien e un nom bre, ca pacidad. El atributo tiene tam bién un tipo. Entero. U M L d efine tipos de datos (por ejem p lo. Entero. Cadena. Booleano) que p od em os utilizar para indicar qué tipo de valor d eb e tomar cierto atributo. C uando im plcm entam os e l sistem a en un lenguaje en particular, e leg im o s lo s tipos d e datos esp e cífic o s del lenguaje que coinciden co n aq uellos q u e su giere el diagram a de UM L.

Bevod or

Puerta

Reloj

piso A c tu a l: Entero = 1 dirección : Entero c a p a c id a d : Entero = 1 tle m p o lle g a d a : Entero movimiento : Booleano = falso

tiem po : Entero - 0

a b ie rta : Booleano = falso

Piso c a p a c id a d : Entero ■ 1 o cu p a d o : Booleano = falso

C am p an a < todavía ninguna»

Bitáco ra tiem p o U eg ad aP iso l: Entero t1em poLlegadaPlso2: Entero

Persona ID : Entero

Figura 3.29

Luz

BotonPlso presionado : Booleano = falso

e n c e n d id a : Booleano = falso

BotonElevador presionado : Booleano - falso

Edificio
Diagrama de clase que muestra los atributos.


Funciones

Capitulo 3

227

Tam bién incluim os un valor in icial para cada atributo. E l atributo capacidad tiene un valor inicial de 1 . Si el diseñador no co n o ce el valor inicial d e un atributo en particular en tiem po d e di señ o, el diagram a U M L só lo n ecesita mostrar su nom bre y su tipo (separados por dos puntos). Por ejem p lo, el atributo tiempoLlegadaPisol de la cla se Bitácora e s de tipo Entero. A quí m ostram os el valor inicial d eb id o a q u e el valor de este atributo es un núm ero aleatorio que n o c o n ocem os, la bitácora determ ina este valor en tiem po d e ejecución. Por ahora, no n os preocuparem os dem asiado por los tipos o valores in iciales d e lo s atributos. S ó lo in clu im os inform ación que pode m os recoger a partir del enunciado d el problema.

D iagram a de estados L os o b jetos de un sistem a tienen estados. L o s estad os describen la con d ición d e un objeto (por ejem plo, lo s valores de lo s atributos d e un ob jeto) en un determ inado punto e n el tiem po. L os diagram as de estado nos brindan una forma d e expresar cóm o, y bajo q u é co n d icio n es e l objeto de un sistem a cam bia de estado. La figura 3.3 0 e s un diagrama d e estado q u e m odela lo s estad os d el objeto d e la cla se Boton-

Piso o d e la clase BotonElevador. Cada estado d el diagrama s e representa m ediante un rectán g u lo con esquinas redondeadas que con tien e el nombre del estado. U n círculo op aco co n una flecha adjunta que apunta hacia el estado in icia l (es decir, el estado “N o presionado"). El valor inicial de un ob jeto e s el estado predeterm inado d el ob jeto una v e z que se crea. Las flechas indican transicio nes entre lo s estad os. Un objeto p uede hacer una transición de un estado a otro en respuesta a un evento. Por ejem plo, los ob jetos d e las clases BotonPiso y BotonElevador cam bian del estado “N o presionado” al de “Presionado” en respuesta al even to “presionar botón”. En un diagram a de e s tados. c o lo ca m o s el nom bre d el even to que provoca la transición cerca d e la línea que corresponde a esa transición (pod em os incluir m ás inform ación acerca d e lo s even tos, co m o en la figura 3.31). La figura 3.31 m uestra el diagrama d e estad os para un ob jeto de la cla se Elevador. El eleva dor tien e tres estados posibles: “En espera”, “S erv icio e n p iso” (es decir, el elevador se encuentra d e tenido en un piso, pero está ocupado restableciendo el botón del elevador o en com u nicación con el p iso, etcétera), y “En m ovim iento". El elevador com ien za con el estad o "En espera”. L os eventos que disparan las transiciones se indican a un costad o d e las líneas d e transición apropiadas. E xam inem os los even tos d e e ste diagram a d e estados. El texto: presionar b o tó n del elevad or nos indica que el even to “presionar botón del elevador” provoca que el elevador haga la transición del estado "Servicio e n p iso” al estado “En m ovim iento”. La condición de guardia dentro d e lo s cor ch etes estab lece q u e la transición ocurrirá só lo si el elevador n ecesita m overse. El texto com p leto d el evento estab lece que el elevador hace la transición d el estado “S erv icio en p iso” al estado de “En m ovim ien to”, en respuesta al evento “presionar botón del elevador”. D e manera sim ilar, el elevador hace la transición del estado “ En espera” al estado “S ervicio en piso" cuando una persona presiona un botón en el p iso actual d el elevador. El texto junto a la línea de transición entre los estad os “En espera” y “En m ovim ien to” indica q u e esta transición ocurre en el even to correspondiente al presionar un botón de p iso (si el botón se presiona en otro piso). La diagonal ( / ) indica que una acción acom paña a este cam bio d e estado. El elevador realiza la acción d e calcular y estab lecer el tiem po en el cual arribará al otro p iso .6

6. En un sistema de elevador real, un detector en el elevador provoca que se detenga en un piso. En nuestro simulador del elevador, sabemos que el elevador toma cinco segundos para moverse de un piso a otro. Además, en nuestro simulador, un elevador simplemente puede programar su propia llegada a un piso, y el elevador se detiene en el tiempo programado.


228

Funciones

Capítulo 3

Figura 3.30

D iag ram a d e e stad o s p a ra la s c la se s BotonPiso y BotonSelevador

Figura 3.31

D iag ram a d e e stad o s p a ra la c la se Elevador.

I-a transición d e un estado puede ocurrir también cuando una cierta con d ición e s verdadera. El sigu iente evento: [tíe m p o A c tu a l = tiem poLlegada| indica que el elevador hace la transición d esd e el estado “F.n m ovim iento" al estado “S ervicio en pi so" cuando el tiem po actual de la sim ulación se h ace igual al tiem po en el cual está programada la llegada del elevador a un piso. El texto q u e acom paña a la línea de transición d esd e el estado “ S ervicio en piso" al estado “En espera” indica que el elevador entra al estado “En espera” d esd e el estad o “S ervicio e n p iso” co n la con d ición de que no existan más p eticiones para el elevador.7 Un objeto tam bién puede realizar a ccio n es m ientras s e encuentra en un estado en particular (por ejem p lo, el estado “ S ervicio en p iso” de la figura 3.31). M od elam os estas a ccio n es d ivid ien do en dos partes el estad o apropiado. E l com partim iento superior co n tien e el nombre del estado, y el com par tim iento inferior con tien e las accion es del estado. U M L d efine etiquetas de acción esp e cia les que describen las co n d icion es bajo las cu ales se llevan a cabo ciertas acciones. U na de esas etiquetas d e acción se llam a salida. La acción salida indica una acción que se realiza cuando un ob jeto sale

7. En un sistema de elevador real, probablemente el elevador hace la transición entre estos estados después de que posa cierto tiempo. Queremos programar un simulador, pero no queremos preocupamos por los detalles de cómo "sabe" el elevador si no existen más peticiones para sus servicios. Por lo tanto, decimos que el elevador cambia de estado en el caso de que no existan más peticiones.


Funciones

Capitulo 3

229

de un estado. Otras etiquetas d e a cció n son: la etiqueta de acción entrada (la cual describe la reali zación d e una acción cuando un objeto entra a un estado), y la etiqueta de a cció n realizar (la cual describe la realización d e una acción mientras un ob jeto se encuentra en dicho estado). En nuestro m od elo, el elevador debe realizar la acción “cerrar puerta” cuando sa le d el estado “S erv icio en piso". Si el elevador n ecesita m overse, prim ero d eb e cerrar su puerta. Si el elevador no tiene m ás p eticio nes (es decir, botones p resionados) que satisfacer, cierra su puerta y entra al estado “En espera".

Diagramas de actividad Eli diagram a d e activid a d es una variante del diagram a de estados. El diagram a d e actividad se ce n tra en las accion es q u e realiza un objeto; en otras palabras, el diagram a d e actividad m odela lo que hace un objeto durante su vida útil. Introdujim os lo s diagram as de actividad por primera v ez e n el cap ítulo 2 , en donde lo s utilizam os para m odelar las estructuras de control. En esta se cc ió n , n os ce n tramos en el u so m ás con ven cional d e ésto s, que e s el de m odelar el “ flujo interno d e trabajo” d e un objeto. E l diagram a de esta d o s d e la figura anterior (figura 3 .3 1 ) n o transm ite inform ación acerca d e la lógica intem a que em plea el elevador para decidir si necesita m overse. El diagrama de actividad de la figura 3.3 2 com plem enta la inform ación presentada en el diagram a de estad os, m odelando las a c cio n es que realiza el elevador en respuesta al requerim iento de un servicio. U n estado de acción s e representa con d o s líneas paralelas conectadas m ediante seg m en to s c o n vexos. Cada estado d e acción contiene expresiones d e acción que describen una acción que e l ob je to puede realizar. Una lín ea sólida con una punta d e flecha, llam ada transición, con ecta d o s estad os de acción. D esp u és d e q u e un ob jeto realiza una acción, éste continúa con la transición al sigu iente estado de acción en el diagram a y realiza la acción correspondiente. C om o en los diagram as de esta d o , el círculo op aco indica el estad o inicial d el diagrama. U n círculo o p a co rodeado por otro círcu lo (en o casion es llam ado “diana”) representa el estado fin a l de un diagram a d e actividad. La acción de un diagram a de actividad com ien za en el estado inicial y continúa con la transición a lo s distin tos estados de acción , hasta q u e la acción term ina m ediante la transición a l estado final. luí secuencia de acciones m odeladas en la figura 3 3 2 ocurre cuando se presiona un botón de piso (es decir, si uno de los b oton es de p iso se encuentra e n el estad o “le s i o n a d o ”). Cuando esta con d i ción e s verdadera, el elevador d eb e tomar una d ecisió n (representada m ediante un rom bo). En este punto, el elevador p uede hacer la transición a uno o a varios estados, basado en ciertas con d icion es. Cada transición q u e se extien d e a partir d el rom bo representa la elecció n de uno d e esto s estados de acción. U na con d ición de guardia colocad a en cada transición indica bajo qué circunstancias ocurri rá la transición. En nuestro diagrama, el elevador realiza una de cuatro actividades diferentes cuando se presiona el botón. Si el elevador se encuentra en m ovim iento (es decir, en el estado “En m ovim iento”), y si el e le vador n o llega aún a su p iso d e destino (es decir, tiempoActual es m enor que tiempoArribo), el elevador no p uede realizar d e inm ediato actividad alguna. En este ca so , termina la secu en cia de a ccion es d e esta ruta. S i e l elevador ya lleg ó a su p iso de destino (es decir, tiempoActual es igual que tiempoLlegada), en ton ces el elevador s e d etien e, restablece el botón del elevador, su e na la cam pana y abre la puerta en el p iso d e destino. S i el botón d el p iso está presionado en el p iso en donde s e encuentra el elevador, el elevador restablece su botón, suena la cam pana y abre la puerta. Si el botón en el p iso actual del elevador no está presionado, el elevador primero debe cerrar su puerta, m overse al otro p iso y en ton ces detener se antes de poder hacer el serv icio en el piso. O bserve q u e U M L m odela la fusión d e ratas d e d eci sión (por ejem p lo, vea justo arriba d el estado final) m ediante otro p equeño rombo. D esp ués d e que el elevador abre su puerta, term ina la secu en cia de accion es.


230

Funciones

Rgura 3.32

Capítulo 3

D iag ram a d e a c tiv id a d q u e m o d e la la ló g ic a d e l e le va d o r co rresp o n d ien te a la presión d e los b o to nes d e l p iso .

C o n clu sió n F.n esta sección “A cerca de lo s objetos", am pliam os nuestro co n o cim ien to respecto a la s c la ses de nuestro sistem a (co m o continuaremos haciendo en los siguientes capítulos), y representam os este nue vo con ocim ien to en nuestro diagrama d e clase. Tam bién utilizam os el diagram a d e estad os y lo s dia gram as de actividad para obtener m ás inform ación respecto a la manera en q u e cam bian lo s objetos d el sistem a con el tiem po, y la manera en que d ich os ob jetos realizan su s tareas. A un cuando toda v ía no exp licam os lo s d etalles d e la program ación orientada a ob jetos en C + + , ya con tam os co n una cantidad im portante de inform ación acerca de nuestro sistem a. En la s se cc io n e s "Acerca de los ob je to s” al final d e lo s capítulos 4 y 5, determ inarem os las op eracion es asociadas co n nuestras clases y có m o es que éstas ¡ntcractúan entre sí.


Funciones

Capitulo 3

231

N ota En este capítulo, ex p lica m o s có m o im plcm cntar la "alcatoricdad”. La instrucción: t ie m p o A c tu & l - t ie m p o L le g a d a ♦

( 5 ♦ rand() \

16 ) ;

se puede utilizar para programar d e manera aleatoria la llegada d e una persona a un piso.

RESUMEN • La mejor manera de desarrollar y mantener un programa grande es dividirlo en muchos módulos de progra ma más pequeños, cada uno de los cuales es más manejable que el programa original. En C++, los módulos están escritos como clases y funciones. • Una función se invoca mediante una llamada de función. La llamada de función menciona a la función mediante el nombre de ésta y proporciona información (como argumentos) que la función invocada requiere para realizar su tarea. • El propósito del ocultamiento de información es para que las funciones solamente tengan acceso a la infor mación que necesitan para completar sus tareas. Esto significa la implementación del principio del menor pri vilegio, uno de los principios más importantes de la buena ingeniería de software. • El tipo de dato double es un tipo de punto flotante como float. Una variable de tipo double puede al macenar un valor de mayor magnitud y precisión que el que puede almacenar float. • Cada argumento de una función puede ser una constante, una variable, o una expresión. • Una variable local se conoce sólo en la definición de la función. A las funciones no les está permitido saber los detalles de la implementación de cualquier otra función (incluso de las variables locales). • El formato general para la definición de una función es: tip o _ v a lo r _ r e to r n o n o m b r e _ fu n c ió n ( lis ia _ p a r á m e tr o s )

{ d e c la r a c io n e s e in s tr u c c io n e s ;

) El t i p o _ v a l o r _ r e t o m o establece el tipo de valor devuelto por la función invocada. Si una función no devuelve un valor. t i p o _ v a l o r _ r e t o m o s e declara como void. n o m b r e _ f u n c i ó n es cualquier identificador válido, l i s t a - p a r á m e t r o s es una lista separada por comas que contiene las declaraciones de las variables que se pasarán a la función. Si una función no recibe valor alguno. l i s t a _ p a r á m e t r o s se declara como void (o simplemen te se dejan los paréntesis vacíos). El cuerpo de la función es un conjunto de declaraciones e instrucciones que constituyen la función. • Los argumentos que se pasan a una función deben coincidir en número, tipo, y orden con los parámetros de la definición de la función. • Cuando un programa encuentra una llamada de función, el control se transfiere desde el punto de invocación a la función llamada, la función se ejecuta y el control regresa a quien hizo la llamada. • Una función invocada puede devolver el control de la llamada mediante una de las tres siguientes formas. Si la función no devuelve valor alguno, el control se devuelve cuando se alcanza la llave derecha de fin de la función, o cuando se ejecuta la instrucción:

return; si la función regresa un valor, la instrucción:

return e x p r e s i ó n ; devuelve el valor de

e x p r e s ió n .

• Un prototipo de función declara el tipo de retorno de la función y declara el número, el tipo y el orden de los parámetros que la función espera recibir.


232

Funciones

Capítulo 3

• Los prototipos de las fundones permiten al compilador verificar que las funciones se llamaron de manera correcta. • El compilador ignora los nombres de las variables que se mencionan en d prototipo de la función. • Cada biblioteca estándar tiene su archivo de encabezado correspondiente, el cual contiene los prototipos de las funciones pura todas las fundones en esa biblioteca, así como las definidones de las constantes simbólicas necesarias para dichas fundones. • Cuando un argumento se pasa por valor, se hace una copia del valor de la variable, y la copia se posa a la fun ción invocada. Los cambios a la copia en la función invocada no afectan d valor original de la variable. • La fundón rand genera un entero entre 0 y r a n d m a x (definido para que sea al menos 32,767). • Los valores produddos por rand se pueden escalar y cambiar, para produdr valores en un rango espedfico. • Para randomizar la salida de rand. utilice la función «rand ifc la biblioteca estándar. • Los prototipos de las funciones para rand y arand están contenidos en . • Para randomizar sin tener que introdudr una semilla cada vez que se ejecuta el programa, utilice arand (time ( 0 ) ) . Por lo general, la fundón time devuelve el “tiempo calendario” en segundos. El prototipo de la función time se encuentra en d archivo de encabezado . • l a ecuadón general para escalar y cambiar un número aleatorio es: núm ero

• • • • • • • • •

•

•

• • • •

- v a l o r C a m b i o + rand() %

fa c to r E s c a la ;

en donde v a l o r C a m b i o es igual al primer número en d rango deseado de enteros consecutivos y f a c t o r E s c a l a e s igual al ancho dd rango deseado de enteros consecutivos. Una enumeración, introducida mediante la palabra reservada anum y seguida por d nombre d d tipo, es un conjunto de constantes enteras representadas mediante identifica dores. Los valores de las constantes de enuineradón comienzan en 0, a menos que se especifique lo contrario, y se incrementan en 1. Los identificad ores dentro de un anum deben ser únicos, pero las constantes de enumeración separadas pue den tener el mismo valor entero. Se puede asignar un valor entero a cualquier constante de enumeración en la definición de ésta. Cada identificador de variable tiene los atributos de d ase para almacenamiento, alcance y vinculación. C++ proporciona los especifica dores de clase para almacenamiento auto, regiater, extern, mutable y static. Un identificador de clase para almacenamiento determina la existencia del identificador en memoria. El alcance de un identificador es el lugar donde se puede hacer referencia a dicho identificador en un programa. La vinculación de un identificador dentro de un programa con múltiples archivos de código fuente determi na si un identificador es reconocido sólo en el archivo fuente actual, o en cualquier código fuente con las de claraciones apropiadas. Las variables de clase para almacenamiento automático se crean cuando el programa entra al bloque en el que están definidas; existen mientras el bloque está activo y se destruyen cuando el programa sale del bloque. Las variables locales de una función son. de manera predeterminada, d ecíase para almacenamiento automá tico. FJ especificador de clase para almacenamiento regiater se puede colocar antes de una declaración de variable automática para sugerir que el compilador mantenga a la variable dentro de uno de los registros de alta velocidad del hardware de la computadora. El compilador podría ignorar la declaración regiater. La pa labra reseñada regiater se puede utilizar sólo con variables de clase de almacenamiento automático. la s palabras reservadas extern y atatic declaran idcntificadores para variables y funciones de dase de almacenamiento estático. Las variables de clase de almacenamiento estático se asignan y se inidalizan cuando comienza la ejecudón del programa. Existen dos tipos de identificadores que tienen dase para almacenamiento estático: identificadores externos y variables locales que se declaran con d espedficador de d ase para almacenamiento static. Las variables globales se crean colocando las declaraciones de variables por fuera de todas las definidones de función, y retienen sus valores a través de la ejecudón del programa.


Funciones

Capitulo 3

233

• Las variables locales que se declaran como static retienen sus valores cuando el programa abandona la función en la que se declararon. • Todas las variables numéricas de clase para almacenamiento estático se inicializan en cero si no se inicializan explícitamente por el programador. • El alcance del identificador incluye el alcance de función, el alcance de archivo, el alcance de bloque y el alcance de prototipo de función. • Las etiquetas son los únicos ¡dentificadores con alcance de función. Las etiquetas se pueden utilizar en cual quier parte de la función en la que aparecen, pero no se puede hacer referencia a ellas fuera del cuerpo de la función. • Un identificador que se declara por fuera de cualquier función tiene alcance de archivo. Dicho identificador es “conocido” desde el punto en el que se declara el identificador, hasta el final del archivo. • Ix>s identificadores que se declaran dentro de un bloque tienen alcance de bloque. El alcance de bloque ter mina con la llave derecha (>) de terminación de bloque. • Las variables locales tienen alcance de bloque, tales como los parámetros de una función, que se consideran variables locales. • Cualquier bloque puede contener declaraciones de variables. Cuando los bloques están anidados y un identi ficador en un bloque externo tiene el mismo nombre que un identificador en un bloque interno, el identifica dor en el bloque externo se “oculta" hasta que termina el bloque interno. • Los únicos identificadores con alcance de prototipo de función son aquellos que se utilizan en la lista de pa rámetros de un prototipo de función. • Una función recursiva es una función que se llama a sí misma de manera directa o indirecta. • Si se llama a una función recursiva mediante el caso base, la función simplemente regresa un resultado. Si la función se llama mediante un problema más complejo, la función divide el problema en dos partes concep tuales. una parte que la función sabe cómo resolver y una versión ligeramente más sencilla que el problema original. Debido a que este nuevo problema se parece al original, la función lanza una llamada recursiva den tro del problema más pequeño. • Para que termine la recursividad, cada vez que la función recursiva se llama a sí misma mediante una versión ligeramente más simple que el problema original, la secuencia de problemas cada vez más pequeños deben converger en el caso base. Cuando la función reconoce el caso base, el resultado se devuelve a la llamada pre via de la función, y en algún momento, una secuencia de devoluciones encadenadas en línea hacia arriba has ta la llamada original de la función regresa el resultado final. • El C++ estándar no especifica el orden en el cual se deben evaluar los operandos de la mayoría de los opera dores. C++ especifica el orden de evaluación de los operadores &&. | | , el operador coma ( , ) y ? *. Los tres primeros operadores son binarios, y sus operandos se evalúan de izquierda a derecha. El último operador es el único operador temario de C++. Primero se evalúa el operando que se encuentra más a la izquierda; si la evaluación arroja un número diferente de cero (verdadero), el operador en el centro se evalúa a continuación, y el último operador se ignora; si el resultado de la evaluación arroja un número igual a cero (falso), el ter cer operando se evalúa a continuación, y el operador central se ignora. • Tanto la iteración como la recursividad se basan en una estructura de control: la iteración utiliza una estructura de repetición; la recursividad utiliza una estructura de selección. • Tanto la iteración com o la recursividad involucran la repetición: la iteración utiliza de manera explícita una estructura de repetición; la recursividad logra la repetición a través de llamadas repetidas de función. • Tanto la iteración como la recursividad involucran una prueba de terminación: la iteración termina cuando la condición de continuidad es falsa; la recursividad termina cuando se reconoce el caso base. • La iteración y la recursividad pueden ser infinitos: un ciclo iterativo infinito ocurre, si la prueba de continui dad nunca se hace falsa; la recursividad infinita ocurre si el paso recursivo no reduce el problema de manera que converja con el caso base. • La recursividad invoca de manera repetida el mecanismo, y por consecuencia el gasto de llamadas a funcio nes. Esto puede ser costoso tanto en tiempo del procesador como en espacio de memoria.


234

Funciones

Capítulo 3

• Los programas en C++ no compilan, a menos que se proporcione el prototipo o la definición para cada fun ción antes de que se llamen por primera vez. • Una función que no devuelve un valor se declara mediante un tipo de retomo v o i d . Intentar devolver un va lor desde la fundón o utilizar el resultado de la invocadón de la función en la llamada de la fundón, es un error de sintaxis. • Una lista de parámetros vacía se cspedfica mediante paréntesis vacíos, o v o i d dentro de los paréntesis. • Las funciones inline diminan el abuso de llamadas de fundones. El programador utiliza la palabra dave i n l i n e para aconsejar al compilador que genere el código de la fundón en línea para minimizar las llama das a fundones. El compilador podría ignorar la palabra clave inline. • C++ ofrece una manera directa de pasar por referencia, utilizando parámetros de referenda. Para indicar que un parámetro de fundón se pasa por referencia, coloque & en seguida del tipo del parámetro dentro del pro totipo de la función. En la llamada de la fundón, mencione la variable por su nombre para pasarla por re ferencia En la fundón invocada mencionar la variable por su nombre local en realidad hace referencia a la variable original en la llamada de la función. Además, la variable original se puede modificar de manera directa mediante la fundón invocada. • la s variables por referenda se pueden crear para uso local como alias de otras variables dentro de una fun d ón. la s variables por referencia se deben inidalizar en sus deciaradones, y no se pueden reasignar como alias de otras variables. Una vez. que se declara una variable por referenda como un alias para otra variable, todas las operaciones que se desarrollan sobre el alias se realizan en la variable. • C++ permite al programador especificar argumentos predeterminados para las fundones. Si se omite un argu mento predeterminado en la llamada a una función, se utiliza el valor predeterminado de dicho argumento. Los parámetros predeterminados deben estar en el extremo derecho de los argumentos de la lista de pa rámetros de una función. Los parámetros predele mi inados se deben especificar con la primera ocurrencia del nombre de la fundón. Los valores predeterminados pueden ser constantes, variables globales, o llamadas a fun ciones. • El operador unario de resoludón de alcance ( : : ) permite al programa acceder a variables globales cuando una variable local del mismo nombre se encuentra en el mismo alcance. • Es posible definir muchas funciones con el mismo nombre, pero con diferentes tipos de parámetros. A esto se le llama sobrecarga de fundones. Cuando se llanta a una función sobrecargada, el compilador selecciona la función apropiada ntediante el examen del número y tipos de argumentos en la llamada. • Las funciones sobrecargadas pueden tener diferentes valores de retomo y debe tener diferentes listas de pa rámetros. Dos fundones que difieren solamente en el tipo de retomo provocan un error de sintaxis. • I^s plantillas de fundón permiten la crcadón de funciones que realizan las mismas operaciones con diferen tes tipos de datos, pero la plantilla de la función se define solamente una vez.

TERMINOLOGÍA a lc a n c e

b ib lio te c a e s tá n d a r d e C + +

a lc a n c e d e a rc h iv o

c a s o b a se e n rc c u rs iv id a d

a lc a n c e d e b lo q u e

c la s e d e a lm a c e n a m ie n to a u to m á tic o

a lc a n c e d e f u n d ó n

c la s e p a ra a lm a c e n a m ie n to

a lm a c e n a m ie n to a u to m á tic o

c o e r d ó n d e a rg u m e n to s

a m p e r s a n d (& ) s u f i j o

c o m p o n e n te

a rc h iv o d e e n c a b e z a d o

const

a rc h iv o s d e e n c a b e z a d o d e la b ib lio te c a e s tá n d a r

c o n s ta n te c o n n o m b re

a rg u m e n to e n u n a lla m a d a a f u n d ó n

c o n s ta n te d e e n u m e ra d ó n

a rg u m e n to p re d e te rm in a d o d e u n a fu n c ió n

c o n s ta n te s im b ó lic a R A N D

b ib lio te c a d e f u n d o n e s m a te m á tic a s

d e d a ra d ó n de fu n d ó n


M AX

Funciones

Capitulo 3

decoración de nombre definición de función destrucción de nombre destrucción de referencia divide y vencerás duración del almacenamiento estático efecto colateral

enum enumeración escalar espedalización de una plantilla de función especificación de vinculación espccificador de clase para almacenamiento especificador de clase para almacenamiento auto espccificador de clase para almacenamiento

extern especificador de clase para almacenamiento

mutable espccificador de clase para almacenamiento

register

iteración jerarquía de promoción llamada a una función llamada de función llamada recursiva ocultamiento de información operador unario de resolución de alcance (::) optimización del compilador parámetro por referencia parámetros dentro de una definición de función paso por referencia paso por valor plantilla de función principio del menor privilegio programa modular prototipo de una función randomizar recursi vi dad recursi vi dad infinita

raturn

especificador de la clase de almacenamiento

•tetic expresión de tipo mixto firma firma de una función función función definida por el programador función factorial función inline función invocada función que llama función rand función recursiva función srand función time generación de números aleatorios ingeniería de software invocar una función

rcutilización de software simulación sobrecarga sobrecarga de funciones

tamplata tipo de referencia tipo de valor de retorno

typenama unsignad variable automática variable constante variable de sólo lectura variable global variable local variable atatic vinculación vinculación segura de tipos

void

Terminología para la sección opcional “Acerca de los objetos” acción

Boolaan círculo opaco condición de guardia decisión diagrama de actividad diagrama de estado

Entero estado estado de acción estado final

estado inicial etiqueta de acción etiqueta de acción realizar etiqueta de entrada de acción etiqueta de salida de acción evento expresión de acción rectángulo redondeado rombo

String transiciones


235

236

Funciones

Capítulo 3


Responda cada uno de los siguientes incisos: a) Ixk componentes de un programa en C++ se conocen c o m o ___________y ___________ b) A una fundón se le invoca mediante u na___________ c) Una variable que es conodda sólo dentro de una fundón en la que está definida se conoce como d)

La instruedón___________en una fundón invocada, pasa el valor de una expresión nuevamente hada la fundón que invoca. e) La palabra reservada____________ se utiliza en el encabezado de una función, para indicar que una fundón no devudve un valor, o para indicar que una función no contiene parámetros. 0 H __________ de un idcntificador es la porción del programa en la que el identificador puede utilizarse. g) Las tres formas para devolver el control, de una función invocada a quien la llama son :__________,

-------------- y -------------- * h)

U n a ___________permite al compilador verificar el número, los tipos y el orden de los argumen tos pasados a una función. i) La función___________ se utiliza para produdr números aleatorios. j) La función___________ se utiliza para establecer la semilla del número aleatorio para randomizar un programa. k) Los especificadores de la clase de almacenamiento son m u t a b l e s . ___________, ___________,

-------------- y -------------- • l)

Se supone que las variables declaradas en un bloque o en la lista de parámetros de una función son de la clase de almacenamiento___________, a menos que se especifique lo contrario. m) El especificador___________de la clase de almacenamiento es una recomendación que se le hace al compilador, para que almacene una variable en uno de los registros de la computadora. n) Una variable declarada fuera de cualquier bloque o función es una variable___________. o) Para que una variable local a una función retenga su valor entre las llamadas a la función, ésta de be declararse con el especificador de la clase de almacenamiento___________. p) Los cuatro posibles alcances de un identificador s o n ___________, ___________ , ___________y q)

Una función que se llama a sí misma, directa o indirectamente, es decir, a través de otra función, es una función___________ . r) Una función recursiva por lo general tiene dos componentes: Uno que proporciona un medio para que la recursividad termine probando un c a s o ___________. y otro que expresa el problema como una llamada recursiva por un problema ligeramente más sencillo que la llamada original. s) En C++, es posible tener varias funciones con el mismo nombre que operen con diferentes tipos de números o argumentos. A ésta se le llam a___________ de función. t) E l___________ permite acceder a una variable global con el mismo nombre que una variable en el alcance actual. u) FJ calificador___________se utiliza para declarar variables de sólo lectura. v) Una función_________ permite que se defina a una función sencilla para que realice una tarea so bre diferentes tipos de datos.

3 .2

Para el programa de la figura 3.33, establezca el alcance (ya sea alcance de función, de archivo, de blo que o de prototipo de función) de cada uno de los siguientes elementos: a) La variable * en m ain . b) 1.a variable x en cube. c) La función cube. d) 1.a función m ain . e) El prototipo de función para cube. f) El identificador y en el prototipo de función para cube.

3 .3

Escriba un programa que verifique si los ejemplos de las llamadas a las funciones matemáticas de la li brería que aparece en la figura 3.2 produce realmente los resultados indicados.


Funciones

Capitulo 3

1 2

237

// Ejercicio 3.2s «j03._02.cpp iinclude

3

4 5 6 7 8 9 10 11

using std::cout; using std::«ndl; int cubo( int y );

// prototipo d« 1« función

int main() { int x;

12 13 14 15 16 17 18 19

// ciclo de 10 repeticiones, calcula el cubo de x y nuestra el resultado for ( x ■ 1; x <■ 10; x++ ) cout << cubo( x ) << endl; return 0; //

indica terminación exitosa

) // fin de main

20 21 22 23 24 25

// definición de la función cubo int cubo( int y ) { return y * y * y; )

Figura 3.33

Programa d e ejemplo para el ejercicio 3.2.

3.4

Proporcione el encabezado de la función para cada una de las siguientes: a) 1.a función hipotenusa que toma dos argumentos de punto flotante, ladol y lado2, con do ble precisión, y devuelve un resultado de punto flotante con doble precisión. b) 1.a función maspequefio que toma tres enteros, x, y y z, y devuelve un entero. c) 1.a función instrucciones que no recibe argumento alguno y que no devuelve un valor. ( No ta: tales funciones se utilizan comúnmente para desplegar instrucciones a un usuario.) d) 1.a función EnteroADoble que toma un argumento entero, numero, y devuelve un resultado de punto flotante con doble precisión.

3.5

Proporcione el prototipo de función para cada una de las siguientes: a) 1.a función descrita en el ejercicio 3.4a. b) 1.a función descrita en el ejercicio 3.4b, c) La función descrita en el ejercicio 3.4c. d) 1.a función descrita en el ejercicio 3.4d.

3.6

Escriba una declaración para cada una de las siguientes: a) FJ entero cuenta que debe mantenerse en un registro. Inicialice cuenta en 0. b) 1.a variable de punto flotante con doble precisión ultimoValor que va a retener su valor entre llamadas a la función en la que está definida. c) R número entero externo numero, cuyo alcance debe estar restringido al resto del archivo en el que está definido.

3.7

Encuentre el error en cada uno de los siguientes segmentos de programa, y explique cómo puede corregiree (también vea el ejercicio 3.53): a)

int g( v o i d ) { cout << "Dentro de la función g" << endl;


238

Funciones

Capítulo 3

int h( void ) (

cout << "Dentro de la función h" << endl; ) ) b) int suma(int x, Int y ) {

int resultado; resultado « x ♦ y; ) c)

int ( suma n ) {

if ( n — 0 ) return 0; else n + suma( n - 1 ); )

d) void f ( double a ); (

float a; cout << a << endl; ) e)

void producto( void ) (

int a; int b; int c; int resultado; cout << "Introduzca tres enteros: "; cin >> a >> b >> c; resultado ■ a * b * c; cout << "El resultado es " << resultado; return resultado; 3.8

¿Por qué un prototipo de fundón contendría una declaradón de tipo de parámetro como double fc?

3 .9

En C++, todos los argumentos de las llamadas a fundones pasan por valor.

3 .1 0

Escriba un programa completo que pida al usuario el radio de una esfera, y que calcule y despliegue volumen de esa esfera. Utilice una función i n l i n e v o lu m e n E s f e r a que devuelva d resultado la siguiente expresión: ( 4 . 0 / 3 . 0 ) * 3.14159 * p ow ( r a d i o , 3 ).

ír 2.

>


a) Fundones, clases, b) Llamada a fundón, c) Variable local, d) ratura. e) void. 0 Alcance, g) re turn; ,return expresión; o encontrar la llave derecha de derre de una fundón, h) prototipo de fundón, i) rand. j) srand. k) auto, revistar, extern, static. 1) auto, m) register. n) Global, o) static. p) Alcance de fundón, de archivo, de bloque y de prototipo de fundón, q) Recunsiva. r) Base, s) Sobrecarga, t) Operador unario de resoludón de alcance ( 1 1 ). u) const. v) Plantilla.


Funciones

Capitulo 3

239

3 .2

a) Alcance de bloque, b) Alcance de bloque, c) Alcance de archivo, d) Alcance de archivo, e) Alcance de archivo. 0 Alcance de prototipo de archivo.

3 .3

Vea el siguiente programa:

1 2 3 4 5 6 7

// Ejercicio 3.3s ex03_03.cpp // Prueba de las funciones matemáticas de la biblioteca. tinclude using std::cout; using std::endl; usina std::fixed;

8 9 10 11

tinclude usina stdi:setprecision;

12 int main() { cout << fixed << setprecision( 1 );

V V

V V

return 0;

■

*sqrt(• << 900.0 < < * ) - * << sqrt( 900.0 ) *\nsqrt(* << 9.0 < < * ) - " << sqrt ( 9.0 ); *\nexp(" << 1.0 < < » ) - » << setprecision( 6 ) exp( 1.0 ) << *\nexp(* << setprecision( 1 ) << 2.0 «) - " << setprecision( 6 ) << exp( 2.0 )/ *\nloa(" << 2.718282 << *) ■ " « setprecision( 1 ) loa( 2.718282 ) *\nloa(* << setprecision( 6 ) << 7.389056 < < * ) - * setprecision( 1 ) << loa( 7.389056 ); *\nloal0(* << 1.0 < < * ) - " << loal0( 1.0 ) *\nloal0(" « 10.0 « *) - • « loalOÍ 10.0 ) «NnloalOÍ- << 100.0 « ») - " << loal0( 100.0 ) ; "Nnfabsí" << 13.5 < < * ) - * << fabs( 13.5 ) *\n£abs(" << 0.0 < < * ) - " << fabs( 0.0 ) *\nfabs("« -13.5 << *) - " « fabs( -13.5 )/ *\nceil(" << 9.2 << *) - * << ceil( 9.2 ) *\nceil(* << -9.8 << *) - w << ceil( -9.8 ); *\n£loor(" << 9.2 < < * ) ■ * « floor( 9.2 ) *\nfloor(" « -9.8 < < * ) - * « floor( -9.8 ); *\npow(" << 2.0 << ", * << 7.0 < < ’* ) ■ » pow( 2.0, 7.0 ) « *\npow(* << 9.0 << w 0.5 « ") - » « pow( 9.0, 0.5 ); setprecision(3) << *\n£mod(*' 13.675 « *, « « 2.333 < < * ) - " fmod( 13.675, 2.333 ) << setprecision( 1 ); «\nsin(* << 0.0 << ") sin ( 0.0 ); *\ncos(* << 0.0 << •) - » « cos( 0.0 ); tan ( 0.0 ) << endl; *\ntan(" << 0.0 << w)

fe

cout << << cout << << << cout << « << << cout << « << cout << << << cout << << cout << « cout << << << cout << « << cout << cout << cout <<

■

50

tinclude

fe

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49


> // fin de main


240

Funciones

Capítulo 3

sqrt(900.0) - 30.0 sqrt(9.0) - 3.0 exp(l.O) - 2.718282 •xp(2.0) - 7.389056 log(2.718282) - 1.0 log(7.389056) - 2.0 loglO(l.O) - 0.0 logl0(10.0) - 1.0 logl0(100.0) - 2.0 fabs(13.5) - 13.5 fabs(O.O) - 0.0 fabs(-13.5) - 13.5 cali(-9.2) - 10.0 cali(-9.8) - -9.0 floor(9.2) - 9.0 floor(-9.8) - -10.0 pow(2.0, 7.0) - 128.0 pow(9.0, 0.5) -3.0 fiaod(13.675, 2.333) - 2.010 sin(0.0) - 0.0

coa(0.0) - 1.0 tan(O.O) - 0.0

3.4

a) double hipotenusa ( double ladol,

double lado2 )

b) int maapaquaño( lnt x, int y, lnt z ) c) void instrucciones( void ) / / an C++, d) double EnteroADoble( int numero )

3.5

a) double hipotenusa( double, double ) b) int maspequeño( int, int, int ) ;

(void) puede escribirse ( )

;

C) void instrucciones( void )/ / / e n C++, (void) puede escribirse () d) double EnteroADoble( int ) ; 3.6

a) register int cuenta - 0; b) static double ultimoValor;

C) static int numero; Nota: Esto aparecería fuera de cualquier definición de función.

3.7

a) Error: La función h se define en la función g. Corrección: Mueva la definición de h, fuera de la definición de g. b) Error: Se supone que la función devuelva un entero, pero no es así. Corrección: Elimine la variable resultado y coloque la siguiente instrucción en la función:

return x c)

y;

Error: El resultado de n + suma ( n - 1 ) no es devuelto; suma devuelve un resultado incorrec to. Corrección: Rescriba la instrucción de la cláusula el se como:

return n + suma( n - 1 ); d) Errores: El punto y coma después del paréntesis derecho que encierra la lista de parámetros, y la redefinición del parámetro a en la definición de función. Correcciones: Elimine el punto y coma después del paréntesis derecho de la lista de parámetros, y elimine la declaración float a;.


Funciones

Capitulo 3

e)

241

Error: La función devuelve un valor, cuando se supone que no lo haga. Corrección: Elimine la instrucción return.

3.8

Esto crea un parámetro de referencia del tipo "referencia a double” que permite a la función modifi car la variable original en la función que llama.

3.9

Falso. C++ permite el paso por referencia, mediante parámetros de referencia (y apuntadores, como ve remos en el capítulo 5).

3.10

Vea el siguiente programa:

1 2 3 4 5 6 7

// Ejercicio 3.10: ej03_10.cpp // Punción inline que calcula el volumen de una esfera. •inelude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8

10

9

•inelude

11 12 13 14 15 16 17 18 19

// define la constante global PI const double PI - 3.14159; // calcula el volumen de una esfera inline double volumenEsfera( const double radio ) ( return 4.0 / 3.0 * PI * pow( radio, 3 ); > // fin de la función inline volumenEsfera

20 21

int main()

22

{

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

double valorRadio; // pide al usuario el valor del radio cout << "Introduzca la longitud del radio de su esfera: "; cin >> valorRadio; // introducción del radio // utiliza valorRadio para calcular el volumen de la esfera / / y despliega el resultado cout << "Volumen de la esfera con radio " « valorRadio << " es • << volumenEsfera( valorRadio ) << endl; return 0;

// indica terminaciónexitosa

} // fin de main

EJERCICIOS 3.11

Muestre el valor de x. después de que se realíce cada una de las siguientes instrucciones: a) x - fabs( 7 . 5 ) b) x - f loor ( 7 . 5 )


242

Funciones

Capítulo 3

c) x d) x e) x -

f&bs( 0.0 ) ceil( 0.0 ) f&bs( -6.4 ) 0 x - ceil( -6.4 ) g) x ■ ceil( -fabs( -8 ♦ floor( -5.5 ) ) )

3 .1 2

Un estacionamiento cobra la tarifa mínima de $2.00 por las tres primeras horas. El estacionamiento cobra $0.50 adicionales por cada hora o fracción que el usuario sobrepase las tres horas. El cargo máximo por cualquier periodo dado de 24 horas es de $10.00. Suponga que ningún automóvil se estaciona por más de 24 horas al mismo tiempo que otro. Escriba un programa que calcule y despliegue el monto por es tacionarse a cada uno de tres clientes, quienes estacionaron ayer sus automóviles en este lugar. Usted debe introducir el número de horas que cada cliente estuvo estacionado ahí. Su programa debe desple gar los resultados en un formato tabular y debe calcular y desplegar el total de los boletos de ayer. El programa debe utilizar la función calcularCargos para determinar el cargo para cada cliente. Sus resultados deben aparecer en el siguiente formato:

Automóvil 1 2 3 TOTAL

3 .1 3

Horas 1.5 4.0 24.0 29.5

Cargo 2.00 2.50 10.00 14.50

Una aplicación de la función f l o o r redondea un valor al entero más cercano. La instrucción:

y - f l o o r ( x ♦ .5 ); redondea el número x al entero más cercano y asigna el resultado a y. Escriba un programa que lea va rios números y que utilice la instrucción anterior para redondear estos números al entero más cercano. Por cada número procesado, despliegue tanto el número original como el número redondeado. 3 .1 4

La función f l o o r puede utilizarse para redondear un número a un lugar decimal específico. La instrucción:

y ■ f l o o r ( x * 10 + .5 ) / 10; redondea a x a la décima posición decimal (la primera posición a la derecha del punto decimal). La ins trucción:

y ■ fl o o r ( x * 100 ♦ .5 ) / 100; redondea a x a la centésima posición decimal (la segunda posición a la derecha del punto decimal). Es criba un programa que defina cuatro instrucciones para redondear un número x , en diferentes formas: a) r e d o n d e a r A E n t e r o ( n u m ero ) b) r e d o n d e a r A D e c im a a ( n u m ero ) c) r e d o n d e a r A C e n t e s im a a ( n u m ero ) d) r e d o n d e a r A M ile s im a s ( n u m ero ) Por cada valor leído, su programa debe desplegar el valor original, el número redondeado al entero más cercano, a la décima más cercana, a la centésima más cercana y a la milésima más cercana. 3.15

Responda cada una de las siguientes preguntas: a) ¿Qué significa elegir números “al azar"? b) ¿Por qué la función r&nd es útil para simular juegos de azar? c) ¿Por qué randomizaría un programa mediante e r a n d ? ¿Bajo qué circunstancias no es deseable randomizar? d) ¿Por qué con frecuencia es necesario escalar o cambiar los valores producidos por ra n d ? e) ¿Por qué la simulación por computadora de situaciones reales es una técnica útil?


Funciones

Capitulo 3

243

3 .1 6

Escriba instrucciones que asignen enteros aleatorios a la variable n en los siguientes rangos: a) 1 < / j < 2 b) I S / i S l O O c) 0 ¿ n S 9 d) 1000 £ n<. 1112 e) -1 £ n Z 1 f) - 3 £ n <, 11

3 .1 7

Por cada uno de los siguientes conjuntos de enteros, escriba una instrucción sencilla que despliegue un número al azar del conjunto: a) 2 . 4 . 6 . 8 . 1 0 . b) 3 . 5 , 7 . 9 . 1 1 . c) 6 . 1 0 . 1 4 . 1 8 . 2 2 .

3 .1 8

Escriba una función e n t a r o P o t e n c í a ( b a s s , e x p o n e n t o ) que devuelva el valor de: taií ^

u

Por ejemplo, e n t e r o P o t a n c l a ( 3 , 4 ) - 3 * 3 * 3 *3. Suponga que el expórtente es un entero positivo diferente de cero, y que la base es un entero. La función a n t a r o P o t a n c i a debe uti lizar f o r o w h i l a para controlar el cálculo. No utilice funciones matemáticas de la librería.

3.19

3.20

3.21

Defina una función h i p o t a n u a a que calcule la longitud de la hipotenusa de un triángulo recto, cuan do los otros dos lados son conocidos. Utilice esta función en un programa para determinar la longitud de la hipotenusa para cada uno de los triángulos que aparecen abajo. La función debe tomar dos argu mentos d o u b l e y devolver la hipotenusa como d o u b l s .

Triángulo

Lodo 1

lodo 2

1

3.0

4.0

2

5.0

12.0

3

8.0

15.0

Escriba una función múltiplo que determine para un par de enteros, si el segundo entero es múlti plo del primero. La función debe tomar dos argumentos enteros y devolver verdadero si el segundo es múltiplo del primero, y falso si es de otro modo. Utilice esta función en un programa que intro duzca una serie de pares de enteros. Escriba un programa que introduzca una serie de enteros y que los pase, uno a la vez. a la función

•vsn. la cual utiliza el operador módulo para determinar si un entero es par. La función debe tomar un argumento entero y devolver verdadero si dicho entero es par. y falso si no lo es. 3.22

**• *** *** ***

Escriba una función que despliegue en el margen izquierdo de la pantalla un cuadrado sólido formado por asteriscos, y cuyo lado esté especificado en el parámetro entero lado. Por ejemplo, si lado es 4, la función despliega lo siguiente:

* * * *


244

Funciones

Capítulo 3

3.23

Modifique la función creada en el ejercicio 3.22 para formar el cuadrado con cualquier carácter que contenga el parámetro de carácter ll«narCaract«r. De este modo, si lado es 5 y llanarCaractar es "i”,entonces esta función debe desplegar lo siguiente:

3.24

Utilice técnicas similares a las desarrolladas en el ejercicio 3.22 y 3.23. para producir un programa que graiique un amplio rango de figuras.

3.25

Escriba segmentos de programas que realicen lo siguiente: a) Calcule la parte entera del cociente, cuando se divide al entero a entre b. b) Calcule el residuo entero, cuando se divide al entero a entre b. c) Utilice las piezas de programas desarrolladas en (a) y en (b) para escribir una función que introduz ca un entero entre 1 y 32 767 y lo despliegue como una serie de dígitos, cada par de los cuales es tá separado por dos espacios. Por ejemplo, el entero 4562 debe aparecer como sigue:

4

5

6

2

3.26

Escriba una función que tome el tiempo como tres argumentos enteros (horas, minutos, segundos), y que devuelva el número de segundos desde la última vez que el reloj “marcó las 12”. Utilice esta fun ción para calcular el monto de tiempo en segundos entre dos horas, ambas de las cuales se encuentran entre un ciclo de 12 horas del reloj.

3.27

Implemente las siguientes funciones enteras: a) La función celaius devuelve el equivalente en Celsius de una temperatura en Farenheil. b) 1.a función farenheit devuelve el equivalente en Farenhcit de una temperatura en Celsius. c) Utilice estas funciones para escribir un programa que despliegue tablas que muestren equivalentes Farenheit de todas las temperaturas Celsius que van de 0 a 100 grados, y equivalentes Celsius de todas las temperaturas Farenheit que van de los 32 a los 212 grados. Despliegue los resultados en un formato tabular que minimice el número de líneas de resultados, mientras éstas permanezcan le gibles.

3.28

Escriba un programa que introduzca tres números de punto flotante con doble precisión, y que los pa se a una función que devuelva el número más pequeño.

3.29

Se dice que un entero es un número perfecto, si la suma de sus factores, incluyendo 1 (pero no el nú mero mismo), es igual al número. Por ejemplo, 6 es un número perfecto, ya que 6 = 1 + 2 + 3. Escriba una función perfecto que determine si el parámetro numero es un número perfecto. Utilice esta función en un programa que determine y despliegue todos los números perfectos entre el 1 y el 1,000. Despliegue los factores de cada número perfecto para confirmar que en realidad el número es perfecto. Rete al poder de su computadora, probando números mucho mayores que 1,000.

3.30

Se dice que un entero es primo si sólo es divisible entre 1 y por sí mismo. Por ejemplo, 2, 3, 5 y 7 son números primos, pero 4, 6, 8 y 9 no lo son. a) Escriba una función que determine si un número es primo. b) Utilice esta función en un programa que determine y despliegue todos los números primos entre 2 y 10.000. ¿Cuántos de estos números realmente tiene que probar, antes de estar seguro de que ha encontrado todos los primos?


Funciones

Capitulo 3

c)

245

Inicialmente podría pensar que n¡ 2 es el límite superior para la prueba que debe realizar para ver si un número es primo, pero sólo necesita llegar hasta el cuadrado de n. ¿Por qué? Rescriba el pro grama y ejecútelo de ambas formas. Estime la mejora en el rendimiento.

3.31

Escriba una función que tome un valor entero y devuelva el número con sus dígitos invertidos. F*or ejemplo, dado el número 7631, la función debe devolver 1367.

3.32

El máximo común divisor ( mcd ) de dos enteros es el entero más grande que divide cada uno de los nú meros. Escriba una función mcd que devuelva el máximo común divisor de dos enteros.

3.33

Escriba una función puntosCalidad que introduzca el promedio de un estudiante y devuelva 4 si el promedio de un estudiante se encuentra entre 90 y 100, 3 si el promedio se encuentra entre 80 y 89, 2 si se encuentra entre 70 y 79, 1 si está entre 60 y 69, y 0 si el promedio es menor que 60.

3.34

Escriba un programa que simule el lanzamiento de una moneda. Por cada lanzamiento, el programa de be desplegar Cara o Crur. Deje que el programa lance la moneda 100 veces y cuente el número de veces en que aparece cada uno de los lados de la moneda. Despliegue los resultados. El programa de be llamar a una función f lip que no tome argumentos y que devuelva 0 para cruz y 1 para cara. [No ta: Si el programa en realidad simula el lanzamiento de una moneda, entonces cada lado de la moneda debe aparecer aproximadamente la mitad de las veces.]

3.35

Las computadoras son cada vez más importantes en la educación. Escriba un programa que ayude a un estudiante de primaria a que aprenda a multiplicar. Utilice rand para producir dos enteros positivos de un solo dígito. Después, debe desplegar una pregunta como la siguiente:

¿Cuánto es 6 por 7? Entonces el estudiante escribe la respuesta. Su programa verifica la respuesta del estudiante. Si ésta es correcta, despliega * (Muy bisnl" , y después hace otra pregunta Si la respuesta es incorrecta des pliega "No. Intenta da nuevo", y deja al estudiante que intente de nuevo la misma pregunta repetidamente, hasta que al final da la respuesta correcta.

3.36

Al uso de las computadoras en la educación se le conoce como educación asistida por computadora. Un problema que se desarrolla en estos ambientes es la fatiga del estudiante. Esto puede eliminarse va riando el diálogo de la computadora para mantener la atención del estudiante. Modifique el programa del ejercicio 3.35 para que los diversos comentarios se impriman de la siguiente forma: Diálogos para respuestas correctas

(Huy bien! {Excelente I IBuen trabajo1 (Continúa tu buen desempeño! Diálogos para respuestas incorrectas

No. Intenta de nuevo. Error. Intenta una vez más. (No te des por vencido! No. Sigue intentando. Utilice el generador de números aleatorios para elegir un número del 1 al 4. para seleccionar un diálo go adecuado para cada respuesta. Utilice una estructura svitch para desplegar los diálogos.

3.37

Sistemas de educación asistidos por computadora más sofisticados monitorean el rendimiento del estu diante durante un periodo dado. La decisión de comenzar con un nuevo tema, con frecuencia se basa en el éxito del estudiante con temas anteriores. Modifique el programa del ejercicio 3.36 para contar el número de respuestas correctas e incorrectas escritas por el estudiante. Después de que dicho estudian te escriba 10 respuestas, su programa debe calcular el porcentaje de respuestas correctas. Si el porcen taje es menor que el 75 por ciento, su programa debe desplegar «Pida ayuda adicional a su instructor", y terminar.


246

3.38

Funciones

Capítulo 3

Escriba un programa que juegue a "adivina el número”, de la siguiente forma: Su programa elige el nú mero que debe adivinarse, seleccionando un entero al azar en el rango de I a 2000. El programa des pliega lo siguiente:

Tengo un número entre el 1 y el 1000 ¿Puedes adivinar mi número? Escribe tu primera opción.

El jugador después escribe su primer número. El programa responde con una de las siguientes:

1. iExcelente I (Adivinaste el número1 ¿Quieres jugar de nuevo? (s o n) 2. Demasiado bajo. Intenta de nuevo. 3. Demasiado alto. Intenta de nuevo.

Si la opción del jugador es incorrecta, su programa debe repetirse hasta que el jugador obtenga el nú mero correcto. Su programa debe continuar diciendo al jugador Demasiado alto o Demasiado bajo, para ayudar al jugador a “acertar” en la respuesta.

3.39

Modifique el programa del ejercicio 3.38 para contar el número de opciones que el jugador proporcionó.

Si el número es menor o igual que 10. despliegue (O sabes el secreto o tuviste suertel Siel jugador adivina el número en 10 intentos, despliega (A h h , sabes el secretolSiel jugador hace más de 10 intentos, despliegue i Puedes hacerlo me jor 1 ¿Por qué no debe llevar se más de 10 intentos? Bueno, esto se debe a que por cada "buena opción”, el jugador debe poder eli minar la mitad de los números. Ahora, demuestre por qué cualquier número entre 1 y 1000 puede adi vinarse en 10 o menos intentos.

3.40

Escriba una función recursiva potencia (basa, exponente) que, cuando se le llame, devuelva

¿ o re * * " Por ejemplo, potencia ( 3, 4 ) - 3 * 3 * 3 * 3. Suponga que exponente es un ente ro mayor o igual que 1. Pista: F.I paso recursivo utilizaría la relación

tHiseaPcnr*‘' = base-base**1" "» 1 y la condición de terminación ocurre cuando exponente es igual a 1 porque:

base! = base

3.41

La serie de Fíbonacci 0, 1, 1 , 2 , 3 , 5, 8 , 1 3 , 2 1 , . . . comienza con los términos 0 y 1, y tiene la propiedad de que cada término posterior es la suma de los dos anteriores, (a) Escriba una función no recursiva £ ibonacci ( n ) que calcule el enésimo tér mino de Fíbonacci. (b) Determine el número entero más grande de Fíbonacci, que pueda desplegar su sistema. Modifique la parte (a) del programa para que utilice doubls en lugar de int. para que calcule y devuelva números de Fíbonacci. y utilice este programa modificado para repetir la parte (b).

3.42

(La torre de Hanoi) Cada científico de computación en ciernes debe batallar con ciertos problemas clá sicos. Las torres de Hanoi (figura 3.34) representan uno de los más famosos. La leyenda cuenta que en un templo del lejano oriente, los sacerdotes intentaban mover una pila de discos de una estaca a otra. La pila inicial tenía 64 discos ensartados en una estaca, y estaban acomodados de abajo hada arriba en orden de tamaño decreciente.


Funciones

Capitulo 3

Rgura 3.34

247

Las torres d e Hanoi p a ra el caso c o n cua tro discos.

Los sacerdotes intentan mover la pila de esta estaca hacia una segunda estaca, con las restriccio nes de mover sólo un disco a la vez, y que ningún disco más grande debe colocarse encima de uno más pequeño. Una tercera estaca está disponible para alojar temporalmente los discos. Se supone que, el mundo terminará cuando los sacerdotes completen su tarea, por lo que hay un pequeño incentivo para facilitar sus esfuerzos. Supongamos que los sacerdotes intentan mover los discos de la estaca 1 a la 3. Deseamos desa rrollar un algoritmo que despliegue la secuencia precisa correspondiente a la transferencia de discos de una estaca a otra. Si fuéramos a resolver este problema con métodos convencionales, nos encontraríamos rápida mente a nosotros mismos involucrados en el manejo de los discos. En cambio, si atacamos el problema con la recursividad en mente, éste se vuelve inmediatamente manejable. Mover n (fiscos puede consi derante en términos de mover sólo n - 1 discos (es decir, con recursividad), de la siguiente forma: a) Mover n - 1 discos de la estaca 1 a la 2, utilizando la estaca 3 como área de almacenamiento tem poral. b) Mover el último disco (el más grande) de la estaca 1 a la 3. c) Mover los n - 1 discos de la estaca 2 a la 3. utilizando la 1 como área de almacenamiento temporal. El proceso termina cuando la última tarea involucra mover el disco n = 1, es decir, el caso base. Esto se logra moviendo trivialmente el disco, sin necesidad alguna de un área de almacenamiento tem poral. Escriba un programa que resuelva el problema de las torres de Hanoi. Utilice una función recursi va con cuatro parámetros: a) El número de discos a mover. b) La estaca en la que inicialmente estos discos están ensartados. c) La estaca a la que esta pila de discos se moverá. d) La estaca que se utilizará como área de almacenamiento temporal. Su programa debe desplegar las instrucciones precisas que seguirá para mover los discos desde la estaca inicial hasta la estaca de destino. Por ejemplo, para mover una pila de tres discos de la estaca 1 a la 3, su programa debe desplegar la siguiente serie de movimientos: 1 3 (Esto significa mover un disco de la estaca I a la 3.) 1 -> 2 3 —>2 1 -> 3 2 —> 1 2 -> 3 1 -»3


248

Funciones

Capítulo 3

3.43

Cualquier problema que puede implementarse recursivamente puede implementarse iterativamente, aunque algunas veces con mayores dificultades y menos claridad. Intente escribir una versión iterativa de las torres de Hanoi. Si tiene éxito, compare su versión iterativa con la versión recursiva desarrolla da en el ejercicio 3.42. Investigue cuestiones de rendimiento, claridad y su habilidad para demostrar la corrección de los programas.

3.44

(Visutilización de la recursividad) Es interesante observar a la rccursividad “en acción”. Modifique la función factorial de la figura 3.14 para que despliegue su variable local y el parámetro de llamada re cursiva. Por cada llamada recursiva, despliegue los resultados en una línea diferente y agregue un nivel de sangrado. Haga su mayor esfuerzo para que sus resultados sean claros, interesantes y útiles. Su ob jetivo aquí es diseñar e implementar un formato para los resultados que ayude a una persona a com prender mejor la recursividad. Tal vez desee agregar a dichas capacidades de despliegue a los muchos otros ejemplos y ejercicios sobre recursividad que contiene el libro.

3.45

(Recursividad para el máximo común divisor) H máximo común divisor de los enteros x y y es el en tero más grande que divide tanto a x como a y. Escriba una función recursiva med que devuelva el máxi mo común divisor de x y y. la cual está definida recursivamente de la siguiente manera; si y es igual a 0. entonces med ( x, y ) es x; de otro modo, med ( y , xHy ) . donde \ es el operador módulo.

3.46

¿Es posible llamar recursivamente a main en su sistema? Escriba un programa que contenga una fun ción main. Incluya a la variable local static cuanta e inicialíccla con 1. Posincremente y desplie gue el valor de cuenta cada vez que se llame a main. Compile su programa. ¿Qué ocurre?

3.47

Los ejercicios 3.35 a 3.37 desarrollaron programas de educación asistida por computadora, para que un estudiante de primaria aprendiera a multiplicar. Este ejercicio sugiere mejoras a ese programa. a) Modifique el programa para permitir al usuario introducir un nivel de capacidad. Un nivel 1 signi fica que en los programas sólo se utilizarán números de un dígito, un nivel 2 significa que se utili zarán números de dos dígitos, etcétera. b) Modifique el programa para permitir al usuario elegir el tipo de problemas aritméticos que desea estudiar. Una opción 1 significa sólo problemas de adición, una opción 2 significa problemas de sustracción. 3 sólo problemas de multiplicación. 4 problemas de división y 5 problemas mezclados aleatoriamente de todos los tipos anteriores.

3.48

Escriba una función distancia que calcule la distancia entre dos puntos (x l , y l ) y (x2, y2). Todos los números y los valores devueltos deben ser del tipo d o u b le .

3.49

¿Qué está mal en el siguiente programa?

// Ejercicio 3.49* ej03_49.cpp // ¿Qué está mal en este programa? •inelude using std::cin; using std::cout; 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

int main() { int c; if ( ( c - cin.get() ) I- EOF ) ( main(); cout << Cí ) return 0; } // fin de

// indica terminación exitosa lin


Funciones

Capitulo 3

3.50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

249

¿Que es lo que hace el siguiente programa?

// Ejercicio 3.50* ej03_50.cpp // ¿Qué haca asta programa? •ineluda using std::cout; using std: tdn; uaing std:tendí; int misterio( int, int );

// prototipo da la función

Int main() ( int x, y; cout << "Introduzca dos enteros: cin >> x >> y; cout << "El resultado as " << misterio( x. y ) << endl; retura 0;


} // fin de main // El parámetro b debe ser un entero // positivo para prevenir la recursividad infinita int misterio( int a, int b ) { // caso base if ( b — 1 ) retura a; // paso recursivo else retura a ♦ misterio( a, b - 1 ); ) // fin de la función misterio

3.51

Una vez que determine lo que hace el programa del ejercicio 3.50, modiffquelo para que funcione ade cuadamente después de eliminar la restricción de que el segundo argumento sea positivo.

3.52

Escriba un programa que pruebe tantas de las funciones matemáticas de la librería como pueda. Ejer cite cada una de estas funciones haciendo que su programa imprima tablas de valores devueltos para una variedad de valores de argumento.

3.53

Encuentre el error en cada uno de los siguientes segmentos de programas y explique cómo corregirlos: a) float cubo( flo&t ); // prototipo da función

doubla cubo( float numero )

// dafinición da función

{

ratura numero * numero * numero; )


250

Funciones

Capítulo 3

register auto int x - 7 ; int numaroAlaatorio - arandO; d) float y - 123.45678; int x; b)

c)

x - y; cout << static. cast< float > ( x ) << endl; e)

d o u b le c u a d r a d o ( d o u b lo

n u m ero )

{

double numero; return numero * numero; )

0 int suma( int n ) {

if ( n — 0 ) return 0; olee return n + suma( n ); )

3.54

Modifique el programa de dados de la figura 3.10 para que permita las apuestas. Empaque, como una función, la parte del programa que ejecuta un juego de dados. Inidalice la variable saldoBanco con 1.000 dólares. Indique al usuario que introduzca una apuesta. Utilice un ciclo while para verificar que la apuesta sea menor o igual que saldoBanco y, si no es así, indique al usuario que reintro duzca una apuesta, hasta que se trate de una apuesta válida. Una vez que se introduzca una apuesta correcta, ejecute un juego de dados. Si el jugador gana, incremente saldoBanco con el monto de apuesta e imprima el nuevo saldoBanco. Si el jugador pierde, disminuya saldoBan co con el monto de apuesta, imprima el nuevo saldoBanco. verifique si saldoBanco se ha vuelto oero y, si así es, imprima el mensaje "Lo siento, iPerdió I" Conforme progrese el jue go, imprima varios mensajes para crear cierta "conversación”, como "jOh!, vas hacia la quiebra*. "Ahh, vamos, | atrévate l * , o "Te está yendo bien. Ahora es el

momento de que inviertas en tus fichas*. 3.55

Escriba un programa en C++ que utilice una función inline areaCirculo. que pida al usuario el radio de un círculo, y que calcule y despliegue el área de ese círculo.

3.56

Escriba un programa completo en C++ con las dos funciones alternas que especificamos abajo, cada una de las cuales triplica la variable cuenta que se define en m&in. después compare los dos méto dos. Estas dos funciones son: a) la función triplePorValor que pasa una copia de cusnta por valor, triplica la copia y de vuelve el nuevo valor, y b) la fundón triplsPorRsf srsncia que pasa a cuanta por referencia, vía un parámetro de re ferencia y triplica el valor original de cuanta a través de un alias (es decir, el parámetro de referenda).

3.57

¿Cuál es el objetivo del operador unario de resoludón de alcance?

3.58

Escriba un programa que utilice una plantilla de función llamada min. para determinar el más peque ño de dos argumentos. Pruebe el programa con un entero, un carácter y un número de punto flotante, como argumentos.

3.59

Escriba un programa que utilice una plantilla de función llamada max. para determinar el más grande de tres argumentos. Pruebe el programa con un entero, un carácter y un número de punto flotante, co mo argumentos.

3.60

Determine si los siguientes segmentos de programas contienen errores. Por cada error, explique cómo pue de corregirse. [Nota: Para un segmento de programa en particular, es posible que no haya erTor alguno.)


Funciones

Capitulo 3

a)

témplate < clase A > Int suma ( lnt numerol, lnt numero2, Int numero3 ) ( retura numerol + numero2 ♦ numero3; )

b) void imprimeResultados( int x, int y ) {

cout << "La suma es " << x ♦ y << '\n'j retura x ♦ y; ) c)

témplate < A > A producto( A numerol, A numero2, A numero3 ) {

retura numerol • numero2 * numero3 )

d) double cubo( int ) /

int cubo( int );


251

4 Arreglos

Objetivos • Com prender las técnicas b ásicas para la solu ció n de problem as. • Introducir la estructura de datos arreglo. • Com prender el u so de arreglos para almacenar, ordenar y buscar listas y tablas d e valores. • Com prender có m o declarar e inicializar un arreglo, y có m o h acer referencia a elem en tos individuales d e un arreglo. • Pasar arreglos a funciones. • Com prender las técnicas b ásicas de ordenam iento. • Declarar y manipular arreglos con m últiples su bíndices.

Entre so llozos y lágrim as descubrió A aquellos de m ayor tam año... L ew is Carroll

Intenta hasta el fina l, y no te detengas a n te la duda; N ada es tan difícil, p ero la búsqueda lo dem ostrará. Robcrt Hcrrick

Ahora ve, escríbelo en una tabla, y anótalo en un libro. Isaías 30:8

Está guardado en m i m em oria, y tu deberás guardar la llave. W illiam Shakespeare


Capitulo 4

Arreglos

253

Plan general 4.1

Introducción

4.2

Arreglos

4.3 4.4

Declaración de arreglos Ejemplos del uso de arreglos

4.5 4.6

Cóm o pasar arreglos a funciones Ordenamiento de arreglos

4.7

Ejemplo práctico: cálculo de la media, la mediana y la moda mediante arreglos

4.8 4.9 4.10

Búsqueda en arreglos: búsqueda lineal y búsqueda binaria Arreglos con múltiples subíndices (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: cóm o identificar las operaciones de una clase

Resumen • Terminología • Ejercicios de cmtoevaluación • Respuestas a los ejercicios de mtoevaluación • Ejercicios • Ejercicios de recursividad

4.1 Introducción Este capítulo sirve para introducir el im portante tem a de las estructuras de datos. L os arreglos son estructuras d e datos que consisten en elem entos de datos relacionados del m ism o tipo. En el capítulo 6 , exp licam os las n ocion es d e estructuras y c la ses ; cada una d e ella s es capaz de alm acenar elem en tos de datos de diferentes tipos. L os arreglos, las estructuras y las c la se s son entidades “estáticas” que m antienen e l m ism o tam año durante la ejecu ción d el programa. (Por supuesto, podrían pertenecer a la clase de alm acenam iento autom ático y, por lo tanto, crearse y destruirse cada v e z que se entra y se sa le de los b loqu es en lo s que s e definen.) En el cap ítulo 17, introducim os las estructuras dinám i cas d e datos tales co m o listas, colas, pilas y árboles que podrían crecer y dism inuir durante la ejecu ción de lo s programas. El estilo de lo s arreglos que u tilizam os en este capítulo son arreglos basados en apuntadores de C. (E n el capítulo 5 estudiarem os lo s apuntadores.) En e l capítulo 8 , Sobrecarga de operadores, y en el capítulo 2 1 , B iblioteca estándar d e plantillas, exp licarem os lo s arreglos co m o objetos h ech os y derech os, m ediante el uso de técnicas de program ación orientada a objetos. D esc u brirem os que esto s arreglos basados en ob jetos son m ás seguros y m ás versátiles que lo s arreglos ba sados e n apuntadores al estilo C, q u e exp lica m o s en e ste capítulo.

4.2 Arreglos Un arreglo es un grupo con secu tivo de localid ades d e m em oria q u e tienen el m ism o nom bre y el m is m o tipo. Para hacer referencia a una localidad o a un elem en to del arreglo en particular, e sp e c ifi cam os el nom bre d el arreglo y la p osición num érica del elem en to en el arreglo. l-a figura 4.1 m uestra un arreglo de enteros llam ado c. Este arreglo co n tien e 12 elem entos. Se puede hacer referencia a cualquiera de esto s elem en tos al dar el nombre d el arreglo seguid o por la posición num érica d el elem en to en particular dentro d e corchetes ( [ ] ) . El prim er elem en to d e cada arreglo e s el elem ento cero. E ntonces, la referencia al primer elem en to del arreglo c e s c [ 0 1, la referencia al segun do elem en to del arreglo es c [ 1 ] (un elem en to a partir d el principio d el arre g lo ), la referencia al sép tim o elem en to del arreglo e s c [ 6 ) (se is elem en to s a partir d el principio


254

Arreglos

Capítulo 4

Nombre del arreglo (observe que todos los elementos de este arreglo tienen el mismo nombre, c)

♦

c[ 0 ]

-45

Cl 1 ]

6

el 2 ]

0

cl 3 ]

72

cl 4 )

1543

cl 5 )

-89

cl 6 ]

0

cl 7 ]

62

cl 8 ]

-3

cl 9 1

1

cl 10 1

6453

cl 11 ]

78

1 Posición numérica del elemento dentro del arreglo c Figura 4.1

Arreglo de 12 elementos.

d el arreglo), y e n general, la referencia al elem en to i de un arreglo

c e s c [ i - 1 ] . L os n om

bres d e arreglo siguen las m ism as con ven cion es que lo s d em á s nom bres d e variables. La posición num érica q u e se encuentra entre corch etes se denom ina, d e m anera form al, subín d ic e o índice (este núm ero esp ecifica el núm ero de elem en tos d esd e el principio del arreglo). Un subíndice debe ser un entero o una expresión entera (co n cualquier tipo de entero). Si un programa utiliza una expresión com o su b ín d ice, en ton ces el programa evalúa la expresión para determinar el valor de subíndice. Por ejem p lo, si asu m im os que la variable a e s igual a 5 , y que la variable b es igual a 6 , en ton ces la instrucción: c [ a + b 1 +■ 2 ; sum a 2 al elem en to c [ 11 ] del arreglo. O bserve q u e e l subíndice d el nom bre d el arreglo e s un IvaJue; é ste solam en te se puede utilizar en e l lado izquierdo d e la asignación. E xam inem os con m ás detalle e l arreglo c de la figura 4.1 . El nom bre d e todo el arreglo e s c. El nombre d e sus 12 elem entos e s c ! 0 ].c[ 1 ],c[ 2 ],...,c[ 11 ] .E h « z ¿ o r d e c [ 0 ] e s - 4 5 , el valor de c[ 1 1 es 6,el valor de c [ 2 1 es 0 ,e l valor de c[ 7 ] e s 62, y el valor de c[ 11 ] e s 78. Para desplegar la sum a de los valores que se encuentran e n las primeras tres p o sicio n es del arreglo

c, escribiríam os: cou t «

c | 0 ] + c[ 1 ] ♦

C[

2 ] «

e n d l;


Capitulo 4

Arreglos

255

Para dividir el valor d el séptim o elem en to del arreglo c entre 2 . y asignar el resultado a la va riable

x escribiríam os: x - c [ 6 ] / 2;

_

Error común de programación 4.1 1 Es importante notar la diferencia entre el “séptimo elemento del arreglo ” y el “elemento siete del arreJ glo". Los subíndices de un arreglo comienzan en 0. de numera que el “séptimo elemento del arreglo "

tiene un subíndice 6, mientras que el “elemento siete del arreglo" tiene el subíndice 7 y. en realidad es el octaw elemento del arreglo. Desqfortuñadamente, esta distinción es, con frecuencia, fuente de “errores de desplazamiento en uno”. L os corchetes que se utilizan para encerrar el subíndice de un arreglo, en realidad es un operador de C ++. L o s corchetes tienen el m ism o nivel de precedencia que los parámetros. La figura 4 .2 m u es tra la precedencia y la asociatividad de lo s operadores presentados hasta ahora. É stos aparecen de arriba hacia abajo en orden d ecreciente de precedencia con su asociatividad y su tipo.

4 .3 D e c l a r a c i ó n d e a r r e g l o s L os arreglos ocupan esp acio en m em oria. El programador esp ecifica e l tipo d e cada elem en to y el número de elem en tos que se requieren para el arreglo, d e la sigu iente manera:

tipo nombreArreglo [ tamañoArreglo ] ; y el com pilador reserva la cantidad apropiada d e memoria. Por ejem p lo, para ordenar al com pilador q u e reserve 12 elem en tos para un arreglo entero c , utilice la declaración:

int c [ 12 ];

O peradores

Asociatividad

Upo

( )

[ 1

izquierda a derecha

paréntesis

♦+

--

static_cast
izquierda a derecha

unario

+*

—

♦

derecha a izquierda

unario

*

/

%

izquierda a derecha

multiplicación

izquierda a derecha

adición

izquierda a derecha

i nserci ón/cxt racci ón

izquierda a derecha

de relación

izquierda a derecha

de igualdad

&&

izquierda a derecha

AND lógico

II

izquierda a derecha

OR lógico

?t

derecha a izquierda

de condición

derecha a izquierda

de asignación

izquierda a derecha

coma

—

t

♦ <<

>>

<

<■

—

1-

.

+.

#

Figura 4.2

>

—

>-

*.

/-

Precedencia y asociatividad d e operadores.


256

Arreglos

Capítulo 4

Es p osible reservar m em oria para m uchos arreglos m ediante una so la declaración. La siguiente declaración reserva 100 elem en tos para el arreglo entero b , y 27 elem en tos para el arreglo entero x .

int b[ 100 ], x( 27 ];

-

Buena práctica de programación 4.1

a

Para mayor claridad, para facilitar la documentación y las modificaciones, nosotros preferimos decla rar un arreglo por línea.

L os arreglos pueden declararse de manera que puedan contener cualquier tip o de dato. Por ejem plo, un arreglo de tipo c h a r se puede utilizar para almacenar una cadena de caracteres. Ia sección 4.4 introduce e l uso d e arreglos para alm acenar cadenas. En el capítulo 5 exp lica m o s las cadenas d e ca racteres y su sim ilitud con lo s arreglos (una relación q u e C + + heredó d e C ), y la relación entre apun tadores y arreglos. D esp u és de q u e exp liq u em o s la program ación orientada a ob jetos, considerare m os a las cadenas y a lo s arreglos com o ob jeto s h ech o s y d erechos.

4.4 Ejemplos del uso de arreglos Esta secció n presenta m uchos ejem p los que muestran có m o declarar arreglos, có m o inicial izarlos y cóm o realizar m uchas m anipulaciones com u n es con ello s.

Cómo declarar arreglos y cómo utilizar un ciclo para inicializar sus elementos E l programa de la figura 4 .3 declara un arreglo entero n de 10 elem en to s (línea 14). L as líneas 17 a 18 utilizan una estructura de repetición f o r para inicializar en cero a lo s elem en tos d el arreglo. La pri mera instrucción de salida (línea 20) d espliega lo s encabezados para las colum nas que se despliegan en la estructura f o r siguiente (lín eas 2 3 -2 4 ), la cual despliega el arreglo en form ato tabular. Recuer d e que s e t w esp ecifica el ancho del cam po en el que se mostrará solam ente el siguiente valor.

1 2 3 4

// Fig. 4.3: fig04_03.cpp // Inicialización de un arreglo. •Inelude

5 6 7

uslng std::cout; uslng atd:rendí;

8

•inelude

9 10

using std::setw;

11 12 13 14

int main() { int n [ 1 0 ] ;

// n es un arreglo de 10 enteros

15

16 17 18 19

20 21 Figura 4.3

// inicializa loa elementos del arreglo n en 0 for { int i - 0; i < 10; i++ ) n[ i 1 ■ 0; // establece el elemento de la ubicación i en 0 cout << "Elemento" << setw( 13 ) << "Valor* << endl;

Iniclallzaclón en ceros d e los elementos d e un arreglo y su Impresión. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 4

22

257

// despliega el contenido de un arreglo n en formato tabular for ( int J ■ 0; j < 10; ) cout << setw( 7 ) « j « setw( 13 ) « n[ j ] « endl;

23

24 25 26 27 28

Arreglos

return 0;


) // fin de main

Rgura 4.3

In icializació n en ce ro s d e los elem en to s d e un arre g lo y su Im presión. (P a rte 2 d e 2.)

Cómo inicializar un arreglo en una declaración mediante una lista de inicialización Los elem entos de un arreglo también pueden ¡metalizarse en la declaración del arreglo, colocando un sign o igual y una lista separada por com as d e inicializadores (entre llaves) después de la declaración. F.1 programa en la figura 4 .4 utiliza una lista d e inicialización para establecer los valores iniciales de un arreglo entero con 10 valores (línea 15) y para desplegar el arreglo en formato tabular (líneas 17-21).

1 2

3

// Fig. 4.4: fig04_04.cpp // Inicialización de un arreglo con una declaración. finclude

4

5 6 7 8 9 10 11 12

using stdt:cout; using std::endl;

13 14

{

finclude using std::setw; int main()

15

// utiliza una lista de inicialización para inicializar el arreglo n int n[ 10 ) - ( 32, 27, 64, 18, 95, 14, 90, 70, 60, 37 );

16 17

cout << "Elemento" << setw( 13 ) << "Valor" << endl;

18 19 20 21

// salida del contenido del arreglo n en formato tabular for ( int i - 0; i < 10; i++ ) cout « setw( 7 ) << i << setw( 13 ) « n[ i ] << endl;

22 Rgura 4.4

Inicialización de los elementos d e un arreglo m ediante una declaración. (Parte 1 de 2.)


258

23 24 25

Arreglos

Capítulo 4

return 0;


) // fin da main

Elemento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Figura 4 .4

Valor 32 27 64 18 95 14 90 70 60 37 Iniciallzaclón d e los elementos d e un arreglo mediante una declaración. (Parte 2 d e 2.)

Si existen m enos inicial¡zadores que elem en tos en el arreglo, el resto de los elem en tos del arre g lo se in icializan en cero. Por ejem p lo, los elem en to s del arreglo n de la figura 4 .3 se podrían haber in icializado en cero m ediante la declaración:

int n[ 10 ] - { 0 ); L a declaración inicializa e n cero d e manera explícita al prim er elem en to del arreglo, y de manera im plícita a lo s nueve elem en tos restantes, debido a q u e en el arreglo existen m enos inicializadores que elem en tos. Recuerde que los arreglos autom áticos no se inicializan en cero de m anera im plícita. El programador debe inicializar en cero al m enos al primer elem en to m ediante una lista de ¡nicialización , para establecer en cero d e manera im plícita a los elem en tos restantes. El m étodo de inicialización q u e m uestra la figura 4 .3 se p uede realizar de manera repetida durante la ejecu ción del programa, m ientras que una lista de inicialización se puede utilizar solam ente cuando s e declara e l arreglo, y tiene efecto só lo e n tiem po de com p ilación. Si s e om ite el tam año d el arreglo que proviene de una declaración co n una lista de inicializa ció n , el com pilador determ ina el núm ero d e elem en tos en el arreglo contando e l núm ero d e elem en tos en la lista de in icialización. Por ejem p lo,

int n[] - { 1, 2, 3, 4, 5 ); crea un arreglo de cin co elem entos.

Tip de rendimiento 4.1 Si en lugar de inicializar un arreglo mediante las instrucciones en tiempo de ejecución, usted inicializa el arreglo en tiempo de ejecución mediante una lista de inicialización, su programa se ejecutará más rá pidamente. Si el tamaño del arreglo y la lista d e inicialización se especifican en la declaración del arreglo, el núm ero d e inicializadores d eb e ser menor o igual que el tamaño del arreglo. La declaración del arreglo

int n[ 5 J - { 32, 27, 64, 18, 95, 14 ); o casion a un error d e sintaxis, d eb ido a q u e existen seis inicializadores y solam en te cin c o elem en tos en el arreglo.

Error común de programación 4.2 Proporcionar más inicializadores en una lista de inicialización que elementos en el arreglo, es un error de sintaxis.


Capitulo 4

Arreglos

259

Error común do programación 4.3 Olvidar inicializar los elementos de un arreglo, cuyos elementos deben inicializarse. es un error lógico. C óm o e sp ecifica r el ta m a ñ o d e u n arreg lo m ediante una variable co n sta n te y cóm o inicializar los elem en to s de u n arreglo m ed ia n te cálculos F.1 programa de la figura 4.5 in icializa lo s elem en to s d e un arreglo d e 10 elem en tos llam ado 8 con los enteros 2. 4 . 6 __ _ 20 (lín eas 19-20), y desp liega el arreglo en form ato tabular (lín eas 2 1 -26). E stos núm eros se generan (lín ea 20) m ultiplicando cada valor su cesiv o del contador del c ic lo por 2 y su m án dole 2 . La línea 15 utiliza el calificador c o n s t para declarar un t a m a ñ o d e a r r e g l o variable constan te 1 con un valor de 1 0 . luis variables constantes deben inicializarse m ediante una expresión constante cuando se declaran y no se pueden m odificar posteriormente (com o lo muestran las figuras 4 .6 y 4.7). A las variables constantes también se les llama constantes con nombre o variables de sólo lectura.

1 2 3

// Fig. 4.5: fig04_05.cpp // Inicializa al arreglo a con los enteros pares de 2 a 20. fineluda

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

using std::cout; using std::endl; finclude using std::setw; int main() { / / l a variable constante se puede utilizar para especificar el tamaño del arreglo const int tamanoArreglo ■ 10;

16 17 18 19 20

int s[ tamanoArreglo ];

/ / e l arreglo s tiene 10 elementos

£or ( int i ■ 0; i < tamanoArreglo; i++ ) s[i] >2 + 2*1;

// establece los valores

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

cout << "Elemento" << setw( 13 ) << "Valor" << endl; // muestra el contenido del arreglo s en formato tabular for { int j ■ 0; j < tamanoArreglo; j++ ) cout << setw( 7 ) << j << setw( 13 ) << s[ j ] << endl; return 0;


) // fin de main

Figura 4 .5

Generación d e valores a colocarse en los elementos de un arreglo. (Parte 1 de 2.)

I. Observe que el término “variable constante" es un oxímoron; es decir, una aparente contradicción cómo “chico grande" o “frío caliente". Envíenos sus oxímorones favoritos a la dirección de correo electrónico que aparece en el prefacio. ¡Gracias!


260

Arreglos

Figura 4.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Capítulo 4

Generación d e valores a colocarse en los elementos d e un arreglo. (Parte 2 d e 2.)

// Pig. 4.6: fig04_06.cpp // Uso apropiado da una variable constaste inicializada. tinclude using stdiicout; using std:xendl; int main() { const int x - 7/

// variable constante inicializada

11 12 13 14 15 16 17

cout << "El valor de la variable constante x as: * << x << endl; raturn 0;


} // fin de main

El valor de la variable constante x es: 7 Figura 4.6 1 2

Inlclallzaclón y uso d e una variable constante.

// P ig . 4 . 7 : fig04_07.cpp // Dn objeto const debe inicializarse.

3

4 5 6

int main() { const int x;

// Error: x debe inicializarse

7

8 9 10

x ■ 7;

// Error: no se puede modificar una variable const

return 0;


11 12

} // fin de main

Figura 4.7

Las variables c o n s t deben Inicializarse. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 4

Arreglos

261

c:\mis documentos\pearson\c ++ deital\cppdeital_ajemplos\ch04\ £ig04_07.cpp(6) s arror C2734: 'x' : const object must be initialized i£ not extern c:\mis documentos\jorga\paaraon\c ++ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch04\ £ig04_07.cpp(8) : error C2166: 1-value specifies const object Rgura 4.7

Las variables const d e be n Iniclallzarse. (Parte 2 d e 2.)

Error común de programación 4.4 Asignar un valor a una variable constante en una instrucción ejecutable, es un error de sintaxis. Las variables con stantes pueden ubicarse en cualquier lugar en donde se espere una expresión constante. En la figura 4 .5 , línea 17, la variable constante t a m a n o A r r a g l o esp ecifica el tam año del arreglo s.

Error común de programación 4.5 Para declarar el tamaño de arreglos automáticos y estáticos, sólo se pueden utilizar constantes. No uti lizar una constante para este propósito, es un error de sintaxis. U tilizar variables constantes para esp ecificar el tam año de los arreglos, perm ite hacer programas m ás escalables. En la figura 4 .5 , e l primer c ic lo f or, en su declaración, podría llenar un arreglo de 1,000 elem en tos al sim p lem en te m odificar el valor d e tam&noArreglo de 10 a 1,000. S i la va riable constante tamanoArraglo no s e hubiera utilizado aún, podríam os haber m odificado las lí neas 17, 19 y 25 del programa para escalarlo a un arreglo de 1,000 elem en tos. C onform e crecen lo s programas, esta técnica se hace m ás útil para escribir programas m ás claros, y fá ciles de modificar.

Observación de ingeniería de software 4.1 Definir el tamaño de un arreglo con una variable constante, en lugar de hacerlo con una constante li teral provoca que los programas sean más escalables.

Buena práctica de programación 4.2 Definir el tamaño de un arreglo como una variable constante en lugar de hacerlo con una constante literal, ocasiona que los programas sean más claros. Esta técnica elimina los llamados números mági cos. Por ejemplo, mencionar de manera repetida el tamaño 10 en el código de procesamiento de un arreglo de 10 elementos le da a 10 un significado artificial y puede, desafortunadamente, confundir al lector si el programa incluye otros 10 que no tienen nada que ser con el tamaño del arreglo. S u m a d e los elem entos de u n arreglo El programa d e la figura 4.8 sum a lo s valores que con tien e el arreglo a de 10 elem en to s enteros. La línea 18 del c ic lo f or calcu la el total. El usuario tam bién puede introducir al programa, d esd e el te clado, o d esd e un archivo en d isco, lo s valores q u e se proporcionan co m o inicializadores d el arreglo a (vea el capítulo 14, Procesam iento de archivos). Por ejem p lo, la estructura for:

£or ( int j - 0; j < tamanoArraglo; j++ ) cin » a[ j ]; Ice un valor a la vez. d esd e e l teclado y lo alm acena en el elem en to a [ j ].1 3 2

1 2

// Pig. 4.8: £ig04_08.cpp // Calcula la suma da loa elementos da un arraglo.

3

iinclude

Rgura 4.8

Cálculo de la suma de los elementos de un arreglo. (Parte 1 de 2.)


262

Arreglos

Capítulo 4

4 5 6

using stdixcout; using std::endl;

7 8

9 10 11

int main()

{ conat int tamanoArreglo ■ 10;

12

int a [ tamanoArreglo ] - { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 )/

13 14 15 16 17 18 19 20 21

int total - 0; // suma el contenido del arrsglo a for ( int i - 0 ; i < tamanoArreglo; i++ ) total a [ i ]; cout << "El total de los elementos del arreglo es * << total << endl;

22

23 24

return 0;


) // fin de main

El total de los elementos del arreglo es 55 Figura 4 .8

Cálculo d© la suma de los elementos de un arreglo. (Parte 2 d e 2.)

G ra fica ció n d e los valores de los e lem en to s de u n arreglo m ed ia n te histogram as La figura 4 .9 lee los núm eros de un arreglo y gráfica la inform ación en forma de un gráfico d e barras, o histograma: cada número se imprime (líneas 22-23) seguid o por una barra que con siste en m uchos asteriscos (lín eas 25-26). F.1 ciclo anidado f o r (líneas 25-26) en realidad dibuja las barras. Observe el u so de e n d l (línea 28) para finalizar la barra del histograma y com enzar una nueva línea de salida.

Error común de programación 4.6 Aunque es posible utilizar la misma variable de control en un ciclo f o r y un segundo ciclo f o r (midado, esto por lo general es un error lógico.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 4.9: fig04_09.cpp // Programa para dssplsgar un histograma. •inelude using std::cout; using std:tendí;

7 8

finelude

9 10

using std::setw;

11

12 13 14

int main () { const int tamanoArreglo - 10;

Figura 4.9

Programa para desplegar un histograma. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 4

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Arreglos

263

int n[ tamanoArreglo ] ■ { 19, 3, 15, 7, 11, 9, 13, 5, 17, 1 ); cout << "Elemento" << setw( 13 ) << "Valor" << setw( 17 ) << "Histograma" << endl; // para cada elemento del arreglo n, nuestra una barra en el histograma for ( int i ■ 0; i < tamanoArreglo; ) ( cout « setw( 7 ) < « n[ i 1 << setw( 9 ); for ( int j ■ 0; j < n[ i ]; j++ ) cout << '*'/ cout << endl;

// deapliega una barra

// inicia la siguiente linea de salida

) // fin de la estructura for externa return 0;


} // fin de main

Cómo tirar un dado 6,000 veces y resumir los resultados en un arreglo El capítulo 3 estab leció que m ostraríam os una versión m ás elegante del programa de dados de la figura 3.8. El problem a era tirar un dado d e seis lados 6 ,0 0 0 v e c e s para probar si el generador de nú m eros aleatorios distribuía d e manera uniform e lo s núm eros aleatorios que producía. En la figura 4 .1 0 aparece una versión del programa con arreglos. La línea 24 reem plaza a la estructura s w i t c h de la figura 3.8. E l cálcu lo 1 ♦ r a n d ( ) % 6 produce un entero aleatorio entre 1 y 6 , e l cual d e termina el su bín d ice del elem en to d el arreglo q u e corresponde a un lado en particular del dado. Por ejem p lo, si el cálcu lo produce el valor 3 , la línea 24 increm enta f r e c u e n c i a [ 3 ] .

1 2 3 4 5 6

// Fig. 4.10* fig04_10.cpp // Tiro de un dado de seis lados 6,000 veces ffinclude using std:rcout; using std::endl;

Figura 4.10

Programa d e tiro d e dados mediante el uso d e arreglos en lugar d e s w itc h . (Parte 1 d e 2.)


264

Arreglos

7 8 9 10

Capítulo 4

#include using std::setw;

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

ffinclude tinclude int main()

{ conat int tamanoArreglo - 7; int frecuencia! tamanoArreglo ] - { 0 ); srand( tima( 0 ) ); // semilla del generador de números aleatorios

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Cara 1 2 3 4 5 6 Figura

// tira los dados 6,000 veces for ( int tiro ■ 1; tiro <■ 6,000; tiro++ ) +■*■£recuencia! 1 + rand() % 6 ]; // remplaza el switch de la // linea 20 de la figura 3.8 cout << "Cara" << setw( 13 ) << "Frecuencia" << endl; // muestra la frecuencia de los elementos 1 a 6 en formato tabular for ( int cara - 1; cara < tamanoArreglo; cara++ ) cout << setw( 4 ) << cara << setw( 13 ) << frecuencia! cara 1 << endl; return 0;


} // fin de main Frecuencia 994 1034 907 1052 985 1028

4.10

Programa de tiro d e dados mediante el uso d e arreglos en lugar de (Parte 2 de 2.)

switch.

Uso de arreglos para resumir los resultados de una encuesta N uestro sigu ien te ejem p lo (figura 4 .1 1 ) utiliza arreglos para resum ir lo s resultados de la inform ación recolectada en una encuesta. C onsidere el sigu ien te enunciado del problema:

A cuarenta estudiantes se les preguntó con respecto a la calidad de la comida en la cafetería para estudiantes en una escala de 1 a 10(1 significa muy mala y 10 significa excelente). Coloque 40 res puestas en un arreglo entero que resuma los resultados de la encuesta Ésta e s una aplicación típica de lo s arreglos. Q uerem os resumir el núm ero de respuestas por cada valor (e s decir, de 1 a 10). El arreglo respuestas e s un arreglo d e 4 0 e le m e n to s que alm ace na las respuestas de lo s estudiantes. U tilizam os un arreglo de 11 elem en tos, frecuencia, para contar el número de ocurrencias de cada respuesta. Ignoram os el prim er elem en to, frecuen cia [ 0 1 , debido a que e s m ás ló g ic o tener un valor de respuesta 1 para que increm ente el valor


Capitulo 4

de

Arreglos

265

frecuencia[ 1 1. que e l elem en to frecuencia [ 0 ] . E sto n os permite utilizar cada frecuencia.

valor d e respuesta de m anera directa co m o el su bín d ice d el arreglo

Buena práctica de programación 4.3 Busque la claridad de los programas. A veces, vale la pena perder un poco de eficiencia en cuanto al uso de la memoria o del procesador, a favor de la creación de programas más claros.


S É 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

A veces las consideraciones en el rendimiento se alejan demasiado de las consideraciones de claridad.

// Fig. 4.11* fig04 11.cpp // Programa da encuesta a estudiantes. tinclude using std* tcout; using std::endl; #inelude using std::setw; int main() { // define el tamaño de los arreglos oonst int tamanoRespuestas >40; // tamaño del arreglo respuestas oonst int tamañoFrecuencia >11; // tamaño del arreglo frecuencia // coloca las respuestas de la encuesta en el arreglo respuestas int respuestas[ tamanoRespuestas ] - { 1, 2, 6, 4, 8, 5, 9, 7, 8, 10, 1, 6, 3, 8, 6, 10, 3, 8, 2, 7, 6, 5, 7, 6, 8, 6, 7, 5, 6, 6, 5, 6, 7, 5, 6, 4, 8, 6, 8, 10 >;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

// inicializa contadores de frecuencia en 0 int frecuencia [ tamanoPrecuencia ] ■ { 0 >; // para cada respuesta, seleccione un valor de un elemento del arreglo // respuestas y utilícelo como subíndice del arreglo // frecuencia para determinar el elemento a incrementar for ( int respuesta - 0; respuesta < tamanoRespuestas; respuesta♦♦ ) ♦♦frecuencia[ respuestas[respuesta] ]; // despliega los resultados cout << "Calificación" << setw( 17 ) << "Frecuencia" << endl; // muestra las frecuencias en formato tabular for ( int calificación - 1; calificación < tamanoPrecuencia; calificación** ) cout << setw( 6 ) << calificación << setw( 17 ) << frecuencia[ calificación ] << endl; return 0;


} // fin de main

Figura 4.11

Programa de encuesta a estudiantes. (Parte 1 de 2.)


266

Arreglos

Capítulo 4

El prim er ciclo for (lín eas 2 9 -3 0 ) tom a las respuestas, una por una, d el arreglo respuestas e increm enta uno de lo s 10 contadores (d esd e frecuencia [ 1 ] hasta frecuencia [ 1 0 ] ) en el arreglo frecuencia. La línea 3 0 es la instrucción cla v e en el ciclo . I-a instrucción increm en ta e l contador frecuencia apropiado, dependiendo del valor respuestas! respuesta ] . Par ejem plo, cuando el contador respuesta es 0 . el valor de respuestas [ respuesta 1 (línea 19) es 1 . d e manera que e l programa en realidad interpreta la instrucción ♦ ♦ frecuencia

[res

puestas [ respuesta ] ] ; com o: ■•■•«■frecuencia [ 1 ]; la cual increm enta el elem en to uno del arreglo. C uando respuesta e s 1, respuestas [ res puesta ] (lín ea 19) es 2, de manera que ♦ ♦ frecuencia! respuestas! respuesta ] ] / s e interpreta com o:

♦■•■frecuencia! 2 ];

respuesta es 2, respuestas [ res puesta ] (línea 19) e s 6, de manera que ♦♦frecuencia! respuestas! respuesta ] ] ; la cual increm enta e l elem en to dos del arreglo. C uando s e interpreta com o:

♦♦frecuencia! 61; la cual increm enta el elem en to seis del arreglo, y así sucesivam ente. O bserve que sin importar el núm ero respuestas procesadas en la encuesta, s ó lo se requiere un elem en to o n ce (al ignorar el ele m ento cero) para resumir lo s resultados. Si la inform ación co n tien e datos inválidos tales co m o 13, el programa intentará agregar 1 a frecuencia [ 13 ] . E sto estará fuera de lo s lím ites d el arreglo. C + + n o tiene m anera de verificar ios lím ites del arreglo para p revenir a la com putadora contra ele m entos inexistentes en un arreglo. Por lo tanto, un programa en ejecu ción puede salir o terminar el p roceso d e un arreglo sin advertencia alguna. E l programador deberá asegurarse d e que todas las re ferencias a los arreglos perm anezcan dentro d e lo s lím ites del arreglo.

Error común de programación 4.7 Hacer referencia a un elemento fuera de los límites del arreglo, es un error lógico en tiempo de ejecu ción; no es un error de sintaxis.

Tip para prueba y depuración 4.1 Cuando se hace un ciclo en tom o a un arreglo, el subíndice del arreglo nunca debe ser menor que 0 y siempre debe ser menor que el número total de elementos del arreglo (uno menos que el tamaño de los arreglos). Asegúrese de que la condición de continuidad del ciclo prevenga el acceso a elementos que estén fuera del rango de estos límites.


Capitulo 4

Arreglos

267

Tip para prueba y depuración 4.2 Los programas deben validar que todos los valores que entren sean correctos, para evitar que infor mación errónea afecte los cálculos del programa.

Tip de portabilidad 4.1 Los efectos (por lo general serios) de hacer referencia a elementos que se encuentran fuera del rango del arreglo son dependientes del sistema. A menudo éstos provocan cambios en el valor de una varia ble no relacionada, o un error fatal que interrumpe la ejecución del programa. C + + e s un lenguaje q u e se puede extender. En el capítulo 8. extenderem os C + + m ediante la im plcm cntación de un arreglo co m o un tipo d efinido por el usuario co n una clase. N uestra nueva d efi nición d e arreglo n os permitirá realizar m uchas op eracion es q u e no son estándares para los arreglos integrados de C ++. Por ejem plo, podrem os com parar arreglos de manera directa, asignar un arreglo a otro, introducir y sacar arreglos com p letos m ediante cin y cout, inicializar arreglos cuando se crean, prevenir e l a cceso de elem en tos del arreglo fuera d e lo s lím ites de ésto s y m odificar el rango de un su bín d ice (c in clu so su tipo d e subíndice), de manera que el prim er elem en to de un arreglo no tenga que ser cero.

Tip para prueba y depuración 4.3 Cuando estudiemos las clases (capítulos 6 a 8). veremos cómo desarrollar un "arreglo inteligente", el cual verifique que todos los subíndices se encuentren dentro de los límites del arreglo en tiempo de eje cución. El uso de tales tipos de díaos llamados arreglos inteligentes ayuda a eliminar errores. C óm o utiliza r arreglos de caracteres p a ra a lm a c e n a r y m a n ip u la r cadenas Hasta este punto, h em o s exp licado solam ente lo s arreglos enteros. S in em bargo, lo s arreglos pueden ser d e cualquier tipo. A hora introducirem os e l alm acenam iento d e cadenas d e caracteres en arreglos de tipo carácter (el cap ítulo 5 exp lica las cadenas co n m ayor detalle). 1.a única capacidad para el m a nejo de cadenas que hem os m ostrado hasta ahora es desplegar una cadena m ediante cout y < <. U na cadena co m o “hola" en realidad es un arreglo de caracteres. L os arreglos d e caracteres que repre sentan cadenas tienen m uchas características únicas. Un arreglo de caracteres se puede inicializar m ediante una literal de cadena. Por ejem p lo, la d e claración:

char cadañal[] ■ "primero” ; inicializa lo s elem en tos d el arreglo c&denal m ediante lo s caracteres individuales de la literal de cadena "primero". El tamaño d el arreglo cadenal d e la instrucción anterior lo determ ina el com pilador basánd ose en la longitud de la cadena. Es im portante observar que la cadena de caracte res "primero" con tien e 7 caracteres, m á s un carácter d e term inación d e la cadena llam ado carác ter nulo. Por lo tanto, el arreglo cadenal en realidad contiene o ch o elem entos. La constante d e re presentación del carácter nulo e s ' \ 0 ' (una diagonal invertida seguida por un cero). Todas las c a denas terminan con este carácter. Un arreglo de caracteres que representa a una cadena siem p re d e be declararse con el tamaño su ficiente para alm acenar lo s caracteres de la cadena y el carácter nulo. L o s arreglos de caracteres tam bién se pueden inicializar m ediante caracteres constantes en una lista de inicialización . La declaración anterior e s equivalente a la tediosa forma:

char cadenal [] - { ’p', 'r', 'i', 'm',

' V , ' o ‘ , '\0' );

O bserve el uso de com illas sim p les para delim itar cada carácter constante. A dem ás, observe que pro porcionam os d e manera explícita e l carácter de nulo com o el últim o valor d e la lista de inicialización. Sin éste, este arreglo representaría sim plem ente un arreglo de caracteres, no una cadena. C om o vere m os en el capítulo 5, n o proporcionar el carácter nulo en una cadena, puede ser problem ático.


268

Arreglos

Capítulo 4

D ebido a que un arreglo es una cadena d e caracteres, p od em os acceder a lo s caracteres indivi d uales d e una cadena de manera directa m ediante la notación d e su b ín d ices en lo s arreglos. Por ejem p lo, cadenal [ 0 ] es el carácter 'p', cadañal [ 3 ] e s el carácter 'm' y cadañal [ 7 ] e s el carácter nulo. También p od em os introducir una cadena a un arreglo de manera directa desde el teclado m e diante el u so d e cin y > > . Por ejem plo, la declaración:

char cadenal[ 20 ]; crea un arreglo de caracteres capaz de alm acenar una cadena de 19 caracteres y el carácter nulo. La instrucción:

cin >> cadena2; le e una cad en a d esd e el teclado dentro cadena2 y le agrega el carácter nulo al final de la cadena introducida por el usuario. O bserve que en la instrucción anterior s ó lo se proporciona el nom bre del arreglo; no se proporciona inform ación acerca d el tam año d el arreglo. E s responsabilidad d el progra m ador asegurarse de que e l arreglo del cual se le e la inform ación es capaz de alm acenar cualquier cadena que el usuario d igite en el teclado. Por d efecto , cin le e lo s caracteres d esd e el teclado hasta que localiza el primer carácter en b lanco, in dependientem ente d el tamaño del arreglo. Por lo tanto, introducir datos m ediante cin y >> puede insertar datos m ás allá del final del arreglo (v ea la sec ción 5.1 2 para m ayor inform ación acerca de có m o prevenir la inserción m ás a llá del final del arre g lo char).

Error común de programación 4.8 No proporcionar a cin » un arreglo de caracteres lo suficientemente grande para almacenar una ca dena que se digite desde el teclado, puede resultar en una pérdida de datos en un programa y en otros errores serios en tiempo de ejecución. Un arreglo de caracteres que representa a una cadena que term ina co n el carácter nulo se puede mostrar m ediante

cout y < < . La instrucción:

cout << cadena2 << endl; d esp liega e l arreglo cadena2. O b serve que tanto a cout < < , co m o a cin > > , n o les importa qué tan largo es el arreglo de caracteres. L os caracteres d e la cadena se despliegan hasta que se en cu en tra el carácter de term inación nulo. [Nota: cin y cout suponen que lo s arreglos d e caracteres se deben procesar co m o cadenas terminadas m ediante caracteres nulos; cin y cout no proporcionan capacidades d e procesam iento de entrada y salida sim ilares para otros tipos de arreglos.] La figura 4 .1 2 m uestra la in icialización d el arreglo de caracteres m ediante una literal de ca d e na, la lectura de una cadena dentro de un arreglo de caracteres, la im presión de un arreglo d e carac teres co m o una cadena y el a cceso a caracteres in dividu ales de una cadena.

1

// Fig. 4_12: fig04 12.cpp

2 3 4 5 6 7

// Tratamiento de arreglos de caracteres como cadenas. ffinclude using std;:cout; using stdiicin; using std>:endl;

8 Figura 4.12

Arreglos de caracteres procesados com o cadenas. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 4

9 10

Arreglos

269

int main() {

11 12 13 14

char cadañal [ 20 ]; // reserva 20 caracteres char cadena2[] - "literal de cadena"; // reserva 15 caracteres // lee una cadena proporcionada por el usuario dentro del arreglo

cadena2 15 16 17 18 19 20

cout << "Introduzca la cadena \"hola amigos\": "; cin >> cadañal; // lee "hola" [el espacio termina la entrada] // despliega las cadenas cout << "cadañal asi " << cadañal << "\ncadena2 es: " << cadena2;

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

cout << "\ncadenal con espacios entre caracteres es:\n"; // despliega los caracteres hasta que aparece el carácter nulo for ( int i ■ 0; cadañal[ i ] !■ '\0'; i++ ) cout « cadañal! i ] << 1 *; cin >> cadañal; // lee "amigos" cout << *\ncadenal es: " << cadañal << endl; return 0;


} // fin de main

Introduzca la cadena "hola amigos": hola amigos cadañal es: hola cadena2 es: literal de cadena cadañal con espacios entre caracteres es:

hola cadañal es: amigos

Figura 4.12

Arreglas d e caracteres procesados co m o cadenas. (Parte 2 de 2.)

L as líneas 25 a 2 6 d e la figura 4 .1 2 utilizan una estructura f o r para generar un c ic lo a través del arreglo c a d a ñ a l y desplegar los caracteres individuales separados por espacios. I-a condición en la estructura f o r . c a d a ñ a l [ i ] I - ' \ 0 ' , e s verdadera hasta q u e el c ic lo encuentra el c a rácter d e term inación nulo de la cadena.

I áís arreglos estáticos locales y los arreglos automáticos locales El capítulo 3 explica el especificador de clase de alm acenam iento s t a t i c . Una variable local s t a t i c en la definición de una función, existe durante la duración del programa, pero es v isib le solam ente en el cuerpo de la función.

Tip de rendimiento 4.3 Podemos aplicar el especificador s t a t i c a una declaración local de un arreglo de manera que el arreglo no se cree y se inicialice cada \ez que el progranw llame a la función, y para que el arreglo no se destruya cada vez que la función termine en el programa. Esto puede mejorar el rendimiento, espe cialmente cuando se utilizan arreglos grandes.


270

Arreglos

Capítulo 4

Un programa inicializa lo s arreglos

static cuando éste com ien za la ejecución. Si el progra

m ador no inicializa de manera exp lícita un arreglo static. el com pilador inicializa cada elem en to d e d ich o arreglo en cero, cuando s e crea el arreglo.

inicEstaticaArreglo (lín eas 2 7 -4 5 ) co n un arreglo inicAutomaticaArreglo (lín eas 4 8 -6 6 ) con un arre

La figura 4.1 3 m uestra a la función local static (lín ea 3 0 ) y la función g lo autom ático local (lín ea 5 1 ).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

// Fig. 4.13 i fig04_13.cpp // Los arreglos static se inicializan en cero. •inelude using std::cout; using std::endl; void inicEstaticaArreglo( void ); void inicAutomaticaArreglo( void );

// prototipo de la función // prototipo de la función

int main()

{ cout << "Primera llamada a cada función: \n"; inicEstaticaArreglo(); inicAutomaticaArreglo() ; cout << "\n\nSegunada llamada a cada función:\n"; inicEstaticaArreglo() ; inicAutomaticaArreglo{); cout << endl; return 0;


} // fin de main // ftinción para mostrar un arreglo estático local void inicEstaticaArreglo( void ) { // inicializa los elementos en 0 la primera vez que se llama a la función static int arreglol[ 3 ]; cout << "\nValores al entrar a InicEstaticaArreglo:\n"; // salida del contenido de arreglol for ( int i « 0 ; i < 3 / i + + ) cout << "arreglol [" « i << "] - " «

arreglol [ i ] << " " ;

cout << "\nValores al salir de inicEstaticaArreglo: \nM; // modifica y despliega el contenido de arreglol for ( int j ■ 0; J < 3; ) cout << "arreglol!" << j << "] ■ " << ( arreglol! j 1 5 ) « " "t ) // fin de la función inicEstaticaArreglo

Figura 4.13

Metalización d e un arreglo s t a t i c y uno autom ático. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 4

46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

Arreglos

271

// función para mostrar un arraglo automático local void inicAutomaticaArr*glo( void ) { // inicializa elementos cada vez que se llama a la función int arreglo2[ 3 1 - { 1, 2, 3 >/ cout << "\n\nValores al entrar a inicAutomaticaArreglo: \n"; // muestra el contenido de arreglo2 for ( int i - 0; i < 3; ) cout << "arxeglo2[* << i << w] - * << arreglo2[ i ] << *

*j

cout << "\nValores al salir de inicAutomaticaArreglo:\n"j // modifica y despliega el contenido de arreglo2 for ( int j -0; j <3; j++ ) cout << *arreglo2[» << j << *] ■ " << ( arreglo2 [ j ] +■ 5 ) « * " i } // fin de la función inicAutomaticaArreglo

Primera llamada a cada función: Valores al entrar a inicEstaticaArreglo: arreglol[0] - 0 arreglol[l] - 0 arreglol[2] ■ 0 Valores al salir de inicEstaticaArreglo: arreglol(0] - 5 arreglol[l] ■ 5 arreglol[2] - 5 Valores al entrar a inicAutomaticaArreglo: arreglo2(0] - 1 arreglo2[l] - 2 arreglo2[2] - 3 Valores al salir de inicAutomaticaArreglo: arreglo2[0] ■ 6 arreglo2[l] - 7 arreglo2[2] - 8 Segunda llamada a cada función: Valores al entrar a inicEstaticaArreglo: arreglolfO] - 5 arreglol[l] - 5 arreglol[2] - 5 Valores al salir de inicEstaticaArreglo: arregloltO] ■ 10 arreglol[l] ■ 10 arreglol[2] ■ 10 Valores al entrar a inicAutomaticaArreglo: arreglo2[0] ■ 1 arreglo2[l] ■ 2 arreglo2[2] - 3 Valores al salir de inicAutomaticaArreglo: arreglo2[0] - 6 arreglo2[l] - 7 arreglo2[2] - 8

Figura 4.13

Inlclalizaclón d e un arreglo static y uno autom ático. (Parte 2 de 2.)

La función inicEstaticaArreglo se llam a d o s v eces (lín eas 14 y 18). El arreglo local static se inicializa en cero m ediante el com pilador, la primera v ez que se llam a a la función. La función d esp liega e l arreglo, sum a 5 a cada elem en to y d esp lieg a nuevam ente el arreglo. La segun da v ez q u e se llam a a la función, e l arreglo static co n tien e los valores m odificados y alm acena d o s durante la primera llamada a la función. La función inicAutomaticaArreglo también se


272

Arreglos

Capítulo 4

llam a d o s v e c e s (lín eas 15 y 19). L o s elem en tos d el arreglo autom ático local se ¡nicializan (línea 51) con lo s valores 1 ,2 y 3. La fun ción d esp liega el arreglo, sum a 5 a cada elem en to y nuevam ente d es p liega el arreglo. La segunda v ez que se llam a a la función, lo s elem en tos del arreglo s e ¡nicializan en 1, 2 y 3. El arreglo tien e una clase d e alm acenam iento autom ático, así, el arreglo se recrea duran te cada llam ada a inicAutoxn&ticaArreglo.

Error común de programación 4.9 Suponer que ¡os elementos de un arreglo local sta tic de una función se inicializan en cero cada vez que se llama a la función, puede provocar errores lógicos en un programa.

4.5 C óm o pasar arreglos a funciones Para pasar un arreglo co m o argum ento a una función, esp ecifiq u e el nombre del arreglo sin corche tes. Por ejem p lo, s i el arreglo

tempCadaHora se declara com o:

int tempCadaHora[ 24 ]; la llam ada de función:

modificaArreglot tempCadaHora, 24 ); pasa el arreglo tempCadaHora y su tam año a la función modif icaArreglo. C uando s e pasa un arreglo a una fun ción , por lo general también s e pasa e l tam año d el arreglo, de manera que la fun ció n pueda procesar el núm ero esp ecífico de elem en tos de un arreglo (d e otra manera, n ecesita ríam os estab lecer esto dentro d e la m ism a función o , peor aún, colocar el tamaño d el arreglo en una variable global). En el capítulo 8, cuando introduzcam os nuestra propia cla se Arreglo, construi rem os el tam año d el arreglo dentro d el tipo d efinido por el usuario, cada objeto Arreglo que g en erem os “sabrá” su propio tamaño. Por lo tanto, cuando pasem os un objeto Arreglo a una fun ció n , no tendrem os que pasar el tam año d el arreglo co m o un argumento. C + + pasa lo s arreglos a fun cion es m ediante un paso por referencia sim ulado; la s fun cion es a las que se llama pueden m odificar lo s valores del elem en to en los arreglos originales de las fu n cion es que la s llaman. El valor del nom bre del arreglo es la dirección en la com putadora del primer elem en to d el arreglo. D ebido a q u e la dirección inicial del arreglo se pasa, la función a la que s e llam a sabe de manera precisa en dónde se alm acena el arreglo en m em oria. Por lo tanto, cuando la función invo cada m odifica lo s elem en tos d el arreglo en el cuerpo d e su fun ción , ésta m odifica los elem en to s ac tuales del arreglo en sus u bicaciones originales d e m em oria.

Tip de rendimiento 4.4 Pasar arreglos mediante un paso p o r referencia simulado tiene sentido por motivos de rendimiento. Si los arreglos se pascm por valor, una copia de cada elemento se pasaría. Para el paso de arreglos gran des y de manera frecuente, esto sería tardado y requeriría un espacio de almacenamiento considerable para las copias de los elementos del arreglo.

Observación de ingeniería de software 4.2 Es posible pasar un arreglo por valor (mediante un simple truco que explicamos en el capítulo 18); es to rara vez se hace. Aunque arreglos com p letos se pasan m ediante un paso por referencia sim ulado, lo s elem en tos in dividu ales de lo s arreglos s e pasan por valor exactam ente co m o lo hacen las variables sim p les. T ales piezas individuales d e datos se llaman escalares o cantidades escalares. Para pasar un elem en to de un arreglo a una función, utilice e l nom bre con su bín d ice d el elem en to d el arreglo co m o un argum ento e n la llam ada a la función. En el cap ítulo 3, m ostram os có m o pasar escalares (e s decir, variables individuales y elem en tos d e un arreglo) por referencia m ediante referencias. En el capítu lo 5, m ostram os có m o pasar escalares por referencia m ediante apuntadores.


Capitulo 4

Arreglos

273

Para que una función reciba un arreglo a través d e una llam ada a una función, la lista d e parám e tros de la fun ción debe especificar que la función espera recibir un arreglo. Por ejem plo, el en cab eza do d e la función modificaArreglo s e d eb e escribir com o:

▼oid modif icaArreglo( int b[], int tamanoArreglo ) el cual indica que modif icaArreglo espera recibir la dirección de un arreglo de en teros en el parámetro b y e l núm ero de elem en tos d el arreglo en el parámetro tamanoArreglo. N o se requie re el tamaño del arreglo entre los corchetes d el arreglo. Si se in clu ye, el com p ilad or lo ignora. D e b id o a que C + + utiliza el paso por referencia para pasar arreglos a las fun cion es, cuando la función utiliza el nom bre de arreglo b, d e hecho, hace referencia al arreglo real en la función que hace la llam ada (es decir, el arreglo tempCad&Hora que exp lica m o s al principio d e esta sección ). O bserve la apariencia extraña del prototipo de la función modif icaArreglo.

▼oid modificaArreglo( int [], int ); Este prototipo s e podría escribir com o:

▼oid modificaArreglo( int cualquierNombreArregloU, int cualquierNombr®Variable ); pero co m o aprendim os en el cap ítulo 3 , los com piladores de C + + ignoran lo s nom bres d e variables en los prototipos. R ecuerde, el prototipo indica al com pilador el núm ero d e argum entos y el tipo de cada argum ento (en e l orden en el que s e espera que aparezcan lo s argum entos). F.l programa d e la figura 4 . 14 m uestra la diferencia entre el paso d e un arreglo com p leto y el paso d e un elem en to d el arreglo. L as lín eas 2 4 a 25 despliegan lo s cin co elem en tos originales del arreglo d e enteros a. La línea 3 0 pasa a y su tam año a la función modif icaArreglo (lín eas 5 5 -6 1 ), la cual m ultiplica cada elem en to d e a por 2 (a través del parámetro b). E n tonces, las lí neas 3 5 y 36 despliegan nuevam ente el arreglo a en main. C om o lo muestra la salida, lo s elem en tos d e a s e m odifican m ediante modif icaArreglo. A continuación, la línea 41 d esp lieg a el valor d c a [ 3 ] , en ton ces la línea 4 4 pasa el elem en to a [ 3 ] a la función modif icaZlemento (lí neas 6 5 -7 1 ), el cual m ultiplica su argum ento por 2 y d esp lieg a el nuevo valor. O bserve q u e cuando la línea 47 d esp liega nuevam ente a [ 3 ] en main. el valor aún no se m odifica, debido a que lo s elem en tos individuales d el arreglos se pasan por valor. Podrían existir situ acion es en su s programas en las que no s e debería permitir q u e una función m odificara lo s elem en tos d e un arreglo. D ebido a que los arreglos siem p re se pasan m ediante un paso por referencia sim ulado, la m odificación de valores en un arreglo es d ifícil de controlar. C + + propor ciona el calificador de tipo const que se puede utilizar para evitar m o d ificacion es en lo s valores de un arreglo en una función. Cuando la función esp ecifica un parámetro de arreglo que está precedido

1 2 3

// Fig. 4.14: fig04_14.cpp // Paso de arreglos y da elemento* individuales de axregloe a funciones. •inelude

4 5 ó


7 8

finclude

9 10

using std::setw;

11 12

void modif icaArreglo ( int [ ], int ) ;

Rgura 4.14

/ / apariencia extraña

Paso d e arreglos y d e elementos individuales d e un arreglo a funciones. (Parte 1 de 3.)


274

13 14 15 16 17 18 19 20 21

Arreglos

Capítulo 4

void modificaElemento( int ); int main() { conat int tamanoArreglo ■ 5; // tamaño del arreglo int a[ tamanoArreglo ] ■ ( 0, 1, 2, 3, 4 ); // inicializa a cout << "Efectos de pasar el arreglo completo por referencia:" << "\n\nLos valores del arreglo original son:\n";

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

// el la función modif icaArreglo, "b" apunta hacia //el arreglo original "a" en memoria void modif icaArreglo ( int b[], int tamanoDelArreglo )

56

(

57 58 59 60 61

// despliega el arreglo original for ( int i ■ 0; i < tamanoArreglo; i++ ) cout << setw( 3 ) << a[ i ]; cout << endl; // pasa el arreglo a hacia modificaArreglo por referencia modif icaArreglo ( a, tamanoArreglo ); cout << "Los valores del arreglo modificado son:\n"; // despliega el arreglo modificado for ( int j - 0; j < tamanoArreglo; j++ ) cout << setw( 3 ) << a[ j ]; // despliega el valor de a( 3 ] cout << "\n\n\n" << "Efectos de pasar un elemento del arreglo por valor:" << "\n\nEl valor de a[3] es " << a[ 3 1 << *\n'; // pasa el elemento a[ 3 ] del arreglo por valor modif icaElemento( a[ 3 ] ); // muestra el valor de a[ 3 ] cout << *El valor de a [3] es " << a[ 3 ] << endl; return 0;


} // fin de main

// multiplica cada elemento del arreglo por 2 for ( int k - 0; k < tamanoDelArreglo; k++ ) b£ k ] *- 2; } // fin de la función modif icaArreglo

Rgura 4.14

Paso d e arreglos y de elementos Individuales de un arreglo a funciones. (Parte 2 d e 3.)


Capitulo 4

Arreglos

275

62 63

64 65 66 67

// en la función modificaKlemento, *•* es una copia local del // elemento a[ 3 1 del arreglo que se pasa desde main void modif icaElemento( int e ) {

// multiplica parámetros por 2 cout << "Valor en modif icaKlemento es " << ( e *■ 2 ) << endl;

68

69 70 71

} // fin de la función modif icaKlemento

Rgura 4.14

Paso d e arreglos y d e elementos Individuales d e un arreglo a funciones. (Parte 3 de 3.)

por el calificador const, los elem en tos del arreglo se vuelven constantes en el cuerpo d e la función, y cualquier intento d e m odificar uno de sus elem en to s en el cuerpo de la función, provoca un error de com pilación. E sto permite al programador corregir el programa para q u e no s e intente m odificar los elem en tos d el arreglo. La figura 4 . 1 5 muestra el calificador const. La función intentaModif ic&rArreglo (lí neas 24-30) se d efine con el parámetro const int b[], e l cual esp ecifica q u e el arreglo b es constante y no se p uede modificar. Cada uno d e lo s tres intentos para m odificar lo s elem en tos del arreglo b por parte de la función (lín eas 26-28), provoca un error d e com p ilación "Cannot modify a const objact”.O bserve que los m ensajes de error del com pilador varían entre com piladores. En el capítulo 7 exp licarem os nuevam ente el calificador const.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 4.15i fig04_15.cpp // Demostración del calificador de tipo const. iinclude using stdiicout; using stdx:endl;

7 8 9 10

void intentaModificarArrsglo( const int [] ); // prototipo de la función

11

<

12 13 14

int main() int a[] - { 10, 20, 30 >; intentaModificarXrreglo( a );

Rgura 4.15

Calificador de tipo c o n s t aplicado a un parámetro de arreglo. (Parte 1 de 2.)


276

Arreglos

15 16 17 18 19

Capítulo 4

cout < < « [ 0 1 « raturn 0;

' ' «

a[ 1 ] << * ' «

&[ 2 1 << *\n';


20 21

} // fin de zaain

22 23 24 25 26 27 28 29 30

// En la función intentaModificarArraglo, no se puede utilizar Mb" // para modificar el arreglo original "a" en main.

void intentaModificarArreglo( const int b[] ) { b[ 0 1 /- 2; b[ 1 ] /■ 2; b[ 2 ] /- 2;

// error // error // error

} // fin de la función intentaModificarArreglo

c:\mis documentos\pearson\c fig04_15.cpp(26) : error c:\mis documentos\pearson\c fig04_15.cpp(27) : error c:\mis documentos\pearson\c fig04_15.cpp(28) i error Figura 4.15

__

+♦ deitel\cppdeitel_ejampios\ch04\ C2166: 1-value specifies const object ♦♦ deitel\cppdeitel_ejampios\ch04\ C2166> 1-value specifies const object ♦♦ deitel\cppdeitel_ejampios\ch04\ C2166i 1-value specifies const object

Calificador d e tipo c o n s t a plica do a un parámetro arreglo. (Parte 2 d e 2.)

Error común de programación 4.10 Olvidar que los arreglos se pasan por referencia, y por lo tanto, que se pueden modificar, podría pro vocar errores lógicos.

Observación de ingeniería de software 4.3 Aplicar el calificador de tipo const a un parámetro de arreglo en la definición de una función para que el arreglo original se modifique en el cuerpo de la función, es otro ejemplo del principio de! privilegio más bajo. A las funciones no se les debe otorgar la capacidad de modificar un arreglo, a menos que sea absolutamente necesario.

4.6 Ordenamiento de arreglos E l ordenam iento de datos (e s decir, colocar lo s d atos en un orden particular, ya sea ascen dente o d escen dente) es una d e las ap licacion es d e cóm p uto m ás im portantes. Un banco ordena todos los ch eq u es por número de cuenta, d e manera que puede preparar los estad os individuales d el banco al final d e cada m es. Las em presas de telefon ía ordenan su s listas d e cuentas por ap ellido, dentro de e s te ordenam iento, hacen otro por nom bre para hacer m ás fácil la búsqueda de núm eros de teléfon o. V irtualm ente todas las em presas deben ordenar algún tipo d e dato y, en m uchos casos, cantidades m asivas d e éstos. Ordenar datos es un problem a intrigante q u e ha atraído a algunas de la s a ccio n es de investigación m ás intensas en el cam p o de las cien cias d e la com putación. En este capítulo, exp lica m os e l m étodo de ordenam iento co n o cid o m ás sen cillo . En los ejercicios y en el capítulo 17, inves tigarem os m étodos m ás com p lejos que logran un m ejor rendim iento.

Tip de rendimiento 4.5 Algunas veces, los algoritmos sencillos tienen un rendimiento muy pobre. Su virtud radica en que son fáciles de escribir, probar y corregir. Algunas veces se requieren algoritmos más complejos para lograr un máximo rendimiento.


Capitulo 4

Arreglos

277

El programa d e la figura 4 .1 6 ordena lo s valores d el arreglo a de 10 elem en to s de manera a s cendente. La técn ica que utilizam os se llam a ordenam iento burbuja , o m étodo d e hundim iento, d e bido a que lo s valores m ás pequeños “flotan” gradualm ente hacia arriba, hacia la cabeza del arreglo, co m o las burbujas de aire hacia la superficie d el agua, m ientras los valores más grandes se hunden en e l fondo d el arreglo. El ordenam iento burbuja hace m uchas pasadas a través del arreglo. En cada pasada, s e com paran pares su cesivos d e elem entos. Si el par está en orden ascendente (o el valor es id én tico), dejam os los valores co m o están. Si el par se encuentra en orden decreciente, su s valores se intercambian en e l arreglo. 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 4.16: fig04_16.cpp // Este programa ordena loa valoras da un arraglo an ordan ascandenta. •Inelude uaing std::cout; uaing std::endl; •Ineluda uaing std::setw;

11 12

int main()

13 14 15 16

(

const int tamanoArreglo >10; // tamaño dal arraglo a int a[ tamanoArreglo ] ■ { 2, 6, 4, 8, 10, 12, 89, 68, 45, 37 }; int mantiene; // ubicación temporal utilizada para intercambiar loa elementos del arreglo

17 18 19

cout << "Elementos de datos en el orden original \n";

20 21 22

// despliega el arreglo original for ( int i - 0; i < tamanoArreglo; i+* ) cout << setw( 4 ) << a[ i ];

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

// ordenamiento burbuja // ciclo para controlar al número da pasadas for ( int pasada "0; pasada < tamanoArreglo - 1; pasada** ) // ciclo para controlar el número de comparaciones por pasada for ( int j ■ 0; j < tamanoArreglo - 1; j** ) // compara los elementos contiguos y los intercambia si // el primer elemento es mayor que el segundo if ( a[ j ] > at j + 1 ] ) ( mantiene ■ a [ j ]; a[ j 1 - a[ j * 1 1; a[ j + 1 ] ■ mantiene; ) // fin de if cout << "\nElementos de datos en orden ascendente\n"; // muestra el arreglo ordenado for ( int k - 0; k < tamanoArreglo; k++ ) cout << setw( 4 ) << a [ k ];

Figura 4.16

Ordenamiento de un arreglo mediante el método burbuja. (Parte 1 de 2.)


278

45 46

47 48 49 50

Arreglos

Capítulo 4

cout << endl; raturn 0;


} // fin de zaain

Elementos 2 6 Elementos 2 4 Rgura 4.16

de 4 de 6

datos en el orden original 8 10 12 89 68 45 37 datos en orden ascendente 8 10 12 37 45 68 89

Ordenam iento d e un arreglo mediante el m étodo burbuja. (Parte 2 d e 2.)

Prim ero, el programa com para a[ 0

] co n a[ 1 ] . d esp u és a[ 1 ] con a[ 2 ] . luego

a[

2 ] con a [ 3 ] , y así su cesivam en te hasta que se com p leta la pasada m ediante la com para ción d e a [ 8 ] con a [ 9 ] . A unque existen 10 elem en to s, solam en te se realizan 9 com paracio nes. D ebido a la manera en que el m étodo burbuja desarrolla la s com paraciones su cesivas, un valor

grande se puede m over m uchas p osicion es en una so la pasada, pero un valor p equeño s e puede m over sólo una p osición . En la primera pasada, se garantiza que el valor m ás grande se hunde al e le m en to del fon d o del arreglo, a [ 9 1. En la segunda pasada, e l segundo valor m ás grande se hunde a a t 8] . d e manera que solam en te se necesitan nueve pasadas para ordenar un arreglo de diez ele m entos. El ordenam iento se realiza m ediante un c ic lo f o r anidado (lín ea s 2 6 -2 8 ). S i es necesario un in tercam bio, s e realiza en las lin cas 3 4 a 36. en las cu a les la variable adicional m a n t i e n e , alm acena tem poralm ente uno de los dos valores q u e se van a intercambiar. El intercam bio no se puede reali zar s ó lo co n d o s asignaciones:

a[ j 1 - a[ j ♦ 1 ]i a[ J ♦ 1 ] ■ a[ j I; Si por ejem p lo, a[ j ] c s 7 y a [ j ♦ 1 ] c s 5 , desp ués d e las d o s a sig n a cio n es am bos valores serán iguales a 5. y se perderá el valor 7; de aquí la necesidad de la variable adicional mantiene. La principal virtud del m étodo burbuja es q u e e s fácil d e programar, sin em bargo, es lento. E s to se h ace evidente cuando s e ordenan arreglos grandes. En lo s ejercicios, desarrollarem os versiones m ás eficien tes d el ordenam iento burbuja e investigarem os ordenam ientos m ucho m ás eficien tes que éste. Cursos m ás avanzados investigan el ordenam iento y la búsqueda co n m ayor detalle.

4.7 Ejemplo práctico: cálculo de la media, la mediana y la m oda mediante arreglos A hora estudiarem os un ejem p lo m ás grande. Por lo general, las com putadoras se utilizan para c o m pilar y analizar lo s resultados de en cu estas y estu d ios de opinión. E l programa de la figura 4. 17 uti liza e l arreglo r e s p u e s t a s (lín eas 2 9 -3 9 ) que s e inicial iza con 9 9 respuestas d e una encuesta. El programa representa el tam año del arreglo m ediante la variable constante t a m a n o R e a p u e s t a s . Cada una de las respuestas e s un núm ero de 1 a 9. El programa calcula la m edia, la m ediana y la m o da d e lo s 9 9 valores. La m edia es el prom edio aritm ético de 9 9 valores. La función m e d i a (lín eas 51- 73) suma el va lor d e lo s 9 9 elem en tos (lín eas 58-5 9 ) y divide el resultado entre 9 9 (lín ea 7 0 ) para calcular la media.


Capitulo 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Arreglos

279

// Fig. 4.17: £ig04_17.cpp // Este programa introducá «1 tama del análisis da encuestas. // Calcula la media, la mediana y la moda de los datos. Vinclude using using using using

std::cout; std::endl; std::£ixed; std::showpoint;

tinclude

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

using std::setw; using std::setprecision; void void void void void

media( const int [], int ); mediana( int [], int ); moda( int [], int [], int ); orden aBurbu ja ( int [] , int ); despliegaXrreglo( const int[], int )/

int main() < const int tamanoRespuestas - 99; // tamaño del arreglo respuestas int frecuencia[ 10 ] - { 0 );

// inicializa el arreglo frecuencia

// inicializa el arreglo respuestas int respuestas[ tamanoRespuestas ] { 6, 7, 8, 9, 8, 7, 8, 9, 8, 9, 7, 8, 9, 5, 9, 8, 7, 8, 7, 8. 6, 7, 8, 9, 3, 9, 8, 7, 8, 7, 7, 8, 9, 8, 9, 8, 9, 7, 8, 9, 6, 7, 8, 7, 8, 7, 9, 8, 9, 2, 7, 8, 9, 8, 9, 8, 9, 7, 5, 3, 5, 6, 7, 2, 5, 3, 9, 4, 6, 4, 7, 8, 9, 6, 8, 7, 8, 9, 7, 8, 7, 4, 4, 2, 5, 3, 8, 7, 5, 6, 4, 5, 6, 1, 6, 5, 7, 8, 7 ); // procesa las respuestas media( respuestas, tamanoRespuestas ); mediana( respuestas, tamanoRespuestas ); moda( frecuencia, respuestas, tamanoRespuestas ); return 0;


) // fin de main // calcula el promedio de todos los valores correspondientes a las respuestas void media ( const int resp[], int tamanoArreglo ) { int total - 0;

Figura 4.17

Programa de análisis de una encuesta. (Parte 1 de 4.)


280

Arreglos

Capítulo 4

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

cout << »********\n Media\n********\n0; // total del valor de laa respuestas for { int i ■ 0; i < tamanoXrreglo; i++ )

total

resp[ i ];

//da formato y despliega los resultados

cout << fixed << setprecision( 4 ); cout << "La media es el valor promedio de los elementos\n0 << "de datos. La media es igual al total de todos \n*

66

<< "los elementos de datos dividido entre el numero\n" << "de elementos de datos (" << tamanoXrreglo << *). El valor de la media para \nesta ejecución es: 0 << total << " / " « tamanoXrreglo << * - 0 << static_cast< double >( total ) / tamanoXrreglo

67

68

69 70 71 << "\n\n0; 72 73 } // fin de la función media 74 75 // ordena el arreglo y determina el valor de la mediana de loe elementos 76 void mediana( int resp[], int tamaño ) 77 { 78 cout << »\n********\n Mediana\n********\n0 79 << "El arreglo desordenado de respuestas es0; 80 81 despliegaXrreglo( resp, tamaño ); // muestra el arreglo desordenado 82 83 ordenaBurbuja( resp, tamaño ); // ordena el arreglo 84 85 cout << "\n\nEl arreglo ordenado es0;

86

despliegaXrreglo( resp, tamaño ); // muestra el arreglo ordenado

87 88 // displiega la mediana 89 cout << "\n\nLa mediana es el elemento 0 << tamaño / 2 90 << " del\narreglo ordenado de 0 << tamaño 91 << " elementos.\nPara esta ejecución la mediana es 0 92 << resp[ tamaño / 2 ] << "\n\n0; 93 94 } // fin de la función mediana 95 96 // determina la respuesta más frecuente 97 void moda( int frec[], int resp[], int tamaño ) 98 { 99 int masOrande - 0; // representa la frecuencia más grande 100 int valorModa - 0; // representa la respuesta más frecuente

101 102 103 104 105 106

cout << "\n*****#**\n Moda\n#*******\n0; // inicializa las frecuencias en 0

for ( int i ■ 1; i <■ 9; i++ )

Figura 4.17

frec[ i 1 ■ 0; Programa de análisis de una encuesta. (Parte 2 de 4.)


Capitulo 4

107 108 109 110

Arreglos

281

// resume las frecuencias for { int j - 0; j < tamaño; j+* ) **frecE respE j ] ];

111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

// muestra los encabezados para las columnas de resultados cout << "Respuestas" << setw( 11 ) << "Frecuencia" << setw( 19 ) « "Histograma\n\n" << setw( 55 ) « "1 1 2 2\n" « setw( 56 ) « "5 0 5 0 5\n\n"; // despliega resultados for ( int rating ■ 1; rating <■ 9; rating** ) { cout << setw( 8 ) << rating << setw( 11 ) << frecE rating J << * ";

122 123

//da seguimiento al valor de la moda y al valor de la frecuencia más grande if ( frecE rating ] > masQrande ) { masQrande - frecE rating ]; valorModa - rating;

124 125 126 127 128

) // fin de if

129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141

// muestra las barras del histograma que representa los valores de frecuencia for ( int k - 1; k <■ frecE rating J; k+* ) cout << '*'/ cout << *\n';

// comienza una nueva linea de salida

} // fin del for externo // despliega al valor de la moda cout << "La moda es el valor mas frecuente.\n" << "Para esta ejecución la moda es " << valorModa << " la cual tiene una ocurrencia de " << masQrande << " veces." << endl;

142 143 } // fin de la función moda 144 145 // función que ordena el arreglo mediante el algoritmo del método de la burbuja 146 void ordenaBurbujaE int a[], int tamaño ) 147 { 148 int mantiene; // ubicación temporal utilizada para intercambiar elementos 149 150 // ciclo para controlar el número de pasadas 151 for ( int pasada - 1; pasada < tamaño; pasada** ) 152 153 // ciclo para controlar el número de comparaciones por pasada 154 for ( int j ■ 0; j < tamaño - 1; j*+ ) 155 156 // intercambia elementos desordenados 157 if ( a£ j ] > aE j ♦ 1 1 ) { 158 mantiene - al j ]; 159 a{ j ] - a[ j ♦ 1 J; Figura 4.17

Programa d e análisis d e una encuesta. (Parte 3 d e 4.)


282

160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178

Arreglos

Capítulo 4

a[ j + 1 ] - mantiene; } // fin de if } // fin de la función ordenaBurbuja // muestra el contenido del arreglo (20 valores por fila) void despliegaArreglo( const int a[], int tamaño ) { for ( int i ■ 0/ i < tamaño; i++ ) ( if ( i \ 20 -- 0 ) // comienza una nueva linea cada 20 valores cout << endl; cout << setw( 2 ) «

a[ i ];

) // fin de for } // fin de la función despliegaArreglo

Rgura 4.17 Program a d e an álisis d e u n a e n c u e sta . (P a rte 4 d e 4 .)

1.a m edia e s el “valor m ed io”. 1.a fu n d ó n mediana (línea 7 6 -9 4 ) determ ina la m ediana m e diante la llam ada a la función ordenaBurbuja (línea 83) para ordenar e l arreglo respuestas y recoger e l elem en to central (lín ea 9 2 ), resp [ tamaño / 2 1, del arreglo ordenado. Observe que cuando existe un núm ero par d e elem en tos, la m ediana se debería calcular co m o el prom edio de lo s d o s elem en tos centrales. La fun ción mediana no proporciona esta capacidad. Las lín eas 81 a 8 6 llaman a la función despliegaArreglo (lín eas 167-178) para mostrar el arreglo respues tas antes y después de que s e ordenan su s elem entos. La m oda es el valor m ás frecuente entre 9 9 respuestas. L a función moda (lín eas 9 7 -1 4 3 ) cu en ta la s respuestas d e cada tipo y seleccio n a el valor co n la m ayor cuenta (lín eas 119-136). Esta ver sión de la función moda no m aneja un vín cu lo (vea el ejercicio 4.14). La función moda produce tam bién un histogram a para ayudar a determinar la m oda de manera gráfica, luí figura 4 .1 8 con tie n e un ejem p lo de la ejecu ción d e este programa. Este ejem p lo dem uestra la m ayor parte de las m ani p ulacion es m ás com u nes que s e requieren en los problem as co n arreglos, in clu so el paso de arreglos a funciones.

Media La madia as al valor promadio da loa al amanto» da datos. La madia as igual al total da todos los alamantos da datos dividido antra al nuaaro da alamentos da datos (99). El valor da la madia para esta ejecución es: €81 / 99 ■ 6.8788

Rgura 4.18 Muestra de la ejecución del programa d e análisis de datos d e una encuesta. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 4

Arreglos

283

Mediana El arreglo desordenado de € 7 8 9 8 7 8 9 8 9 7 8 6 7 8 9 3 9 8 7 8 7 7 8 6 7 8 7 8 7 9 8 9 2 7 8 5 6 7 2 5 3 9 4 6 4 7 8 7 4 4 2 5 3 8 7 5 6 4 5

respuesta 9 5 9 8

9

7 8 7

8 9 9 8 9 8 9 9 6 8 7 8 6 1 6 5 7 8

9

8

7 8 9 7 5 3 9 7 8 8 7

El arreglo ordenado as 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 La mediana es el elemento 49 del arreglo ordenado da 99 elementos. Para esta ejecución la mediana es 7

Moda Respuesta Frecuencia

Histograma

5

1 0

1

5

2 0

2

5

1 1 • •• 2 3 * *** 4 3 4 5 5 8 6 9 7 23 8 27 9 19 La moda es el valor mas frecuente. Para esta ejecución la moda es 8 la cual tiene una ocurrencia de 27 veces.

Rgura 4.18

Muestra la ejecución del programa del análisis d e datos de una encuesta. (Parte 2 de 2.)

4.8 Búsqueda en arreglos: búsqueda lineal y búsqueda binaria A m enudo, un programador se encontrará trabajando con grandes volú m enes de datos alm acenados en arreglos. Podría ser necesario determinar si un arreglo co n tien e un valor q u e co in cid e con cierto valor clave. A l proceso para encontrar un elem en to en particular d e un arreglo se le d en om in a bús queda. En esta sección , exp licam os d o s técnicas de búsqueda, la técnica sim p le d e búsqueda lineal y una m ás com pleja, pero m ás eficien te, la técnica de búsqueda binaria. L o s ejercicios 4 .3 3 y 4 .3 4 al final d e este cap ítulo le pedirán que im plem ente version es recursivas de la búsqueda lineal y d e la búsqueda binaria.


284

Arreglos

Capítulo 4

Búsqueda lineal La búsqueda lineal (figura 4 .1 9 , lín eas 3 9 -4 8 ) com para cada elem en to d e un arreglo co n la clave de búsqueda. D eb id o a q u e el arreglo no se encuentra en cierto orden en particular, el valor se puede encontrar con la m ism a probabilidad tanto en el primer elem en to co m o en el últim o. Por lo tanto, en prom edio, e l programa debe com parar la clave de búsqueda co n la mitad d e lo s elem en tos del arre g lo . Para determinar que el valor no se encuentra en el arreglo, el programa debe com parar la clave d e búsqueda co n cada elem en to en el arreglo.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 4.19: fig04_19.cpp // Búsqueda lineal en un arreglo. tinclude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

int busquedaLineal( const int [], int, int ); // prototipo int main() (

const int tamanoArreglo - 100; int a[ tamanoArreglo ]; int claveBusqueda;

// tamaño del arreglo a // crea el arreglo a // valor a localizar dentro de a

for ( int i - 0; i < tamanoArreglo; i++ ) // crea algunos datos a[ i ] - 2 * i; cout << "Introduce la clave de búsqueda entera: cin >> claveBusqueda;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

// intenta localizar claveBusqueda dentro del arreglo a int elemento - busquedaLineal( a, claveBusqueda, tamanoArreglo ); // despliega los resultados if ( elemento 1- -1 ) cout << "Encontré valor en el elemento else cout << "Valor no encontrado* << endl; return 0;

"

«

elemento << endl;


) // fin de main // compara la clave con cada elemento del arreglo hasta encontrar su // ubicación o hasta que se alcanza el final del arreglo; devuelve el // subíndice del elemento si es la clave o -1 si ésta no se encontró int busquedaLineal( const int arreglo!], int clave, int tamanoDelArreglo ) { for ( int j - 0; j < tamanoDelArreglo; j++ )

Rgura 4.19

if ( arreglo! j ] -- clave ) // si se encuentra , return j; // devuelve la ubicación de la clave

Búsqueda lineal en un arreglo. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 4

46 47 48

Arreglos

roturn -1;

285

// la clave no se encontró

} // fin de la ftinción busquedaLinaal

Introducá la clava da busquada antara: 36 Encontra valor an al alamanto 18

Introduce la clave da busquada antara: 37 Valor no encontrado

Figura 4.19

Búsqueda lineal en un arreglo. (Parte 2 de 2.)

Búsqueda binaria El m étodo de búsqueda lineal trabaja bien para pequeños arreglos o para arreglos desordenados. Sin em bargo, para arreglos grandes, la búsqueda lineal es ineficiente. Si el arreglo s e encuentra ordena do, s e puede utilizar la técnica de alta velocid ad d e búsqueda binaria. D esp u és d e cada com paración, el algoritm o de la búsqueda binaria elim in a la mitad de lo s e le m entos d el arreglo en el que s e busca. El algoritm o localiza el elem en to central de un arreglo y lo com para con la cla v e de búsqueda. Si son igu ales, se lo c a liz ó la cla v e d e búsqueda y se d evu elve el su bín d ice del elem en to d el arreglo. D e lo contrario, el problem a s e reduce a buscar en una mitad del arreglo. S i la clave de búsqueda es m enor q u e el elem en to central d el arreglo, la búsqueda se reali za en la primera mitad d el arreglo; de lo contrario, la búsqueda s e realiza en la segunda mitad d el arreglo. Si la clave n o es igual al elem en to central en el subarrcglo esp ecifica d o (la porción del arre g lo esp ecificad o), el algoritm o se repite en un cuarto del arreglo original. La búsqueda continuará hasta q u e la clave de búsqueda sea igual al elem en to central de un subarreglo, o hasta que el subarre g lo consista en un elem en to que n o sea igual a la cla v e de búsqueda (e s decir, no s e encontró la cla ve d e búsqueda). En el peor d e lo s casos, para buscar en un arreglo d e 1,023 elem en tos solam en te se necesitarán 10 com paraciones m ediante e l uso de la búsqueda binaria. D ividir d e m anera repetida 1.024 entre 2 (debido a que d esp u és de cada com paración, so m o s cap aces de elim inar la mitad d el arreglo) arroja los valores 5 1 2 , 2 5 6 , 128, 6 4 , 32, 16, 8, 4 , 2 y 1. El núm ero 1,024 (2 10) se divid e entre 2 solam ente d iez v e c e s para obtener el valor 1. D ividir entre 2 e s equivalente a una com paración en e l algoritm o de la búsqueda binaria. U n arreglo de 1 ,04 8 ,5 7 5 (2 50) tom a un m áxim o de 20 com p araciones para encontrar la cla v e de búsqueda. U n arreglo de 1,000 m illo n es d e elem en to s tom a un m áxim o d e 30 com paraciones para encontrar la clave de búsqueda. Éste e s un aumento tremendo de rendimiento, con resp ecto a la búsqueda lin eal q u e requiere com parar la clave de búsqueda con un prom edio aproxi mado de la mitad de los elem en tos d e un arreglo. Para un arreglo d e 1,000 m illones de elem entos, ¡ésta es una diferencia prom edio d e 5 0 0 m illon es de com paraciones y un m áxim o de 3 0 com paraciones! El núm ero m áxim o d e com paraciones necesarias para una búsqueda binaria de cualquier arreglo or denado se puede determinar buscando la primera potencia de 2 que sea m ayor al número de elem en tos en e l arreglo.

Tip de rendimiento 4.6 F2 enorme rendimiento que se obtiene con la búsqueda binaria en comparación con la búsqueda lineal, no viene sin un precio. Ordenar un arreglo es una costosa operación, comparada con la búsqueda com pleta de un elemento dentro de un arreglo. La sobrecarga de ordenar un arreglo vale la pena cuando el arreglo necesita múltiples búsquedas a alta velocidad.


286

Arreglos

Capítulo 4

La figura 4 .2 0 presenta una versión iterativa de la función

busquedaBinaria (lín ea s 4 8 -8 1 ).

La función recibe cin co argum entos, un arreglo entero b, un entero claveBusqueda, el subíndi c e bajo del arreglo, el su bín d ice alto del arreglo y el tamaño d el arreglo. Si la clave d e búsque da no co in cid e co n el elem en to central de un subarreglo, el subíndice bajo o el subíndice alto se ajustan para buscar en un subarreglo más pequeño. L as líneas 63 a 7 6 , si la cla v e d e búsqueda es m e nor que el elem en to central, el subíndice alto se estab lece c o m o central - 1 (lín ea 7 1 ), y la

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 4.20: fig04_20.cpp // Búsqueda binaria dentro de un arreglo. finelude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

tinclude using stdixsetw; // prototipo de la función int busquedaBinaria ( const int [] , int, int, int, int ); void despliega£ncabezado( int ); void despliegaFila( const int [], int, int, int, int ); int main() { const int tamanoArreglo - 15; int a[ tamanoArreglo ]; int clave;

// tamaño del arreglo a // crea el arreglo a // valor a localizar en a

for ( int i ■ 0/ i < tamanoArreglo; a| i ] - 2 • i;

) // crea algunos datos

cout << "Introduzca un numero entre 0 y 28: *; cin >> clave; despliegaEncabezado( tamanoArreglo ); // búsqueda de la clave en el arreglo a int resultado « busquedaBinaria( a, clave, 0, tamanoArreglo - 1, tamanoArreglo );

35

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

// despliega resultados if ( resultado 1- -1 ) cout << '\n' << clave << " se encuentra en el elemento del arreglo * << resultado << endl; else cout << *\n' << clave << * no se encontró* << endl; return 0;


} // fin de main

Figura 4.20

Búsqueda binarla en un arreglo ordenado. (Parte 1 de 4.)


Capitulo 4

47 48 49 50 51 52 53

Arreglos

287

// función para realizar la búsqueda binaria dentro de un arreglo int busquedaBinaria( const int b[], int claveBusqueda, int bajo, int alto, int tamaño )

{ int central; // repetición hasta que el subíndice bajo sea mayor que el subíndice alto

54 55 56 57 58 59 60 61 62

while ( bajo <■ alto ) { // determina el elemento central del subarreglo en el que se busca

central * ( bajo ♦ alto ) / 2; // despliega el subarreglo utilizado en este ciclo de iteración

despliegaFila( b, bajo, central, alto, tamaño ); / / s i claveBusqueda coincide con el elemento central, devuelve el elemento central if ( claveBusqueda -• b[ central ] ) // coincide

63 64 65

return central;

66

else

67 68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98

/ / s i claveBusqueda es menor que el elemento central,

// establece el nuevo elemento alto if ( claveBusqueda < b[ central ] )

alto ■ central - 1; // busca bajo hasta el final del arreglo / /si claveBusqueda es mayor que el elemento central, // establece el nuevo elemento bajo else bajo - central + 1; // busca bajo hasta el final del arreglo } return -1;

// no se encontró claveBusqueda

) // fin de la función busquedaBinaria

// despliega el encabezado de salida void despliegaEncabezado( int tamaño ) { cout << "\nSubindices:\n";

//muestra encabezados de columnas for ( int j ■ 0; j < tamaño; j++ ) cout << setw( 3 ) << j << ' #;

cout << '\n'/

// comienza nueva linea de salida

// despliega linea de caracteres for ( int k ■ 1; k <■ 4 * tamaño;

)

cout << cout << endl;

Figura 4.20

// comienza nueva linea de salida

Búsqueda binaria en un arreglo ordenado. (Parte 2 de 4.)


288

99 100

Arreglos

Capítulo 4

} // fin de la función despliegaEncabezado

101 102

// despliega una fila de resultados que muestra la parte

103 // actual del arreglo que está en proceso 104 void despliegaFila ( const int b [] , int bajo, int cen, 105 int alto, int tamaño ) 106 { 107 // repite a través de todo el arreglo 108 for ( int m - 0; m < tamaño; m++ ) 109 110 111 112

113 114 115 116 117 118 119 120 121

// despliega espacios si se encuentra fuera del rango del subarreglo if ( m < bajo || m > alto ) cout << * "t // despliega el elemento central marcado con un *

else if ( m -■ cen ) cout << setw( 3 ) «

// marca el elemento central

b[ m ] <<

// despliega otros elementos del subarreglo else cout << setw( 3 ) << b[ m ] << '

122 123 124 cout << endl; // comienza nueva linea de salida 125 126 } // fin de la función despliegaFila

Rgura 4.20

Búsqueda binarla en un arreglo ordenodo. (Parte 3 de 4.)


Capitulo 4

Rgura 4.20

Arreglos

289

Búsqueda binaria en un arreglo ordenado. (Parte 4 d e 4.)

búsqueda continúa en los elem en tos d esd e bajo hasta central - 1. Si la cla v e de búsqueda es m ayor que el elem en to central, e l su bín d ice bajo s e esta b lece co m o central + 1 (lín ea 7 6 ), y la búsqueda continúa con lo s elem en to s d esd e central 1 hasta alto. El programa utiliza un arre g lo d e 15 elem en tos. La primera potencia d e 2 m ayor que el núm ero de elem en to s en este arreglo es 16 (2 4). por lo que la búsqueda binaria requiere un m áxim o d e 4 com p araciones para encontrar la clave de búsqueda. La función despliogaEncabezado (lín eas 8 4 -1 0 0 ) d espliega lo s subíndices del arreglo a lo largo de la primera fila de salida, y la fun ción despliegaPila (lín eas 104-126) m uestra cada subarrcglo durante el proceso de la búsqueda binaria. El elem en to central en cada su barreglo se marca c o n un asterisco (* ), para indicar el elem en to co n el q u e se com para la cla v e de búsqueda.

4.9 Arreglos con múltiples subíndices Los arreglos en C + + pueden tener m últiples subíndices. Un u so com ún de los arreglos con m últiples su bín d ices e s representar tablas d e valores que con sisten en inform ación organizada en fila s y c o lum nas. Para identificar un elem en to en especial de una tabla, d ebem os especificar d os subíndices: el prim ero (por con ven ción ) identifica la fila d el elem en to, y el segundo (por co n ven ción ) identifica la colum na del elem en to. Las tablas o arreglos que requieren dos ín d ices para identificar un elem en to en particular s e llam an arreglos con doble subíndice. O bserve que los arreglos con m últiples su bín d ices pueden te ner m ás d e d o s subíndices. La figura 4.21 muestra el arreglo a con d oble subíndice.. El arreglo c o n tien e tres filas y cuatro colum nas, de manera que s e dice que es un arreglo de 3 por 4. En general, un arreglo con m filas y n colum nas se llam a arreglo d e m p o r n. Cada elem en to d el arreglo a s e identifica en la figura 4.21 con el nom bre del elem en to de la forma a[ i ] [ j ] ; a es el nom bre del arreglo, e i y j son lo s subíndices que identifican de manera única a cada elem en to d e a. O b serve que lo s nom bres de lo s elem en to s en la primera fila tie nen un prim er su bín d ice 0 ; lo s nom bres de lo s elem en tos en la cuarta colum na tienen un segundo su bín d ice 3 .

Error común do programación 4.11 Hacer referencia a un elemento de un arreglo con doble subíndice a[ x J [ y J de memera incorrec ta como a [ x, y ], es un error. En realidad, a[ x, y ] se trata como a[ y ], debido a que C++ evalúa la expresión x, y (contiene un operador coma) simplemente como y (la última de las expre siones separadas por comas).


290

Arreglos

Capítulo 4

Columna 0

C o lim na 1 Columna 2 Columno 3

Ría 0

«•COJ [0]

a [01 [1]

a [01[2]

a [01[3]

Ría 1

a[ll[0]

« ÍH [11

a [ 1][2]

a[ll[31

Ría 2

a [21 [01

a [21 [1]

a [ 2][2]

a[21[31

— Subíndice de columna ---- Subíndce de fila ------ Nombre del arreglo

Rgura 4.21

Arreglos con doble subíndice co n tres Alas y cuatro columnas.

Un arreglo con m últiples su bín d ices se puede inicial izar en su declaración d e manera m uy sim i lar a un arreglo con un só lo subíndice. Por ejem p lo, un arreglo co n d oble su bín d ice b [ 2 ] [ 2 ] s e puede declarar e inicializar m ediante

int bt 2 1 I 2 ] - { { 1, 2 >, { 3, 4 ) ); L o s valores se agrupan por fila entre llaves. A sí, 1 y 2 se in icializan e n b [ 0 ] [ 0 l y b l 0 ] [ 1 ] , y 3 y 4 se inicializan e n b [ 1 ] [ 0 1 y b [ 1 1 [ 1 1 . S i n o existen su ficien tes inicializadores para una fila dada, el resto de lo s elem en tos de dicha fila se inicializan en 0. Por lo tanto, la declaración:

int b[ 2 ] [ 2 ] - { { 1 >, {3, 4 ) ); in icializa b [ 0 ] [ 0 ] en 1 , b [ 0 ] [ 1 1 en 0 , b [ 1 ] [ 0 ] en 3 y b [ 1 ] [ 1 1 en 4. La figura 4 .2 2 muestra la in icialización de lo s arreglos con d oble su bín d ice en las d eclaracio nes. En las lín eas 12 a 14 se declaran tres arreglos, cada uno co n d o s filas y tres colum nas.

1 2

3 4 5 6 7 / 8 Q 10 11 12

13 14 15

// Fig. 4.22: fig04_22.cpp // Inicialización de arreglos con múltiples subíndices. •inelude using std::cout; using std:tendí; ▼oid despliegaArreglo( int [] [ 3 ] ); int main() { int arreglol[ 2 1 [ 3 1 - { { 1, 2, 3 ), { 4, 5, 6 ) >; int arreglo2[ 2 ] ( 3 ] - { 1, 2, 3, 4, 5 ); int arreglo3[ 2 ] [ 3 ] - ( ( 1, 2 >, { 4 } >;

Rgura 4.22

Inicialización de arreglos multldlmensionales. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 4

Arreglos

16 17 18 19 20

cout << "Los valores del arreglol por fila son:" << endl; daspliegaArreglot arreglol );

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

cout << "Los valores del arreglo3 por fila son:" << endl; despliegaArreglo( arreglo3 );

291

cout << "Los valores del arreglo2 por fila son:" << endl; despliegaArreglo( arreglo2 );

21

return 0;


) // fin de main // función para desplegar al arreglo con doa filas y tras columnas void despliegaArreglo( int a[] [ 3 ] ) {

for ( int i ■ 0; i < 2; i+
35 36 37 38 39 40 41

cout «

a[ i 11 J ] «

cout << endl;

// for para cada fila // daspliaga los valoras de las columnas

1 *»

// inicia una nueva linea da salida

} // fin de la estructura for externa ) // fin da la función despliegaArreglo

Los 12 4 5 Los 12 4 5 Los

valores del arreglol por fila son: 3

12

0

6

valores del arreglo2 por fila son: 3 0

valores del arreglo3 por fila son:

4 0 0 R g u ra 4.22

Inlclalizaclón de arreglos multldlnnensionales. (Parte 2 de 2.)

La declaración de arreglol (lín ea 12) proporciona se is inicializadorcs en d os sublistas. La primera sublista in icializa la primera fila de un arreglo con lo s valores 1, 2 y 3, y la segunda sublis ta in icializa la segunda fila d el arreglo con lo s valores 4 , 5 y 6. Si se elim inan las lla v es alrededor de cada sublista d e la lista de in icialización de arreglol. el com pilador inicializa los elem en tos de la primera fila segu id o por lo s elem en tos d e la segunda fila. La declaración de arreglo2 (lín ea 13) proporciona cin co inicializadorcs. L os inicializadorcs se asignan a la primera fila y lu ego a la segunda fila. Cualquiera de lo s elem en to s q u e no tenga un inicializador ex p lícito se inicializa en cero, a sí, arreglo2 [ 1 ] [ 2 ] s e inicializa en cero. La declaración de arreglo3 (lín ea 14) proporciona tres in icializadores en d os sublistas. Las sublistas para la primera fila inicializan de manera ex p lícita los prim eros d os elem en tos d e la prim e ra fila, en 1 y 2; e l tercer elem en to s e inicializa d e manera exp lícita en cero. La sublista para la segun da fila in icializa de manera explícita el primer elem en to en 4 y d e manera im plícita a los d o s últim os elem en tos en cero.


292

Arreglos

Capítulo 4

El programa llama a la función despliegaArreglo para mostrar cada uno de los elem entos d el arreglo. O bserve que la definición d e la función (líneas 3 0 -4 1 ) especifica el parámetro int » [ ] [ 3 ]. Cuando recibim os un arreglo con un só lo subíndice com o el argumento d e una función, lo s cor chetes del arreglo están vacíos en la lista de parámetros de la función. El tamaño del primer subíndice de un arreglo de m últiples subíndices no es necesario, pero lo s tamaños subsecuentes de todos lo s su bíndices son requeridos. El com pilador utiliza estos tamaños para determinar la ubicación en memoria de lo s arreglos con m últiples subíndices. T odos los elem en to s d e un arreglo se alm acenan de manera consecutiva en la m em oria, sin importar el núm ero d e subíndices. En un arreglo con doble subíndice, la primera fila se alm acena en m em oria seguida de la segunda fila. En un arreglo con doble subíndice, cada fila e s un arreglo de un sólo subíndice. Para localizar lo s elem entos en una fila en especial, la fun ción debe saber de manera exacta cuántos elem entos existen en cada fila para poder saltar el número apropiado de p osiciones de memoria cuando accede al arreglo. Adem ás, cuando accede a a [ 1 ] [ 2 ] , la función sabe que debe saltar los tres elem entos de la primera fila en memoria para llegar a la segun da fila (fila 1). L uego, la función acced e al tercer elem ento de dicha fila (elem ento 2). M uchas form as com u nes d e m anipulación utilizan las estructuras d e repetición for. Por ejem p lo, la sigu ien te estructura for estab lece e n cero todos los elem en tos d e la tercera fila del arreglo a, en la figura 4.21:

for ( columna >0; columna <4; columna♦♦ ) a[ 2 ][ columna ] ■ 0; E sp ecificam os la tercera fila y, por lo tanto, sab em os que el primer su bín d ice siem p re e s 2; 0 e s el su bín d ice de la primera fila y 1 e s el su bín d ice d e la segunda fila. El c ic lo for varía só lo el segu n d o su bín d ice (e s decir, el subíndice de la colum na). La estructura for anterior es equivalente a las sigu ien tes instrucciones de asignación:

a[2][0]-0; ai 2 ][ 1]-0; a[ 2 ][ 2]-0; ai 2 ] [ 3]-0; L a sigu iente estructura for anidada determ ina el total de todos lo s elem en tos en el arreglo a:

total - 0; for ( fila - 0? fila < 3; fila++ ) for ( columna «O; columna <4; columna*+ ) total +« a[ fila ][ columna ]; Ira estructura for ob tiene el total de lo s elem en to s d el arreglo, una fila a la vez. Ira estructura for externa com ien za por estab lecer fila (es decir, el subíndice de la fila) en 0, de manera que lo s e le m entos d e la primera fila s e pueden sum ar m ediante la estructura for intem a. E ntonces, la estruc tura for externa increm enta fila a 1 , d e manera que lo s elem en tos d e la segunda fila se pueden sumar. E ntonces, la estructura for externa increm enta fila a 2. d e manera que lo s elem en to s de la tercera fila s e pueden sumar. C uando termina la estructura for anidada, total contiene la suma d e todos lo s elem en tos del arreglo. El programa de la figura 4.2 3 realiza m uchas otras op eracion es co m u n es de m anipulación de arreglos sobre el arreglo 3 por 4 calificacionesEstudiante. Cada fila del arreglo represen ta a un estudiante, y cada colum na representa la calificación d e uno d e lo s cuatro exám enes que to maron durante un sem estre. Las m anipulaciones al arreglo se realizan m ediante cuatro funciones. La fun ción minimo (lín ea s 5 6 -6 9 ) determ ina la calificación m ás baja de cualquier estudiante durante el sem estre. La función máximo (lín eas 7 2 -8 5 ) determ ina la calificación m ás alta d e cualquier estu diante durante e l sem estre. La fun ción promedio (lín eas 8 8 -9 8 ) determ ina el prom edio particular d e cada estudiante durante el sem estre. La función despliegaArreglo (lín ea s 101-118) d esp lie ga el arreglo con d ob le su bín d ice en un form ato tabular claro.


Capitulo 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Arreglos

293

// Fig. 4.23: £ig04_23.cpp // Ejampio de un arreglo con doble subíndice. iinclude uslng uslng uslng uslng

std::cout; std::endl; std::fixed; std::le£t;

finclude

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

uslng std::setw; uslng std::setprecision;

25

{

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

const lnt estudiantes "3; const lnt exámenes - 4;

// número de estudiantes // número de exámenes

// prototipos de las funciones lnt mínimo( lnt [][ examenes ], lnt, lnt ); lnt máximo( lnt [] [ examenes 1, lnt, lnt ); double promedio( lnt [], lnt ); void despliegaArreglo( lnt [] [ examenes ], lnt, lnt ); lnt main() // inicializa las calificaciones para tres estudiantes (filas) int calificacionesEstudiante[ estudiantes ][ examenes ] í { 7 7 , 68, 86, 73 >, { 96, 87, 89, 78 >, { 7 0 , 9 0 , 86, 81 ) >; // despliega el arreglo calificacionesEstudiante cout << *E1 arreglo es:\n"j despliegaArreglo( calificacionesEstudiante, estudiantes, examenes ); // determina la calificación más baja y la más alta cout << *\n\nCali£icacion mas baja: " << mínimo( calificacionesEstudiante, estudiantes, examenes ) << *\nCali£icacion mas alta: " << máximo( calificacionesEstudiante, estudiantes, examenes ) << '\n'; cout << fixed << setprecision( 2 ); // calcula la calificación promedio para cada estudiante for ( int persona ■ 0; persona < estudiantes; persona++ ) cout << "La calificación promedio del estudiante * << persona << * es * << promedio ( calif icacionesEstudiante [ persona ], examenes) << endl; retura 0;


} // fin de main

Rgura 4.23

Manipulación de un arreglo con doble subíndice. (Parte 1 de 3.)


294

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Arreglos

// busca la calificación mínima int mínimo( int calificaciones[] [ examenes ], int alumnos, int pruebas ) { int califBaja - 100; // inicialira a la calificación más alta posible for ( int i ■ 0; i < alumnos; i++ ) for { int j • 0; j < pruebas; j++ ) if ( calificaciones[ i ] [ j J < califBaja ) califBaja - calificaciones [ i ][ j 1;

66

67

return califBaja;

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85

Capítulo 4

) // fin de la función mínimo // busca la calificación máxima int máximo( int calificaciones [] [ examenes ], int alumnos, int pruebas ) { int califAlta ■ 0; // inicializa a la calificación más baja posible for ( int i - 0; i < alumnos; i++ ) for ( int j ■ 0; j < pruebas; j++ ) if ( calificaciones[ i ] [ j ] > califAlta ) califAlta - calificaciones[ i II j 1; return califAlta; > // fin da la función máximo

86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

// determina la calificación promedio para un estudiante en particular double promedio! int conjuntoDeCalif[], int pruebas ) { int total ■ 0;

102

<

103 104 105

// suma todas las calificaciones de un estudiante for ( int i - 0; i < pruebas; i++ ) total ♦- conjuntoDeCalif! i ]; return static_cast< double >( total ) / pruebas;

// promedio

} // fin de la función máximo // despliega el arreglo void despliegaArreglo! int calificaciones[][ examenes ], int alumnos, int pruebas ) // establece justificación izquierda y muestra los encabezados de las columnas cout « left << « 10] [1] [2] 13]*;

Rgura 4.23

Manipulación de un arreglo con doble subíndice. (Parte 2 de 3.)


Capitulo 4

106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 lió 117 118

Arreglos

295

// despliega las calificaciones en formato tabular for { int i - 0; i < alumnos; i++ ) { // despliega la etiqueta de la fila cout << *\ncalificacionesEstudiante[» << i << *] // despliega una calificación de un estudiante for ( int j ■ 0? j < pruebas; j++ ) cout << setw( 5 ) << calificaciones! i ][ j J; ) // fin del for externo } // fin de la función despliegaArreglo

El arreglo es: 10] calificacionesEstudiante10] 77 calificacionesEstudiante[1] 96 calificacionesEstudiante[2] 70

11] 68 87 90

12] 86 89 86

13] 73 78 81

Calificación mas baja: 68 Calificación mas alta: 96 La calificación promedio del estudiante 0 es 76.00 La calificación promedio del estudiante 1 es 87.50 La calificación promedio del estudiante 2 es 81.75

Rgura 4.23

Manipulación de un arreglo c o n doble subíndice. (Parte 3 d e 3.)

Las fu n cion es máximo, mínimo y despliegaArreglo reciben, cada una, tres argum entos, el arreglo calificacionesEstudiante (llam ado calificaciones en cada función), el núm ero de estudiantes (las filas en el arreglo) y el número de ex á m en es (la s colum nas del arreglo). Cada función hace un c ic lo a través del arreglo calificaciones, utilizando estructuras for an i dadas. La sigu iente estructura for anidada corresponde a la función mínimo (lín eas 60-65):

for ( int i - 0; i < alumnos; i-n- ) for ( int j - 0; j < pruebas; j+«- ) if < calificaciones! i II j ] < califBaja ) califBaja ■ calificaciones! i JI j ]; La estructura for externa com ien za al establecer i (es decir, e l su bín d ice de fila) en 0, así, lo s e le m entos de la primera fila s e pueden com parar co n la variable calif Baj a en el cuerpo de la estruc tura for interna. La estructura interna for hace un c ic lo a través de las cuatro ca lifica cio n es d e una fila en esp ecial y com para cada calificación con califBaja. Si una calificación es m enor que ca

lifBaja, califBaja se estab lece en dicha calificación . E ntonces, la estructura for externa in crem enta e l su bín d ice de la fila en 1 . Los elem en tos d e la segunda fila se com paran con la variable califBaja. A continuación, la estructura for externa increm enta el subíndice en 2. L os e le m entos de la tercera fila s e com paran con la variable califBaja. C uando la ejecu ción d e la estruc tura anidada está com pleta, califBaja contiene la calificación m ás baja en e l arreglo de d oble subíndice. La función máximo trabaja d e m anera sim ilar a la función minimo.


296

Arreglos

Capítulo 4

La función

promedio (lín ea s 8 8-98) tom a dos argum entos, un arreglo con un so lo subíndice

que con tien e lo s resultados d e lo s exám en es de un estudiante e n esp ecial y el núm ero d e resultados d e los exám en es en el arreglo. C uando se llam a a promedio (lín ea 4 8), e l primer argum ento es calif icacionesEstudiante [ estudiante ] , el cual esp ecifica que una fila en particular d el arreglo con d ob le subíndice calificacionesEstudiante s e pasará a promedio. Por ejem p lo, el argum ento calificacionesEstudiante [ 1 ] representa los cuatro valores (un arreglo de calificacion es con un só lo subíndice) alm acenados en la segunda fila del arreglo co n doble su bín d ice calificacionesEstudiante. Un arreglo co n d oble su bín d ice se podría considerar co m o un arreglo con elem en tos q u e son arreglos co n un só lo subíndice. I-a función promedio calcu la la sum a de lo s elem en to s d el arreglo, d iv id e e l total entre el núm ero de resultados de los exá m en es y d ev u elv e el resultado co m o un núm ero d e punto flotante.

4.10 (Ejemplo práctico opcional) A c e rca de los objetos: cóm o identificar las operaciones de una clase F.n las seccio n es “A cerca de lo s ob jetos” al final de los capítulos 2 y 3, realizam os los prim eros pa so s para desarrollar el d iseñ o orientado a ob jeto s correspondiente a nuestro sim ulador del elevador. En el capítulo 2. identificam os las cla ses q u e n ecesitam os im plem entar, y cream os un diagram a de c la ses que m odela la estructura d e nuestro sistem a. En e l capítulo 3, determ inam os m uchos d e los atributos de nuestras cla ses e in vestigam os lo s p o sib les estad os de la cla se Elevador y las repre sentam os en un diagram a de estados. Tam bién m odelam os dentro d el diagram a de actividad la ló g i c a que utiliza el elevador para responder, cuando se oprim en lo s botones. En esta sección , n os concentram os en determinar las operaciones d e las c la se s (o com porta m ientos) necesarias para im plem entar el sim ulador d el elevador. U n objeto interactúa co n un segu n d o objeto al invocar la s op eracion es d el segun do objeto. En el cap ítulo 5 , continuarem os con la exp licación d e las interacciones entre lo s objetos de nuestro sistem a. U na operación correspondiente a una clase, e s un servicio que la cla se proporciona a los “c lie n tes” (usuarios) d e esa clase. C onsiderem os las operaciones de algunas c la ses en el m undo real. Las op eracion es d e un aparato radiotransm isor incluyen la sin tonización de la estación y el volu m en (por lo general s e invocan por el radioescucha q u e ajusta lo s con troles). L as op eracion es de un autom ó vil incluyen acelerar (lo cual se h ace al presionar el pedal del acelerador), desacelcrar (lo cual se hace al pisar el pedal d el freno) y cam biar de velocidad. Por lo general, los ob jetos no realizan sus op eracion es de m anera espontánea. Por el contrario, un objeto receptor (a m enudo llam ado objeto s e n id o r ) realiza una operación cuando éste recibe un m en sa je d e un ob jeto q u e se lo en vía (a m enudo llam ado objeto cliente). En esta secció n , identifica m os m uchas d e la s operaciones que ofrecen las c la se s de nuestro sistem a. Podem os deducir m uchas de las operaciones de cada clase de manera directa a partir del enuncia d o del problem a. Para hacer esto , exam in am os lo s verbos y la s frases del enunciado d el problema. E ntonces, relacionam os cada una d e estas frases en una cla se en esp ecial d e nuestro sistem a. M uchas d e las frases d e la tabla 4 .2 4 ayudan a determinar la s op eracion es de nuestras clases. Para crear op eracion es a partir d e estas frases, revisam os la s frases q u e se listan co n cada clase. L o s verbos “se m ueve” q u e s e listan con la cla se Elevador se refieren a la actividad en la cual el elevador se m ueve entre los p isos. ¿D ebería el verbo “se m ueve” ser una operación de la cla se Ele vador? N ingún m ensaje esp ecifica al elevador que s e mueva; por el contrario, el elevador decide m overse en respuesta a la presión de un botón, basándose en la condición de que la puerta esté cerra da. Por lo tanto, “se m ueve" no corresponde a una operación. La frase “ llega a un p iso ” tam poco es una operación, d eb ido a que el elevador d ecide por s í m ism o cu án do llegar al piso, basándose en el tiem po.


Capitulo 4

Arreglos

297

Clases

Frases

Elevador

s e m u e v e , lle g a a u n p is o , r e s ta b le c e e l b o tó n d e l e le v a d o r, s u e n a la c a m p a n a d e l e le v a d o r. s e ñ a la s u lle g a d a a u n p is o , a b re la p u e rta , c ie r r a la p u e rta .

Reloj

m a rc a c a d a se g u n d o .

Bitácora

p ro g r a m a lo s tie m p o s al a z a r, c re a a u n a p e rs o n a , v e r if ic a q u e e l p is o e s tá d e s o c u p a d o , re ta rd a u n s e g u n d o la c r e a c ió n d e u n a p e rs o n a .

Persona

e n tr a a u n p is o , p r e s io n a e l b o tó n d e p is o , p r e s io n a e l b o tó n d e l e le v a d o r , e n tr a a l e le v a d o r, s a l e d e l e le v a d o r.

Piso

r e s t a b l e c e e l b o t ó n d e p i s o , a p a g a l a l u z , e n c i e n d e l a luz..

BotonPiso

lla m a a l e le v a d o r .

BotonElevador

in d ic a a l e le v a d o r q u e s e m u e v a .

Puerta

(a l a b r ir l a p u e rta ) i n d ic a a la p e r s o n a q u e s a l g a d e l e le v a d o r (a l a b r ir l a p u e r ta ) , s e ñ a la a la p e rs o n a q u e e n tr e a l e le v a d o r.

Campana

n a d a e n e l e n u n c ia d o d e l p ro b le m a .

Luz


Edificio


Rgura 4.24

Frases para c a d a clase d e nuestro simulador del elevador.

Estas op cion es representan una d ecisión nuestra para diferenciar entre una función pública (a c cesib le al clien te) de una clase y las fu n cion es p rivadas (in a ccesib les para lo s clien tes). Una función pública corresponde a una operación; un clien te invoca la operación del ob jeto m ediante la llam ada a la función pública d el m ism o. U na función privada corresponde a las actividades iniciadas por el m ism o ob jeto (tales co m o la d ecisión d el elevador para m overse); no consideram os tal función co m o una operación. A l principio d el capítulo 6 , exp lica m o s có m o utilizar C + + para designar co m o públi co a un m iem bro de una clase (lo que sign ifica que el clien te p uede acceder a ese m iem bro), o co m o privado (lo que sign ifica que el clien te no tiene a cceso al m iem bro). R egresem os a las frases para poder determinar la s operaciones que nuestras cla ses deben pro porcionar. La frase “restablece el botón del elevador” im plica que e l elevador envía un m ensaje al botón d el elevador para indicarle q u e se restablezca. Por lo tanto, B o t o n E l e v a d o r necesita una operación que proporcione este serv icio al elevador. Esta operación la co lo ca m o s en el com parti m iento inferior de la clase B o t o n E l e v a d o r . en nuestro diagrama de clase (figura 4 .2 5 ). R epresentam os el nombre de una operación co m o un nom bre de función, tal com o:

re$tableceBoton() El nom bre de la operación se escribe primero, seguid o por lo s paréntesis q u e contienen una lista separada por com as de los parám etros que tom a la operación (en este ca so , ninguno). S i sab em os el tip o d e retom o de una operación, le sigu en lo s d o s puntos, y a continuación e l tipo de retom o de la operación. Si la operación no d evu elve valor algu no (es decir, la operación tien e un tipo d e retorno v o i d ) , om itim os lo s dos puntos y el tipo de retom o. O bserve que la m ayoría de nuestras op eracio nes parecen no tener parámetro ni tipo de retom o, esto podría cam biar al avanzar nuestro p roceso de d iseñ o e im plcm cntación.


298

Arreglos

Capítulo 4

Bevador pIsoActual: Entero ■ 1 drecclon: Entero capocldod : Entero - 1 tlempoUegodo: Entero enMovImlento: Booleano ■ falso tlempoProceso( tiempo: Entero) entraPersono() salePersona() lamaBevador() preparaParaParttr()

Stacora

tiempoProceso( tiempo: Entero)

lempo : Entero - 0

abierta : 8oteano - falso

obtieneHempo() : Entero marcaSeg()

abrePuerta( ) cierra Puerta()

Piso capocldod : Entero ■ 1 ocupado: Booleano » falso legadaDeElevador() estaOcupado<) : Booleano llega Persona( )

Campana «nada aún> suenaCampana( )

Luz

presionado: Booleano = falso

encendda: Boleano = falso

presionaBoton() restableceBoton()

cpagar() encender()

BotonBevador presionado: Boleano ■ falso

ID : Entero saleElevador() entraElevador()

Figura 4.25

Puerta

BotonPlso

tlempoUegadaPtsol : Entero tlempoUegadaPt$o2: Entero

Persona

Reloj

preslonaBoton() restobleceBoton()

Edificio «nada aún> e|ecutaSlmiiaclon< )

Diagrama d e clase q u e Incluye los atributos y las operaciones.

A partir de la frase “suena la cam pana d el elevador” que se lista co n la cla se Elevador, co n clu im o s que la clase Campana debe tener una operación que proporcione el serv icio para el timbre. In clu im os la operación suenaCampana dentro de la cla se Campana. C uando el elevador llega a un p iso, “señala su llegada a un p iso ”, y el p iso realiza varias activi dades en respuesta (e s decir, restablece el botón del piso y en cien de la luz). Por lo tanto, la clase Piso necesita una operación que proporcione este servicio. A esta operación le llam am os llega-

daDeElevador y co lo ca m o s el nombre de la operación en el com partim iento inferior de la clase Piso d e la figura 4 .2 5 . Las d o s frases restantes para la clase Elevador establecen que el elevador necesita abrir y cerrar su puerta. Por lo tanto, la cla se Puerta n ecesita proporcionar estas operaciones. C o lo ca m o s las op eracion es abrePuerta y cierraPuerta en el com partim iento inferior d e la cla se Puerta. La clase Reloj estab lece la frase “marca cada segun do”. Esta frase n os brinda un punto in te resante. C iertam ente “obtiene el tiem po” es una operación que proporciona el reloj, de manera que d eb em os decidir s i marcar el tiem p o tam bién es una operación. El enunciado del problem a indica q u e la bitácora debe saber el tiem po actual para decidir si ésta debe crear a una persona en un piso. E l elevador n ecesita e l valor del tiem po para decidir si es hora d e llegar a un piso. D ecid im o s tam bién que la clase Edificio tiene la responsabilidad d e ejecutar la sim ulación y pasar e l tiem po a la bitácora y al elevador. A hora com en zam os a ver có m o opera


Capitulo 4

Arreglos

299

nuestro simulador. La operación se ha h ech o m ás clara. El ed ificio repite los sig u ien tes pasos una v ez por segun do a lo largo d e la sim ulación: 1. O btiene el tiem po d el reloj. 2. L e indica e l tiem po a la bitácora, de manera que ésta pueda crear a una persona, si e s n ece sario. 3. Le indica el tiem po al elevador, d e manera que el elevador pueda d ecidir si llega a un piso, si e l elevador se encuentra en m ovim iento. D ecidim os que el ed ificio tien e la responsabilidad total de ejecutar todas las partes de la sim ula ción. Por lo tanto, el ed ific io d eb e increm entar el reloj una v ez por segundo; en ton ces el tiem po debe pasarse a la bitácora y al elevador. E sto nos obliga a crear las operaciones obtieneTiempo y marcaSeg, y a ubicarlos dentro de la cla se Reloj. La operación obtieneTiempo d ev u elv e e l valor d el atributo tiempo d el reloj, co m o un entero. En los elem en tos 2 y 3 anteriores, v em os las frases “ indica el tiem po a la bitácora” e “ indica el tiem po al elevador”. Por lo tanto, p odem os agregar la operación tiempo Pro ceso a las cla ses Bitácora y Elevador. D e tal forma que p od em os agregar la operación eje-

cutaSimulacion a la clase Edificio. L a c la se Bitácora muestra las frases “programa los tiem pos al azar” y “retarda la creación de una persona un segundo”. La bitácora d ecid e realizar estas a ccio n es por s í m ism a y no proporciona estos servicios a lo s clien tes. Por lo tanto, estas d o s frases no corresponden a op eracion es, pero p o drían ser fun cion es privadas. La frase “crea una persona" que se m uestra co n la cla se

Bitácora presenta un c a so especial.

A unque p od em os m odelar un objeto d e la cla se Bitácora al enviar un m ensaje “crea”, un objeto de clase Persona no puede responder al m ensaje “crear" d eb ido a que el ob jeto aún no existe. En este caso, la creación de ob jetos se encuentra a la izquierda de lo s d etalles de im plem entación y no tien e representación co m o una operación d e clase. E xplicarem os la creación d e ob jetos cuando ana licem o s la im plem entación en el capítulo 7. La frase “verifica s i un p iso está desocup ado” im plica que la clase P iso debe proporcionar un serv icio que reporte si e l p iso está ocupado. La operación d e este servicio d eb e devolver ro si el p iso está ocupado, y falso si n o lo está. C o lo ca m o s la operación:

verdade

e s t a O c u p a d o () : Booleano

Piso. Persona muestra la frase “entra al p iso ”. Por tal m otivo, podríam os im aginar un m en saje llam ado llegaPersona. el cual en vía un ob jeto Persona a Piso cuando la persona entra al sim ulador por primera vez. Por esta razón, co lo ca m o s e l m ensaje llegaPersona bajo la clase Piso en la figura 4.25. Para las frases “ presiona e l botón de p iso” y “presiona el botón d el eleva dor", in clu im os la operación presionaBoton bajo la cla se BotonPiso y BotonElevador. Las frases “entra al elevador” y “ sale d el elevador” que aparecen en la cla se Persona sugieren que la clase Elevador necesita las op eracion es que corresponden a estas accion es. en el com partim iento inferior de la clase La cla se

La clase P iso muestra tam bién la frase “ restablece el botón de p iso ” en su colum na de frases, de manera q u e co lo ca m o s la operación restableceBoton bajo la cla se BotonPiso. La cla se Piso m uestra tam bién “apaga la luz” y “en cien d e la lu z”, d e manera que cream os las operaciones enciende y apaga, y las in clu im os bajo la cla se Luz. L a frase “ llama al elevador” q u e aparece en la cla se BotonPiso im plica que la clase Eleva dor necesita una operación llamaElevador. La frase “ indica al elevador que se m ueva" que apa rece en BotonElevador im plica q u e la d a s e Elevador necesita proporcionar un serv icio de


300

Arreglos

Capítulo 4

“m ovim ien to”. Sin em bargo, antes de que el elevador se pueda mover, éste debe cerrar su puerta. Por lo tanto, una operación preparaParaPartir, en la que el elevador realiza las a ccio n es n ece sarias antes d e ponerse e n m ovim iento, parece una op ción m ás apropiada dentro d e la cla se Ele

vador. Las frases que se listan c o n la clase Puerta im plican que la puerta envía un m ensaje a una per son a para indicarle que entre o salga d el elevador. P odem os crear d o s op eracion es para la cla se Per sona para cubrir esto s com portam ientos; saleElevador y entraElevador. Por ahora no nos preocupan dem asiado los parámetros o lo s tipos de retom o; solam en te inten tam os com prender un p oco a las operaciones d e cada clase. A l continuar co n nuestro d iseñ o d el pro c e so , e l núm ero d e op eracion es q u e pertenecen a cada clase puede variar; podríam os encontrar que s e necesitan op eracion es ad icion ales o que algunas op eracion es actu ales son innecesarias.

Diagramas de secuencia P odem os utilizar lo s diagram as d e secuencia d e U M L (figura 4 .2 6 ) para m odelar lo s pasos de la e x plicación anterior, lo s cu ales el ed ific io repite durante la sim ulación. El diagram a de secu en cia se en foca en la manera en q u e se envían lo s m ensajes entre lo s ob jetos en el tiem po. Cada ob jeto se representa m ediante un rectángulo en la parte superior del diagrama. El nombre d e lo s objetos se coloca dentro del rectángulo. Escribim os el nombre de lo s objetos en el diagrama de secu en cia, utilizando la con ven ción que introdujim os con el diagram a d e objetos en la secció n “A cer ca de lo s ob jetos”, al final d el cap ítulo 2 (figura 2 .4 4 ). La línea punteada que se extiende d e manera vertical d esd e un rectángulo d e objeto e s la vida útil d el objeto. Esta vid a útil representa el p aso del tiem po. L as accion es se llevan a cab o a lo largo de la línea de vida en orden cro n o ló g ico de arriba hacia abajo; una acción cerca de la parte superior d e la línea de vida su ced e antes q u e una acción cerca de la parte inferior. Un m ensaje entre d o s objetos dentro d e un diagram a de secu en cia s e representa m ediante una línea con una punta de flecha q u e s e extiende d esd e el objeto que en vía el m ensaje hasta el objeto

Edificio ( tempoActual < ttempoTotal)

: Relol

maroqseg( ^

: Bitácora

LOevador

!

o

ct>tieneTlempo( ¡> ttempo: enter< •» ü ttempoProceso( ittempoAchjal: entero)

fiempoProceso(tlempoActual : entero)

R gura 4.26

Diagrama d e secuencia q u e m odela los pasos q u e repite el edificio durante la simulación.


Capitulo 4

Arreglos

301

que recibe el mensaje. El m ensaje invoca la operación correspondiente en e l objeto receptor. La pun ta de flecha apunta hacia la línea d e vida d el objeto q u e recibe el m ensaje. El nom bre del m ensaje aparece sobre la línea de m ensaje y d eb e incluir cualquier parámetro que se pase. Por ejem p lo, el objeto de la clase Edificio envía e l m ensaje tiempoProceso hacia el objeto de la cla se

Elevador. El nom bre d el m ensaje aparece sobre la línea de m ensaje, y el nombre d el parámetro (tiempoActual) aparece dentro d e los paréntesis a la derecha d el m ensaje; cada nom bre d e pará m etro e s seguid o por d os puntos y el tipo d e parámetro. S i un objeto d evu elve el control del flujo o si un ob jeto d ev u elv e un valor, un m ensaje d e retor no (representado co m o una línea punteada con una punta de flecha) s e extiend e d esd e el ob jeto que d evu elve e l control hasta el ob jeto que in icialm cn tc en vió el m ensaje. Por ejem p lo, el ob jeto de cla se Reloj regresa tiempo com o respuesta al m ensaje obtieneTiempo, recibido desde el objeto de clase

Edificio. Tam bién podríam os utilizar la notación:

tiem po := o b tie n e T¡e m p o () para el m ensaje obtieneTiempo que envía el objeto Edificio al ob jeto Reloj. En este ca so , om itiríam os el m ensaje de retom o, debido a que la notación d el m ensaje original contendría infor m ación acerca d e có m o el objeto

Edificio o b tien e el valor d e retom o.

S i la llamada a un m ensaje no d evu elve valor alguno, e l control d e flujo regresa a l ob jeto que ha c e la llam ada cuando termina la activación d el ob jeto invocado. En este ca so , podríam os om itir el m ensaje d e retom o d e la línea punteada (com o en lo s m ensajes marcaSeg y tiempoProceso en la figura 4.26). L os rectángulos a lo largo de la vida d e lo s ob jetos, llam ados activaciones, representan la dura ción de una actividad. U na activación se inicia cuando un objeto recibe un m ensaje, y se denota m ediante un rectángulo en la línea d e vida d el objeto. La altura del rectángulo corresponde a la dura ción de la actividad o de las actividades iniciadas por el m ensaje; m ientras m ás larga sea la duración de la actividad, m ás alto será el rectángulo. El texto de la parte superior izquierda del diagram a d e la figura 4 .2 6 indica una restricción de tiem po. M ientras el tiem po actual sea m enor que el total d e tiem po d el sim ulador (tiempoActual

< tiempoTotal), lo s objetos continuarán enviando m ensajes entre s í en la secu en cia m odelada en el diagrama. L a figura 4 .2 7 m odela la m anera en que la bitácora m anipula el tiem po y crea gen te que cam i na en los pisos. Para e ste diagram a, su pon em os que la bitácora programa a una persona para que cam ine dentro d e cada uno d e los dos p isos en un tiem po que coin cid e co n el tiem po sum inistrado por el ed ificio. S igam os el flujo de m ensajes a través de este diagram a de secuencia. Primero, el objeto d e clase Edificio envía e l m ensaje tiempoProceso al ob jeto d e cla se Bitácora, y pasa el tiem po actual. E ntonces, el ob jeto Bitácora d eb e decidir si crea una perso na e n el primer p iso (representado por el objeto pisol d e cla se Piso). El enunciado d el problem a n os indica que la bitácora primero debe verificar q u e el piso se encuentra desocupado antes de poder crear una persona en esc p iso. Por lo tanto, e l objeto Bitácora envía un m ensaje ocupado en el objeto pisol.

pisol d evu elve verdadero o falso (indicado por e l m ensaje d e retom o de la lí nea punteada y el tipo booleano). En este punto, la lín ea d e vida d el ob jeto Bitácora se divide El ob jeto

en dos líneas d e vida paralelas q u e representan la p osible secu en cia d e m ensajes que el ob jeto pue de enviar, basado en e l valor d evu elto por el objeto pisol. La línea d e vida d e un ob jeto s e puede dividir en d os o m ás lín eas de vida para indicar la ejecución condicional de actividades. E s n ecesa rio proporcionar una con d ición para cada línea d e vida. L as nuevas lín eas d e vida son paralelas a la línea d e vida principal, y éstas deben converger en algún punto posterior.


302

Arreglos

figura 4.27

Capítulo 4

Diagrama d e secuencia para el proceso d e planificación.

Si el objeto

pisol devuelve verdadero (es decir, el piso está ocupado), la Bitácora llama

a su propia función tiempoRetardo y pasa un parámetro que indica que el tiem po de llegada al pi sol s e d eb e programar. Esta función no es una operación de la cla se Bitácora, debido a que no e s invocada por otro objeto. E ntonces. la función tiempoRetardo e s una actividad privada que el objeto

Bitácora realiza dentro de una operación. Observe que cuando el objeto Bitácora http://alexyniorlls.blogspot.com 358 of 1380.

Capitulo 4

Arreglos

303

se en vía un m ensaje a s í m ism o (e s decir, in voca a una de sus propias fun cion es m iem bro), la barra de activación para e s c m ensaje s e centra en el lím ite d e la barra de activación actual. Si el ob jeto pisol d evu elve falso (e s decir, el p iso está desocupado), e l objeto Bitácora crea un objeto d e clase Persona. Para denotar la creación del ob jeto en el diagram a de secu en cia, co lo ca m o s el rectángulo del ob jeto creado en una posición vertical que corresponda al tiem po en el que se crea e l objeto. Una gran "X” al final d e la lín ea de vida de un ob jeto denota la destrucción de ese objeto. [Ñola: nuestro diagram a d e secu en cia no m odela la destrucción de ob jeto alguno d e la clase Persona; por lo tanto, “ X” no aparece en el diagrama. E xplicam os la creación y la destruc ción de ob jetos de manera dinám ica, el uso de lo s operadores new y delate en C + + . en e l capítu lo 7.] D esp u és d e que Bitácora crea el ob jeto d e cla se Persona, la persona debe entrar en el pri m er piso. Por lo tanto, el nuevo ob jeto Persona envía un m ensaje llegaPersona al objeto pisol. Este m ensaje notifica al objeto pisol que una persona entra en e s e m om ento en e l piso. D esp u és d e que el objeto Bitácora crea un ob jeto de la cla se Persona, programa una nue va llegada al pisol. El objeto Bitácora invoca a su propia función tiempoBitacora, y la barra d e activación para esta llam ada s e centra a la derecha de la barra d e activación actual, luí fun ción tiempoBitacora no e s una operación, es una actividad que realiza la clase Bitácora dentro de la operación. En este punto, las d os lín eas d e vida convergen. E ntonces, e l ob jeto Bitácora m a nipula el segundo piso d e la m ism a forma q u e el primero. C uando la bitácora termina con el piso2, el control regresa al ob jeto

Edificio.

C onclusión En esta se cció n , exp licam os la s operaciones d e las cla ses c introdujim os lo s diagram as de secu en cia en U M L para mostrar estas operaciones. En la sección “A cerca de lo s objetos” al final del capítulo 5, exp licarem os có m o interactúan entre s í lo s objetos en un sistem a para realizar tarcas esp ecífica s.

RESUMEN • C++ puede almacenar listas de valores en arreglos. Un arreglo es un grupo de ubicaciones de memoria con secutivas que se relacionan por el hecho de que todas tienen el mismo nombre y el mismo tipo. Para hacer referencia a una ubicación o a un elemento en particular dentro de un arreglo, especificamos el nombre del arreglo y el subíndice. El subíndice indica el número de elementos desde el inicio del arreglo. • Un subíndice puede ser un entero o una expresión entera. Las expresiones con subíndices se evalúan para de terminar el elemento en particular de un arreglo. • Es importante notar la diferencia cuando se hace referencia al séptimo elemento del arreglo y cuando se hace referencia al elemento siete del arreglo. El séptimo demento tiene d subíndice 6. mientras que el demento siete del arreglo tiene el subíndice 7 (en realidad el octavo dem ento del arreglo). Ésta es la fuente de los erro res de desplazamiento en uno. • Los elementos de un arreglo se pueden i nidal izar mediante una declaración, una asignación o una entrada. • Cuando se inidaliza un arreglo con una lista de inidalizadón, si existen menos inidalizadores que elemen tos en el arreglo, el resto de los elementos se inidalizan en cero. • C++ no evita la referencia hacia elementos que se encuentran más allá de los límites del arreglo. • Se puede utilizar un arreglo de tipo c h a r para almacenar una cadena de caracteres. • Un arreglo de caracteres se puede inidalizar mediante el uso de una literal de cadena. • Todas las cadenas terminan con el carácter nulo (* \ 0 '). • Los arreglos de caracteres se pueden inidalizar mediante constantes de carácter, dentro de la lista de inida lizadón. • Se puede acceder de manera directa a los caracteres individuales de una cadena almacenada en un arreglo, mediante d uso de la notadón de subíndices.


304

Arreglos

Capítulo 4

• Para posar un arreglo a una función, se pasa el nombre del arreglo. Para pasar un elemento individual de un arreglo a una función, simplemente pase el nombre del arreglo, seguido por el subíndice (contenido entre cor chetes) del elemento en particular. • I>os arreglos se pasan a las funciones mediante el uso del paso por referencia simulado, las funciones invo cadas pueden modificar los valores de los elementos en los arreglos que se invocaron originalmente. El valor del nombre del arreglo es la dirección del primer elemento en la memoria de la computadora. Debido a que se pasa la dirección inicial del arreglo, la función invocada sabe de manera precisa en dónde se almacena el arreglo dentro de la memoria. • Para recibir un arreglo como argumento, la lista de parámetros de la función debe especificar que se recibirá un arreglo. Para un parámetro arreglo con un sólo subíndice, no se requiere el tamaño del arreglo. • C++ proporciona el calificador de tipo c o n s t que permite a los programas evitar modificaciones a los va lores del arreglo en una función. Cuando un parámetro arreglo es precedido por el calificador c o n a t . los elementos del arreglo se hacen constantes en el cuerpo de la función, y cualquier intento por modificar un ele mento del arreglo en el cuerpo de la función será un error de compilación. • Un arreglo se puede ordenar mediante la técnica de ordenamiento burbuja. S e hacen muchas pasadas al arre glo. En cada pasada, se comparan pares sucesivos de elementos. Si un par está en orden (o los valores son idénticos), se deja como está. Si el par está desordenado, los valores se intercambian. Para arreglos peque ños. el método de burbuja es aceptable, pero para arreglos más grandes es ineficiente comparado con otros algoritmos más sofisticados. • 1.a búsqueda lineal compara cada elemento de un arreglo con una clave de búsqueda. Si el arreglo no está en un orden en particular, existe la misma probabilidad de que el valor se encuentre tanto en el primer elemen to como en el último. Por lo tanto, el programa tendrá que comparar la clave de búsqueda, en promedio, con la mitad de los elementos del arreglo. La búsqueda lineal funciona bien con arreglos pequeños y es acepta ble para arreglos no ordenados. • La búsqueda binaria requiere un arreglo ordenado. La búsqueda binaria elimina de manera sucesiva la mitad de los elementos después de cada comparación mediante la localización del elemento central del arreglo y la comparación con la clave de búsqueda. Si son iguales, se encontró la clave de búsqueda, y se devuelve el su bíndice del arreglo de dicho elemento. De lo contrario, el problema se reduce a la búsqueda en la mitad del arreglo. En el peor de los casos, la búsqueda en un arreglo de 1,023 elementos tomará solamente 10 compa raciones mediante el uso de la búsqueda binaria. Mil millones de elementos requieren un máximo de 30 com paraciones. • Los arreglos se pueden utilizar para representar tablas de valores que consisten en información arreglada en filas y columnas. Para identificar un elemento en particular de una tabla, se especifican dos subíndices. El primero (por convención) identifica la fila en la cual se encuentra, y el segundo (por convención) identifica la columna en donde se encuentra el elemento. Las tablas o arreglos que requieren dos subíndices para iden tificar un elemento en particular se denominan arreglos con doble subíndice. • Cuando recibimos un arreglo con un sólo subíndice como argumento de una función, los corchetes del arre glo están vacíos en la lista de parámetros de la función. Tampoco es necesario el tamaño del primer subíndi ce de un arreglo de múltiples subíndices, pero se requieren todos los tamaños de arreglos subsecuentes. El compilador utiliza estos tamaños para determinar la ubicación en memoria de los elementos en arreglos de múltiples subíndices. • Para pasar una fila de un arreglo con doble subíndice a una función que recibe un arreglo con un sólo subín dice. simplemente pase el nombre del arreglo seguido por el primer subíndice.

TERMINOLOGÍA área temporal para intercambio de valores arreglo arreglo con doble subíndice arreglo con múltiples subíndices arreglo con un sólo subíndice

arreglo de m por n a[ i ] a[ i ] [ j ] búsqueda binaria en un arreglo búsqueda en un arreglo


Capitulo 4

Arreglos

búsqueda lineal en un arreglo cadena calificador de tipo c o n a t carácter n u l o ( ' \ 0 ' ) clave de búsqueda constante con nombre corchetes [] declaración de un arreglo elemento cero elemento de un arreglo error de desplazamiento en uno escalabilidad escalar formato tabular inicial i /ador inidalizar un arreglo lista de inicialización lista de inidalizadón del arreglo

305

método de ordenamiento burbuja nombre de un arreglo número de posición número mágico ordenamiento de un arreglo ordenamiento por hundimiento paso de arreglos a funciones paso de un ordenamiento burbuja paso por referencia paso por referencia simulado “salida" de un arreglo subíndice subíndice de columna subíndice de fila tabla de valores valor de un elemento variable constante verificación de límites

Terminología para la sección opcional Acerca de los objetos ” ciclo de simulación comportamiento diagrama de secuencia división de la vida útil de un objeto duración de una actividad ejecución condicional de actividades flujo de mensajes en un diagrama de secuencia de UML frases verbales en el enunciado de un problema función privada función pública línea con punta de flecha sólida en un diagrama de secuencia de UML línea de vida de un objeto en un diagrama de secuencia de UML

línea punteada con punta de flecha en un diagrama de secuencia de UML mensaje mensaje de retomo objeto diente objeto servidor operación rectángulo de activadón en un diagrama de secuencia de UML rectángulo de objeto en un diagrama de secuenda de UML servicio que proporciona un objeto tipo de retomo de una operadón


Responda las siguientes preguntas: a) Las listas y tablas de valores se pueden almacenar e n ___________ . b) Los dementos de un arreglo se relacionan por d hecho de que tienen el m ism o_____________ y c) El número para hacer referenaa a un dem ento en particular de un arreglo se llam a___________. d) U na______________ debe utilizarse para declarar el elemento de un arreglo, debido a que hace más escalable el programa. e) El proceso de colocar en orden los dementos de un arreglo se llam a_____________ de un arreglo. f) Al proceso para determinar si un arreglo contiene un derto valor clave se le llam a____________ dd arreglo. g) A un arreglo que utiliza dos subíndices se le llama un arreglo___________.

4 .2

Indique si los siguientes enundados son verdaderos o falsos. Si la respuesta es falso, explique por qué. a) Un arreglo puede almacenar muchos tipos diferentes de valores. b) Por lo general, un subíndice de un arreglo debe ser de tipo f l o a t .


306

Arreglos

Capítulo 4

c)

Si existen menos inicializadores en una lista de inicialización. entonces el resto de los elementos se ¡nicializan en el valor final de la lista de inicializaciones. d) Si una lista de inicialización contiene más inicializadores que elementos en el arreglo, es un error. e) Un elemento individual de un arreglo que se pasa a una función y que se modifica en dicha función contendrá el valor modificado cuando la función invocada complete su ejecución. 4 .3

Responda las siguientes preguntas con respecto a un arreglo llamado f r a c c i o n e s : a) Defina una variable constante tam&noArraglo inicializado en 10. b) Declare un arreglo con tamanoArreglo de elementos de tipo double. e inicial ice los elemen tos en 0. c) Mencione el cuarto elemento del arreglo. d) Maga referencia al elemento 4 del arreglo. e) Asigne el valor 1 . 6 67 al elemento 9 del arreglo. 0 Asigne el valor 3.3 33 al séptimo elemento del arreglo. g) Despliegue los elementos 6 y 9 del arreglo con dos dígitos de precisión a la derecha del punto de cimal, y muestre la salida que aparece en pantalla. h) Despliegue todos los elementos de un arreglo mediante el uso de la estructura de repetición for. Defina una variable entera i como una variable de control para el ciclo. Muestre la salida.

4 .4

Conteste las siguientes preguntas con respecto a un arreglo llamado t a b l a : a) Declare un arreglo com o entero que tenga 3 filas y 3 columnas. Asuma que la variable constante tamanoArreglo es igual a 3. b) ¿Cuántos elementos contiene el arreglo? c) Utilice la estructura de repetición f o r para inicializar cada elemento del arreglo para la suma de sus subíndices. Asuma que las variables enteras i y j se declaran como variables de control. d) Escriba un segmento de programa que despliegue los valores de cada elemento del arreglo tabla en formato tabular con 3 filas y 3 columnas. Asuma que el arreglo se inicializa con la declaración:

int tabla[ tamanoArreglo ] I tamanoArreglo ] ■ { { 1, 8>, { 2, 4, 6 >, { 5 > >; y las variables enteras i y j se declaran como variables de control. Muestre la salida. 4 .5

Encuentre el error en cada uno de los siguientes segmentos de programa y corrija el error: a) tiñelude ; b) tamanoArreglo - 10; / / tamanoArreglo se declara como const c) Suponga que int b[ 10 ] ■ { 0 ) ;

for ( int i - 0; i <■ 10; i++ ) b[ i ] - i; d)

Suponga que int a[ 2 ] [ 2 ] - { { 1 , 2 > , { 3 , 4 > ) ;

a[ 1, 1 ] - 5;


a)

4 .2

a) Falso. Un arreglo puede almacenar sólo datos del mismo tipo. b) Falso. El subíndice de un arreglo debe ser un entero o una expresión entera. c) Falso. El resto de los elementos se inicializan en cero. d) Verdadero. e) Falso. Ix>s elementos individuales de un arreglo se pasan mediante una llamada por valor. Si el arre glo completo se pasa a una función, entonces ninguna modificación se reflejará en el original.

arreglos, b) nombre, tipo, c) subíndice (o índice), d) variable constante, e) ordenamiento, f) bús queda. g) doble subíndice.


Capitulo 4

4 .3

Arreglos

307

a) const int tamanoArrsglo - 10/ b) double fracciones! tamanoArrsglo ] - ( 0.0 } ;

c) fraccionas! 3 ] d) fracciones! 4 ] c) fracciones! 9 ] - 1.667; f) fracciones! 6 ] - 3.333; g) cout << fixed << setprecision( 2 ); cout << fracciones! 6 ] << 1 • « fracciones! 9 ] << endl; Salida: 3.33 1.67. h) for ( int i ■ 0; i < tamanoArrsglo; i++ ) cout << "fraccionesI" << i << "] ■ * << fracciones! i ] << endl; Salida:

fraccionas fraccionas fraccionas fraccionas fraccionas fraccionas fraccionas fraccionas fraccionas fraccionas

4 .4

I 0 ] - 0.0 [ 1 ] - 0.0 ( 2 ] - 0.0 í 3 1 ■ 0.0 I 4 1 m 0.0 [ 5 1 - 0.0 [ 6 1 - 3.333 [ 7 1 - 0.0 [ 8 1 - 0.0 [ 9 1 - 1.667 a) i n t t a b l a ! t amanoArreglo ] [ t a m a n o A r r e g lo ] ; b) Nueve. c) for ( i ■ 0; i < tamanoArreglo; ! ♦ + )

for ( j - 0; j < tamanoArreglo; ) tabla! i ] I j ] - i + j; d) cout << " 10] II] 12]" << endl; for ( int i - 0; i < tamanoArreglo; Í+* ) { cout << '!' << i << "] "; for ( int j - 0; j < tamanoArreglo; ) cout « setw( 3 ) << tabla! i ] I j ] « cout << endl;

* ";

Salida:

10] 11] 12] 4 .5

10] 1 2 5

11] 8 4 0

!2] 0 6 0

a) Error: punto y coma al final de la directiva de preprocesador i i n c l u d e . Corrección: elimine el punto y coma. b) Error: asigne el valor a una variable constante mediante una instrucción de asignación. Corrección: asigne un valor a la variable constante en una declaración c o n s t i n t ta m a n o A r r e g lo . c) Error: hacer referencia a un elemento del arreglo fuera de los límites del arreglo (b 110]). Corrección: modifique el valor final de la variable de control a 9. d) Error: subíndices incorrectos en el arreglo. Corrección: modifique la instrucción a I 1 ] I 1 ] ■ 5;


308

Arreglos

Capítulo 4

EJERCICIOS 4 .6

Complete los espacios en blanco de los siguientes enunciados: a) Los nombres de los cuatro elementos del arreglo p { i n t p [ 4 ] ; ) s o n _________ , ___________, -------------- . y -------------- • b) Al proceso de dar nombre al arreglo, especificar su tipo y definir el número de elementos que ten drá se le llam a___________el arreglo. c) En un arreglo con doble subíndice, el primer subíndice (por convención) identifica l a __________ de un elemento, y el segundo subíndice (por convención) identifica l a __________de un demento. d) Un arreglo m por n contiene______ fila s._______ columnas y ________ elementos. e) El nombre de un dem ento en la fila 3 y la columna 5 de un arreglo d e s ________________ .

4 .7

Indique cuál de los siguientes enunciados son verdaderos y cuáles falsos; para aquellos que son falsos, explique por qué son falsos. a) Para hacer referenda a una ubicación en particular de memoria dentro de un arreglo, espedficamos el nombre del arreglo y el valor de un elemento en particular. b) Una declaradón de arreglo reserva espado para d arreglo. c) Para indicar que se deben reservar 100 ubicadones para un arreglo entero p. el programador escri be la declaración:

Pl 100 ]; d) e)

Un programa en C++ que iniciali/a los elementos de un arreglo de 15 dentemos en cero debe con tener al menos una estructura f o r . Un programa en C++ que suma el número de dementos de un arreglo con doble subíndice debe contener estructuras f o r anidadas.

4 .8

Escriba las instrucciones para llevar a cabo cada una de las siguientes tareas: a) Despliegue el valor del séptimo elemento del arreglo de caracteres f . b) Introduzca un valor en el elemento 4 de punto flotante dd arreglo b con un sólo subíndice . c) Inidalice en 8 cada uno de los siguientes 5 elementos del arreglo entero g. d) Sume y despliegue los dementos dd arreglo de punto flotante c de 100 elementos. e) Copie el arreglo a dentro de la primera pordón del arreglo b. Suponga d o u b la a [ 1 1 ] , b [ 34 ] ; 0 Determine y despliegue los valores: más pequeño y más grande contenidos en el arreglo de punto flotante w de 99 elementos.

4 .9

Considere el arreglo entero t de 2 por 3. a) Escriba la declaradón para t . b) ¿Cuántas filas tiene t ? c) ¿Cuántas columnas tiene t ? d) ¿Cuántos elementos tiene t ? e) Escriba los nombres de todos los elementos en la segunda fila de t . f) Escriba los nombres de todos los elementos en la tercera columna de t . g) Escriba una instruedón que establezca en cero d dem ento de t de la fila 1 y la columna 2. h) Escriba una serie de instrucciones que inidalice cada dem ento de t en cero. No utilice un d d o . i) Escriba una estructura f o r anidada que inidalice en cero cada elemento de t . j) Escriba una instrucción que introduzca los valores para los dementos de t desde la terminal. k) Escriba una serie de ¡nstruedones que determine y despliegue el valor más pequeño en el arreglo t . l) Escriba una instruedón que despliegue los elementos de la primera fila de t . m) Escriba una instruedón que sume los elementos de la cuarta columna de t . n) Escriba una serie de ¡nstruedones que despliegue d arreglo t con un formato claro y tabular. Lis te los subíndices de columna como encabezados horizontales y los subíndices de fila a la derecha de cada fila.


Capitulo 4

Arreglos

309

4 .1 0

Utilice un arreglo con un sólo subíndice para resolver el siguiente problema. Una empresa paga a su personal de ventas en base a una comisión. El personal de ventas recibe $200 por semana, más 9 por ciento de sus ventas totales semanales. Por ejemplo, un vendedor que suma $5.000 en ventas semana les recibe $200 más el 9 por ciento de $5.000, o un total de $650. Escriba un programa (mediante el uso contadores de arreglos) que determine cuántos de los vendedores reciben salarios en cada uno de los siguientes rangos (suponga que el salario de cada vendedor se trunca para obtener un monto entero): a) de $200 a $299 b) de $300 a $399 c) de $400 a $499 d) de $500 a $599 e) de $600 a $699 0 de $700 a $799 g) de $800 a $899 h) de $900 a $999 >) de $1,000 o más

4.11

H ordenamiento burbuja que presentamos en la figura 4.16 es ineficiente para arreglos grandes. Haga las siguientes modificaciones sencillas para mejorar el rendimiento del ordenamiento burbuja: a) Después de la primera pasada, segurantenic el número más alto es el elemento más grande del arre glo; después de la segunda pasada, los dos números más altos se encuentran “en su lugar", y así sucesivamente. En lugar de hacer nueve comparaciones en cada pasada, modifique el programa de ordenamiento burbuja para hacer ocho comparaciones en la segunda pasada, siete en la tercera pa sada, y así sucesivamente. b) Los datos en el arreglo pudieran estar ya en el orden apropiado o cerca del orden apropiado, ¿enton ces. por qué hacer nueve pasadas si con menos podría ser suficiente? Modifique el ordenamiento para verificar al final de cada pasada si se han hecho intercambios. Si no se han hecho intercam bios. entonces los datos deben estar ya en el orden apropiado, de manera que el programa debe ter minar. Si se hicieron intercambios, entonces se requieren una o más pasadas.

4.12

Escriba instrucciones individuales que realicen las siguientes operaciones con arreglos: a) Inicialice en cero los 10 elementos del arreglo entero contador. b) Sume 1 a cada uno de los 15 elementos del arreglo entero bono. c) Lea 12 valores para el arreglo double temparaturaMenaual desde el teclado. d) Despliegue los 5 valores del arreglo entero me joresMarcas en formato de columnas.

4.13

Encuentre el (los) error(es) en cada una de las siguientes instrucciones: a) Suponga que: char cad [ 5 1 ;

cin >> cad;

//El usuario escribe "hola"

b) Suponga que: int a [ 3 1;

cout «

a[ 1 ] «

* » «

a| 2 ] «

* * «

a[ 3 ] «

endl;

C) double f[ 3 ) - { 1.1, 10.01, 100.001, 1000.0001 ); d) Suponga que: double d[ 2 ] [ 10 ] ; d[ 1, 9 ] - 2.345; 4.14

Modifique el programa de la figura 4.17 para que la función moda sea capaz de manipular un empale para el valor de la moda. Además, modifique la función mediana de manera que los dos elementos centrales sean promediados en un arreglo con un número par de elementos.

4.15

Utilice un arreglo con un sólo subíndice para resolver el siguiente problema. Lea 20 números, cada uno de los cuales sea un número entre 10 y 100, inclusive. Mientras se lee cada número, despliéguelo sola mente si no es un duplicado de un número ya leído. Prevenga el "peor de los casos" en el cual los 20 números son diferentes. Utilice el menor tamaño posible del arreglo para resolver este problema.


310 4.16

Arreglos

Capítulo 4

Etiquete los elementos del arreglo con doble subíndice de 3 por 5. ventas, para indicar el orden en el cual se establecen en cero por el siguiente segmento de programa;

for ( fila - 0; fila < 3; fila++ ) for ( columna > 0 ; columna <5; columna♦+ ) ventas[ fila ][ columna ] ■ 0;

4.17

Escriba un programa que simule el tiro de dos dados. El programa debe utilizar rand para tirar el pri mer dado y debe utilizar rand de nuevo para tirar el segundo dado. Entonces, se debe calcular la suma de los dos valores. [Nota: cada dado puede mostrar un valor entero de 1 a 6, de manera que la suma de los dos valores puede variar de 2 a 12, donde 7 es la suma más frecuente y 2 y 12 son las sumas menos frecuentes.] l a figura 4.28 muestra las 36 combinaciones posibles de los dos dados. Su programa debe lanzar los dos dados 36,000 veces. Utilice un arreglo con un sólo subíndice para registrar el número de veces que aparece cada suma posible. Despliegue los resultados en formato tabular. Además, determi ne si los totales son razonables (es decir, existen 6 maneras de tirar un 7, de manera que aproximada mente un sexto de todos los tiros debe ser 7).

4.18

¿Qué es lo que hace el siguiente programa?

1

2 3 4

// Ej. 4.18: ej04_18.cpp // ¿Qué es lo que hace el programa? •Inelude

5 6

using std::cout; using atd::endl;

7 8 9

lnt queEsEsto( int

10

lnt maln()

11

{

12

int );


const int tamanoArreglo ■ 10; int a[ tamanoArreglo 1 - { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 )/

13 14 15 16 17 18 19 20 21

[ ] ,

int resultado - queEsEato( a, tamanoArreglo ); cout << "El resultado ea return 0;

"

«

resultado << endl;


) // fin de main

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

// ¿Qué hace esta función? int queEsEsto( int b[], int tamaño ) {

// caso base if ( tamaño -- 1 ) return b[ 0 ]; // paso recursivo else return b{ tamaño - 1 ] ♦ queEsEsto( b, tamaño - 1 ); } // fin de la función queEsEsto


Capitulo 4

Figura 4.28

Arreglos

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

7

2

3

4

5

6

7

8

3

4

5

6

7

8

9

4

5

6

7

8

9

10

5

6

7

8

9

10

11

6

7

8

9

10

11

12

311

Las 36 posibles salidas para el tiro d e dos dados.

4.19

Modifique el programa de la figura 3.10 para jugar l.OOOjuegos d e “craps”. R programa deberá dar se guimiento a las estadísticas y responder las siguientes preguntas: a) ¿Cuántos juegos se ganan en el primer tiro, . . . ,e n e l tiro número 20, y después del tiro número 20? b) ¿Cuántos juegos se pierden en el primer tiro,.... en el tiro número 20, y después del tiro número 20? c) ¿Cuál es la oportunidad de ganar en “craps”? (Noto: usted debe saber que "craps” es uno de los jue gas de casino más imparciales. ¿Qué cree usted que significa esto?) d) ¿Cuál es la duración promedio de un juego de "craps”? e) ¿Mejoran las oportunidades de ganar con la duración del juego?

4.20

(Sistema de reservación para una aerolínea) Una pequeña aerolínea acaba de comprar una computado ra para su nuevo sistema automático de reservaciones. Se le ha pedido a usted que programe el nuevo sistema. Usted debe escribir un programa que asigne asientos en cada vuelo del único avión de la ae rolínea (capacidad: 10 asientos). Su programa debe desplegar el siguiente menú de alternativas. Por favor digite 1 para "Primara clase" y Por favor dígita 2 para •Económico". Si la persona dígita 1. su programa debe asignar un asiento en la sección de primera clase (asientos 1 al 5). Si la persona digita 2. su programa debe asignar un asiento en la sección económica (asientos 6 al 10). Su programa debe imprimir un pase de abordar que indique el número de asiento de la persona y si está en la sección de primera clase o en la sección económica del avión. Utilice un arreglo con un sólo subíndice para representar la tabla de asientos del avión. Inicialice lodos los elementos del arreglo en 0 para indicar que todos los asientos están vacíos. Mientras se asigna ca da asiento, el valor de los elementos correspondientes del arreglo se establece en 1 para indicar que el asiento ya no está disponible. Por supuesto, su programa nunca debe asignar un asiento que ya está asignado. Cuando la sección de primera clase está llena, su programa debe preguntar a la persona si acepta que se le coloque en la sección económica (y viceversa). Si acepta, entonces haga la asignación apropiada del asiento. Si no acepta, entonces despliegue el mensaje "El siguiente vuelo parte en tres horas".

4.21

¿Qué hace el siguiente programa?

1 2 3 4 5 6

// Ej. 4.211 ej04 _21.cpp // ¿Qué hace este programa? finclude using stdiicout; using stdttendí;

7

8

void algunaFuncion( int [], int, int );



312

Arreglos

9 10

int main()

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

Capítulo 4

const int tam&noArreglo "10; int a[ tamanoArreglo ] ■ { 1 , 2 ,

3 ,

4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

cout << "Lo» valore» del arreglo ion:" << endl; algunaPuncion( a, 0, tamanoArreglo ); cout << endl; return 0;


20 21

} // fin da main

22 23 24 25 26 27 28 29

// ¿Qué hace esta función? void algunaPuncion( int b[l, int actual, int tamaño ) { if ( actual < tamaño ) { algunaFuncion( b, actual + 1, tamaño ); cout << b[ actual ] << " •; >

30

31

} // fin de la función algunaPuncion

4 .2 2

Utilice un arreglo con doble subíndice para resolver el siguiente problema. Una empresa tiene cuatro vendedores (1 al 4) los cuales venden cinco productos diferentes (1 al 5). Una vez al día, cada vende dor introduce un registro para cada tipo de producto vendido. Cada registro contiene lo siguiente: a) F1 número de vendedor. b) El número de producto. c) El monto total del producto vendido del día. Por lo tanto, cada vendedor pasa entre 0 y 5 registros al día. Suponga que están disponibles los re gistros con la información del último mes. Escriba un programa que lea toda esta información de las ventas del último mes y sume el total de ventas por vendedor y por producto. Todos los totales se de ben almacenar en el arreglo con doble subíndice arreglo. Una vez procesada toda la información del último mes. despliegue los resultados en formato tabular en donde cada una de las columnas represen ta a un vendedor y cada una de las filas representa un producto en particular. Obtenga la suma de cada fila para el total de ventas de cada producto del último mes; obtenga la suma de cada columna para el total de ventas por vendedor del último mes. Su salida tabular debe incluir estos totales a la derecha pa ra las filas y en el fondo para las columnas.

4 .2 3

(Gráficos de tortuga) El lenguaje Logo, el cual es especialmente popular entre los usuarios de compu tadoras personales, hicieron famoso el concepto de los gráficos de tortuga. Imagine una tortuga me cánica que camina alrededor de una habitación bajo el control de un programa en C++. La tortuga mantiene una pluma en una de dos posiciones, arriba o abajo. Mientras la pluma está abajo, la tortu ga traza las formas mientras se mueve; mientras la pluma está arriba, la tortuga se mueve libremente sin dibujar. En este problema, usted simulará la operación de la tortuga así como el tablero computarizado. Utilice un arreglo de 20 por 20 llamado piso inicializado en ceros. Lea los comandos desde un arre glo que los contenga. Mantenga la pista de la posición actual de la tortuga en todo momento y si la plu ma está arriba o abajo. Asuma que la tortuga comienza siempre en la posición 0.0 del piso con la pluma arriba. El conjunto de los comandos de la tortuga que usted debe procesar se muestra en la figura 4.29. Suponga que la tortuga se encuentra en algún lugar cerca del centro del piso. El siguiente “progra ma" debe dibujar y desplegar un cuadrado de 12 por 12 y terminar con la pluma arriba.


Capitulo 4

Arreglos

Comando

SgnMcodo

1

Pluma arriba

2

Pluma abajo

3

Vuelta a la derecha

4 5, 10

Vuelta a la izquierda

6

Despliega el arreglo de 20 por 20

9

fin de datos (centinela)

313

Movimiento hacia adelante 10 posiciones (u otro número diferente de 10)

Rgura 4.29

Com andos d e gráficos d e tortuga.

2

5, 12 3

5, 12 3 5, 12 3 5 / 12 1

6 9 Mientras la tortuga se mueve con la pluma abajo, establezca los elementos apropiados del arreglo pi• o e n l ' s . Cuando se introduce el comando 6 (Imprimir), donde quiera que se encuentre un 1 dentro del arreglo, despliegue un asterisco o algún otro carácter que usted elija. Donde quiera que haya un cero, despliegue un blanco. Escriba un programa para ¡mplementar las capacidades de los gráficos de tortuga que explicamos aquí. Escriba varios programas de gráficos de tortuga para dibujar formas inte resantes. Agregue otros comandos para incrementar el poder de su lenguaje de gráficos de tortuga. 4 .2 4

(El paseo del caballo ) Uno de los juegos de intriga más interesantes para los entusiastas del ajedrez es el problema del Paseo del caballo. 1.a pregunta es: ¿Puede una pieza de ajedrez llamada caballo mover se alrededor de un tablero y tocar cada una de las 64 posiciones una y sólo una vez? Aquí estudiaremos este intrigante problema a fondo. El caballo tiene un movimiento en forma de L (dos posiciones en una dirección y una posición en dirección perpendicular). Además, a partir de un cuadrado en el centro de un tablero, el caballo puede hacer ocho movimientos diferentes (numerados de 0 a 7) como muestra la figura 4.30. a) Dibuje un tablero de ajedrez en una hoja de papel c intente el paseo del caballo a mano. Coloque un 1 en la primera posición a la que se mueva, un 2 en la segunda posición, un 3 en la tercera, etcé tera. Antes de comenzar el paseo, estime qué tan lejos cree usted que llegará, recuerde que el paseo completo consiste en 64 movimientos. ¿Qué tan lejos llegó? ¿Fue lo que usted estimó? b) Ahora, desarrollemos un programa que mueva el caballo alrededor del tablero. El tablero se repre senta mediante un arreglo con doble subíndice de 8 por 8 llamado tablero. Cada una de las po siciones se inicializa en cero. Describimos cada uno de los ocho posibles movimientos en términos tanto de su componente horizontal como de la vertical. Por ejemplo, un movimiento de tipo 0. como 10 muestra la figura 4.30, consiste en moverse una posición a la izquierda y dos posiciones vertica les hada arriba. Los movimientos horizontales a la izquierda y los movimientos verticales hacia arriba se indican con números negativos. Los ocho movimientos se deben describir mediante dos arreglos con doble subíndice, horizontal y vertical, como sigue:


314

Arreglos

R gura 4.30

Capítulo 4

Los o cho movimientos posibles del caballo.

horizontal[ horizontal[ horizontal[ horizontal[ horizontal[ horizontal[ horizontal[ horizontal[

0 1 2 3 4 5 6 7

1 1 ] 1 ] 1 1 1

vertical[ 0 vertical[ 1 vertical[ 2 vertical[ 3 vertical[ 4 vertical[ 5 vertical[ 6 vertical[ 7

1 1 1 1 1 1 1 1

-

-

2 1 -1 -2 -2 -1 1 2

. -1 -2 -2 -1 1 2 2 1

Haga que las variables filaActual y columnaActual indiquen la fila y la columna de la po sición actual del caballo. Para hacer un movimiento de tipo numaroMovimiento. en donde numeroMovimiento se encuentra entre 0 y 7, su programa utiliza las instrucciones:

filaActual +■ vertical [numaroMovimiento ]; columnaActual horizontal [numaroMovimiento ]; Mantenga un contador que varíe de 1 a 64. Registre la última cuenta en cada posición a la que el ca ballo se mueve. Recuerde probar cada probable movimiento para ver si el caballo ya ha visitado dicha posición, y. por supuesto, pruebe el probable movimiento que el caballo no ha pisado fuera del tablero. Escriba ahora un programa para mover el caballo alrededor del tablero. Ejecute el programa. ¿Cuántos movimientos hizo el caballo?


Capitulo 4

c)

Arreglos

315

Después de escribir y ejecutar el programa del paseo del caballo, probablemente haya desarrollado sus propias ideas valiosas. Utilizaremos estas ideas para desarrollar una heurística (estrategia) para mover el caballo. La heurística no garantiza el éxito, pero una heurística cuidadosamente desarro llada mejora en gran medida la oportunidad de éxito. Probablemente usted ya observó que las posi ciones externas son más difíciles que las posiciones cercanas al centro del tablero. De hecho, las posiciones más difíciles, o inaccesibles son las cuatro esquinas. La intuición sugiere que usted debe intentar mover primero el caballo a las posiciones más problemáticas y dejar pendientes aquellas a las que es más fácil acceder, de manera que cuando el tablero se congestione cerca del final del paseo, habrá una mayor oportunidad de éxito. Debemos desarrollar una “heurística de accesibilidad"clasificandocada una de las posiciones de acuerdo a qué tan accesibles son y luego mover siempre el caballo a la posición (con los movi mientos en L del caballo, por supuesto) que son más accesibles. Etiquetamos el arreglo accesi bilidad con doble subíndice con los números que indican desde cuántas posiciones es accesible una posición determinada. Sobre un tablero en blanco, cada posición central tiene un grado de 8, cada esquina tiene un grado 2 y las otras posiciones tienen números de accesibilidad 3 , 4 o 6 de la siguiente manera:

2 3 4 A A A

3 2

3 4 6 6 6 6 4 3

4 6 8 8 8 8 6 4

4 6 8 8 8 8 6 4

4 6 8 8 8 8 6 4

4 6 8 8 8 8 6 4

3 4 6 6 6 6 4 3

2 3 4 4 4 4 3 2

Ahora escriba una versión del programa del Paseo del caballo utilizando la heurística de ac cesibilidad. El caballo se puede mover en cualquier momento a la posición con el menor número de accesibilidad. En caso de un empate, el caballo se puede mover a cualquiera de las posiciones con empate. Por lo tanto, el paseo puede comenzar en cualquiera de las cuatro esquinas. (Nota: mientras el caballo se mueve alrededor del tablero, su programa debe reducir los números de acce sibilidad al ocuparse más y más posiciones. De esta manera, en cualquier momento durante el pasco, cada número de posición disponible permanecerá igual al número preciso de posiciones a partir de la cual se puede acceder a dicha posición.) Ejecute esta versión de su programa. ¿Obtuvo el paseo completo? Modifique ahora el programa para ejecutar 64 paseos, Y que cada uno comien ce en una posición del tablero. ¿Cuántas rutas completas obtuvo? d) Escriba una versión del programa del Pasco del caballo la cual, cuando encuentre un empate entre dos o más posiciones, decida cuál posición elegir buscando más adelante aquellas posiciones que se puedan alcanzar desde las posiciones “empaladas". Su programa se debe mover a la posición pa ra la cual el siguiente movimiento -sea con el menor número de accesibilidad.

4.25

Paseo del caballo: métodos de fuerza bruta) En los ejercicios 4.24, desarrollamos una solución para el problema del Paseo del caballo. El método utilizado, llamado “heurística de accesibilidad', genera muchas soluciones y se ejecuta de manera eficiente. Mientras se incremente de manera continua la potencia de las computadoras, seremos capaces de resolver más problemas con menos potencia y algoritmos relativamente menos sofisticados. Éste es el método de la ‘tuerza bruta" para resolver un problema. a) Utilice la generación de números aleatorios para permitir que el caballo se desplace a lo largo del tablero (por supuesto, mediante sus movimientos en L) de manera aleatoria. Su programa debe eje cutar un paseo e imprimir el tablero final. ¿Qué tan lejos llegó el caballo? b) La mayoría de las veces, el método anterior produce paseos relativamente cortos. Ahora modifique su programa para intentar 1.000 paseos. Utilice un arreglo con un solo subíndice para seguir el ras tro del número de paseos de cada longitud. Cuando su programa termine los 1,000 paseos, deberá desplegar esta información en un ordenado formato tabular. ¿Cuál fue el mejor resultado?


316

Arreglos

c)

Capítulo 4

Es muy probable que la mayoría de las veces, el programa anterior le haya brindado algunos pa seos “respetables", pero no paseos completos. Ahora “suéltele la rienda" y simplemente deje que su programa se ejecute hasta que produzca un paso completo. ( Precaución: esta versión del pro grama podría ejecutarse durante horas en una computadora poderosa.) Una vez más. mantenga una tabla con el número de paseos para cada longitud, y despliegue esta tabla cuando se genere el pri mer paseo completo. ¿Cuántos paseos intentó su programa antes de generar un paseo completo? ¿Cuánto tiempo se tomó?

d) Compare la versión de la fuerza bruta del paseo del caballo con la versión heurística de accesibili dad. ¿Cuál requirió un estudio más detallado del problema? ¿Cuál algoritmo fue más difícil de desarrollar? ¿Cuál requirió más potencia de la computadora? ¿Podríamos tener la certeza (por ade lantado) de obtener un paseo completo mediante el método de la fuerza bruta? Argumente las ven tajas y las desventajas de solucionar el problema mediante la fuerza bruta en general.

4.26

( Ocho reinas) Otro enigma para los amantes del ajedrez es el problema de las ocho reinas, el cual di ce: ¿es posible colocar ocho reinas en un tablero de ajedrez vacío, de tal manera que ninguna reina ata que a otra, es decir, que dos reinas no estén en la misma fila, en la misma columna, o a lo largo de la misma diagonal? Utilice la idea desarrollada en el ejercicio 4.24 para formular la heurística para resol ver el problema de las ocho reinas. Ejecute su programa. ( ñ s ta : es posible asignar un valor a cada cua dro del tablero, que indique cuántos cuadros de un tablero vacío son “eliminados" si se coloca una reina en ese cuadro. A cada una de las esquinas se les asignaría el valor 22, tal como en la figura 4.31.) Una vez que estos "números de eliminación” se colocan en los 64 cuadros, una heurística adecuada podría ser: coloque la siguiente reina en el cuadro que tenga el número de eliminación más pequeño. ¿Por qué esta estrategia es intuitivamente atractiva?

4.27

( Ocho reinas: métodos de fuerza bruta) En este ejercicio, usted desarrollará diversos métodos para resolver el problema de las ocho reinas que presentamos en el ejercicio 4.26. a)

Resuelva el ejercicio de las ocho reinas, utilizando la técnica de la fuerza bruta aleatoria desarro llada en el ejercicio 4.25.

b) Utilice una técnica exhaustiva, es decir, intente todas las posibles combinaciones de las ocho rei nas en el tablero. c)

¿Por qué supone que el método exhaustivo de la fuerza bruta puede no resultar apropiado para resolver el problema del paseo del caballo?

d) Compare y contraste el método de la fuerza bruta aleatoria con el de la fuerza bruta exhaustiva en general.

4.28

(Paseo del Caballo: prueba del paseo cerrado) En el paseo del caballo, sucede un paseo completo cuando el caballo hace 64 movimientos, en los que toca cada esquina del tablero una sola vez. Un pa seo cerrado ocurre cuando el movimiento 64 se encuentra a uno de distancia de donde el caballo inició su pasco. Modifique el programa del paseo del caballo que escribió en el ejercido 4.24 para probar si el paseo ha sido completo, y si se trató de un pasco cerrado.

R gura 4.31

Los 22 cuadros eliminados al colocar una reina en la esquina superior Izquierda.


Capitulo 4

4.29

Arreglos

317

(El cedazo de Eratóstenes) Un entero primo es cualquier entero divisible sólo por s í mismo y por el nú mero 1. El método del cedazo de Eratóstenes es uno para localizar números primos. Éste funciona de la siguiente manera: a) Crea un arreglo con todos los elementos inicializados en 1 (verdadero). Los elementos del arreglo con subíndices primos permanecerán como 1. Los demás elementos, en algún momento se estable cerán en cero. b) Comienza con un subíndice 2. cada vez que se encuentra un elemento del arreglo cuyo valor es 1. repite a lo largo del resto del arreglo y establece en cero cada elemento cuyo subíndice sea múltiplo del subíndice para el elemento con valor de 1. Para un subíndice 2 del arreglo, todos los elementos que pasen de 2 y que sean múltiplos de 2. se establecerán en cero (subíndices 4. 6. 8. 10. etcétera); pora un subíndice de 3, todos los elementos que pasen de 3 y que sean múltiplos de 3, se estable cerán en cero (subíndices 6. 9. 12. 15. etcétera); y así sucesivamente. Cuando este proceso termina, los elemento del arreglo que aún permanecen en 1, indican que d subíndice es un número primo. Estos subíndices pueden entonces desplegarse. Escriba un pro grama que utilice un arreglo de 1,000 elementos para determinar y desplegar los números primos entre el 2 y el 999. Ignore el elemento 0 del arreglo.

4.30

(Ordenamiento por cubetas) Un ordenamiento por cubetas comienza con un arreglo de enteros positi vos con un sólo subíndice para ser ordenados, y un arreglo de enteros con doble subíndice, con filas cuyos subíndices se encuentran entre el 0 y el 9 y columnas cuyos subíndices van del 0 a n -l, en don de n es el número de valores del arreglo a ordenarse. A cada fila del arreglo con doble subíndice se le conoce como cubeta. Escriba una función ord«namientoCul>«ta» que tome un arreglo entero y el tamaño del arreglo como sus argumentos y que haga lo siguiente: a)

Que coloque cada valor del arreglo con un sólo índice en una fila del arreglo en cubetas, basándo se en los valores de uno de sus dígitos. Por ejemplo, el 97 se coloca en la fila 7, el 3 se coloca en la fila 3 y el 100 se coloca en la fila 0. A esto se le conoce como un “paso de distribución".

b) Que repita a lo largo del arreglo en cubetas, fila por fila, y que copie los valores nuevamente en el arreglo original. A esto se le llama "paso de recolecdón”. El nuevo orden de los valores anteriores, en el arreglo de un sólo subíndice es: 100, 3 y 97. c)

Que repita este proceso para cada posición de los dígitos subsiguientes (décimas, centésimas, mi lésimas. etcétera). En el segundo paso, el 100 se coloca en la fila 0, el 3 en la fila 0 (ya que 3 no tiene décimas) y 97 se coloca en la fila 9. En el tercer paso, 100 se coloca en la fila 1, el 3 en la fila cero y el 97 en la fila ce ro (después del 3). Después del último paso de recolección, el arreglo original queda ordenado. Observe que el arreglo de cubetas de doble subíndice tiene 10 veces el tamaño del arreglo entero que se está ordenando. Esta técnica de ordenamiento proporciona un mq'or rendimiento que un ordenamien to burbuja, pero requiere mucha más memoria. El ordenamiento burbuja sólo requiere espacio para un elemento de datos adicional. Éste es un ejemplo de la desventaja espacio-tiempo: el ordenamiento en cubetas utiliza más memoria que el ordenamiento burbuja, pero se desempeña mejor. Esta versión del ordenamiento burbuja requiere que se copien de nuevo todos los datos en el arreglo original en cada pa so. Otra posibilidad es crear un segundo arreglo con doble subíndice y repetidamente intercambiar los datos entre los dos arreglos en cubeta.

EJERCICIOS DE RECURSIVIDAD 4.31

(Ordenamiento por selección) Un ordenamiento por selección busca un arreglo que busca al elemento más pequeño del arreglo. Después, el elemento más pequeño se intercambia por el primer elemento del arreglo. El proceso se repite para el subarreglo, comenzando con el segundo elemento del arreglo. Cada paso del arreglo da como resultado a un elemento que se coloca en su propia ubicación. Este ordena miento se desempeña de manera similar al ordenamiento burbuja; para un arreglo de n elementos, es necesario realizar n -l pasos, y para cada subarreglo deben hacerse n -l comparaciones para encontrar el


318

Arreglos

Capítulo 4

valor más pequeño. Cuando el subarreglo que se está procesando contiene un elemento, el arreglo se ordena. Escriba la función recursiva ordenamientos* lección para desarrollar este algoritmo.

4.32

(Palíndromos) Un palíndromo es una cadena que dice lo mismo si se lee hacia delante que si se lee hacia atrás. Algunos ejemplos de palíndromos son “radar", “ojo", “oso". Escriba una función recursiva prueb&Palindromo que devuelva verdadero si la cadena almacenada en el arreglo es un palín dromo. y falso si no lo es. La función debe ignorar los espacios y la puntuación en la cadena.

4.33

(Búsqueda lineal) Modifique el programa de la figura 4.19 para utilizar la función recursiva busque-

daLineal para realizar una búsqueda lineal del arreglo. La función debe recibir un arreglo entero y el tamaño del arreglo como sus argumentos. Si la clave de búsqueda se localiza, devuelva el subíndice del arreglo; de otro modo devuelva - I . 4.34

(Búsqueda binaria )Modifique el programa de la figura 4.20 para utilizar una función recursiva bus-

quedaBinaria para realizar la búsqueda binaria del arreglo. La función debe recibir un arreglo ente ro y el subíndice inicial y el final como sus argumentos. Si la clave de búsqueda es localizada, devuel va el subíndice del arreglo; de otro modo devuelva - 1 .

4.35

( Ocho reinas) Modifique el programa de las ocho reinas que creó en el ejercicio 4.26. para resolver el

4.36

(Despliegue de un arreglo)Escriba una función recursiva desplegarArreglo que tome un arreglo

problema de manera recursiva. y el tamaño del arreglo como sus argumentos y que devuelva nada. 1.a función debe detener el proce samiento y regresar cuando reciba un arreglo de tamaño cero.

4.37

(Despliegue una cadena ai revés) Escriba una función recursiva caden&AlReves que tome un arre glo de caracteres que contenga una cadena como un argumento, que despliegue la cadena al revés y que devuelva nada. La función debe detener el procesamiento y regresar cuando se encuentre el carácter de terminación nulo.

4.38

(Cómo encontrar el \alor mínimo de un arreglo) Escriba una función recursiva minimoRecuraivo que tome un arreglo entero y el tamaño del arreglo com o argumentos y que devuelva el elem ento más pequeño del arreglo. La función debe detener el procesamiento y regresar cuando reciba un arreglo de un elemento.



Objetivos • U tiliz a r a p u n ta d o r e s e n g e n e ra l. • U tiliz a r a p u n ta d o r e s p a r a p a s a r a r g u m e n to s a f u n c io n e s p o r r e f e re n c ia . • C o m p r e n d e r la ín tim a re la c ió n e n tr e lo s a p u n ta d o r e s , lo s a r r e g lo s y la s c a d e n a s . • C o m p r e n d e r el u s o d e a p u n ta d o r e s h a c ia fu n c io n e s . • D e c la r a r y u tiliz a r a r r e g lo s d e c a d e n a s .

Las direcciones se n o s dan p ara o cu lta r nuestro paradero. S a k i (H . H . M u n r o )

M ediante rodeos encuentra el rumbo. W illia m S h a k e s p e a re

M uchas cosas, conociéndolas bien. Con el consentim iento de uno. pueden fu n c io n a r de m anera contraría. W illia m S h a k e s p e a re

/ U sted descubrirá q u e una buena p rá ctica e s siem pre

verificar sus referencias! D r. R o u th

U sted no p u ed e confiar en código q u e usted no genere com pletam ente. (E specialm ente en código d e em presas que em plean a gente com o yo .) K en T h o m p so n


320


Capítulo 5

Plan general 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12

5.13

Introducción Declaración e inicialización de variables de apuntador Operadores para apuntadores Llamada a funciones por referencia Uso de c o n s t con apuntadores Ordenamiento burbuja mediante las llamadas por referencia Expresiones con apuntadores y aritmética de apuntadores Relación entre apuntadores y arreglos Arregios de apuntadores Ejemplo práctico: simulación para barajar y repartir cartas Apuntadores a funciones Introducción al procesamiento de caracteres y texto 5.12.1 Fundamentos de los caracteres y de las cadenas 5.12.2 Funciones para el manejo de cadenas de la biblioteca de mani pulación de cadenas (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: colaboración entre objetos

Resumen • Terminología • Ejercicios de autonaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios • Sección especial: construya su propia computadora • Más ejercicios con apuntadores • Ejercicios de manipulación de cadenas • Sección especial: ejercicios avanzados de manipulación de cadenas • Un desafiante proyecto de manipulación de cadenas

5.1 Introducción E s te c a p ítu lo e x p lic a u n a d e la s c a r a c te r ís tic a s m á s p o d e r o s a s d e l le n g u a je d e p ro g ra m a c ió n C + + , el a p u n ta d o r. L o s a p u n ta d o r e s s e e n c u e n tra n e n tre la s c a p a c id a d e s m á s d if íc ile s d e d o m in a r d e C + + . E n el c a p ítu lo 3 , v im o s q u e la s r e f e r e n c ia s s e p u e d e n u tiliz a r p a r a r e a liz a r p a s o s p o r r e fe re n c ia . Ix>s a p u n ta d o r e s p e r m ite n a lo s p r o g ra m a s s im u la r e l p a s o p o r r e f e r e n c ia y c r e a r y m a n ip u la r e s tru c tu r a s d e d in á m ic a s d e d a to s (e s d e c ir, e s tr u c tu r a s d e d a to s q u e p u e d e n c r e c e r y d is m in u ir ), ta le s c o m o lis ta s lig a d a s , c o la s , p ila s y á rb o le s . E s te c a p ítu lo e x p lic a lo s c o n c e p to s b á s ic o s d e a p u n ta d o r e s . A d e m á s , r e f u e r z a l a ín tim a re la c ió n e n t r e lo s a r r e g lo s , lo s a p u n ta d o r e s y la s c a d e n a s , e in c lu y e u n a c o le c c ió n im p o r ta n te d e e je r c ic io s d e p r o c e s a m ie n to d e c a d e n a s . E l c a p ítu lo 6 e x p lic a e l u so d e a p u n ta d o r e s c o n e s tr u c tu r a s y c la s e s . E n lo s c a p ítu lo s 9 y 10, v e r e m o s q u e lo s lla m a d o s “ p r o c e s o s p o lim ó rf ic o s ” d e l a p ro g ra m a c ió n o r ie n ta d a a o b je to s s e re a liz a c o n a p u n ta d o r e s y r e f e re n c ia s . E l c a p ítu lo 17 p r e s e n ta e je m p lo s d e la c r e a c ió n y d e l u s o d e e s tr u c tu r a s d in á m ic a s d e d a to s . V er a lo s a r r e g lo s y a la s c a d e n a s c o m o a p u n ta d o r e s s e d e r iv a d e C . M á s a d e la n te e x p lic a re m o s lo s a r r e g lo s y la s c a d e n a s c o m o o b je to s b ie n c o n f o rm a d o s .

5.2 Declaración e inicialización de variables de apuntador L a s v a r ia b le s d e a p u n ta d o r c o n tie n e n d ir e c c io n e s d e m e m o r ia c o m o s u s v a lo re s . P o r lo g e n e r a l, u n a v a r ia b le c o n tie n e d e m a n e r a d ir e c ta u n v a lo r e s p e c ífic o . E n c a m b io , u n a p u n ta d o r c o n tie n e la d ir e c



Capitulo 5

321

c ió n d e u n a v a r ia b le q u e c o n tie n e u n v a lo r e s p e c ífic o . E n e s te s e n tid o , u n n o m b re d e v a r ia b le h a c e r e f e r e n c ia

directa a

indirecta ( fig u ra c o m o indirección.

u n v a lo r, y e l a p u n ta d o r h a c e r e f e r e n c ia a u n v a lo r d e m a n e r a

5 .1 ). H a c e r r e f e r e n c ia a u n v a lo r a tr a v é s d e u n a p u n ta d o r a m e n u d o s e le c o n o c e

O b s e r v e q u e p o r lo g e n e ra l lo s d ia g ra m a s r e p re s e n ta n a u n a p u n ta d o r c o m o u n a fle c h a q u e a p u n ta d e s d e la v a r ia b le q u e c o n tie n e la d ir e c c ió n h a s ta l a v a r ia b le q u e s e lo c a liz a e n e s a d ir e c c ió n d e m e m o ria . L o s a p u n ta d o r e s , c o m o c u a lq u ie r o tr a v a ria b le , s e d e b e n d e c la r a r a n te s d e q u e s e p u e d a n u tili zar. P o r e je m p lo , la d e c la ra c ió n :

int *ptrContador, contador;

ptrContador d e tip o int * ( e s d e c ir, u n a p u n ta d o r a un v a lo r int) y s e le e : “ptrcontador e s u n a p u n ta d o r a int”o “ptrContador a p u n ta a u n o b je to d e tip o int” A d e m á s, la v a r ia b le contador d e la d e c la r a c ió n a n t e r io r s e d e c la r a p a r a q u e s e a u n int, y n o un a p u n ta d o r a int. E l * d e la d e c la r a c ió n s e a p lic a s o la m e n te a ptrContador. C a d a v a r ia b le q u e d e c la ra la v a ria b le

s e d e c la ra c o m o a p u n ta d o r d e b e s e r p r e c e d id a p o r u n a s te r is c o ( * ) . P o r e je m p lo , la d e c la ra c ió n :

double *ptrX, *ptrY; in d ic a q u e ta n to

ptrX

com o

ptrY

s o n a p u n ta d o r e s a v a lo re s

double. C u a n d o

a p a rece * en u n a

d e c la r a c ió n , n o e s un o p e ra d o r, s in o q u e in d ic a q u e la v a r ia b le q u e s e d e c la ra e s u n a p u n ta d o r. L o s a p u n ta d o r e s s e p u e d e n d e c la r a r p a r a a p u n t a r a o b je to s d e c u a lq u ie r tip o d e d a to .

Error común de programación 5.1 Asumir que el * utilizado para declarar un apuntador se distribuye a todos los nombres de xariables en una lista separa por comas correspondiente a una declaración, puede provocar errores. Cada apun tador se debe declarar mediante el * como prefijo del nombre.

Buena práctica de programación 5.1 Aunque no es un requerimiento, incluir las letras prt en los nombres de las variables de apuntador hace más claro que estas variables son apimtadores y se deben manipular de manera apropiada. L o s a p u n ta d o r e s se d e b e n in ic ia liz a r c u a n d o s e d e c la ra n , o e n u n a in s tru c c ió n d e a s ig n a c ió n . U n

0, NULL o e n u n a d ire c c ió n . U n a p u n ta d o r c o n v a lo r 0 o NULL a p u n s im b ó lic a NULL s e d e fin e d e n tr o d e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o

a p u n ta d o r s e d e b e in ic ia liz a r e n ta a n a d a . L a c o n s ta n te

(y e n m u c h o s o tr o s a r c h iv o s d e e n c a b e z a d o d e la b ib lio te c a e s tá n d a r) p a r a r e p r e s e n ta r e l v a lo r 0 . I n i c ia liz a r e l a p u n ta d o r e n NULL es e q u iv a le n te a in ic ia liz a r u n a p u n ta d o r e n 0. p e ro e n C + + , s e u tiliz a 0

contador

contador ha ce referencia 7

Ptrcontador

de m anera directa a una variable q u e contiene el valor 7

contador

Ptrcontador h a ce referencia de m anera indirecta a una variable q u e contiene el valor 7

Figura 5.1

Referencia directa e indirecta hacia una variable.


322


Capítulo 5

por con ven ción. C uando se asign a 0 , se convierte en un apuntador d el tipo apropiado. E l valor 0 es el único valor entero que se puede asignar de manera directa a una variable de apuntador sin tener q u e convertir primero el tipo del apuntador. En la secció n 5 .3 exp licarem os có m o asignar la direc ción d e una variable a un apuntador.

Tip para prueba y depuración 5.1 Inicialice los apuntadores para prevenir apuntar a nada, o inicializar áreas de memoria.

5 .3 O p e r a d o r e s p a r a a p u n t a d o r e s El operador dirección (&) e s un operador unario que d evu elve la dirección de m em oria de su o p e rando. Por ejem p lo, su pon ga las sigu ien tes declaraciones:

int y - 5; int *ptrY; la instrucción:

ptrY - &yj asign a la dirección de la variable y a la variable de apuntador ptrY. E ntonces, se d ice q u e ptrY “apunta” a y. A hora. ptrY hace referencia de manera indirecta al valor de la variable y. Observe que e l & d e la instrucción de asign ación anterior no e s e l m ism o que el & de una declaración de va riable de apuntador, el cual siem pre es precedido por el nom bre d el tipo de dato. La figura 5.2 m uestra una representación esquem ática d e la m em oria después de la asignación anterior. En la figura, m ostram os la “ relación de apuntadores" m ediante una flecha q u e parte del cua dro que representa el apuntador ptrY en m em oria, hasta el cuadro que representa a la variable y en memoria. La figura 5 .3 m uestra otra representación del apuntador en m em oria, el cual asum e que la varia b le entera y se alm acena en la dirección 600000 y que la variable d e apuntador ptrY se alm acena e n la dirección 500000. El operando del operador de dirección d eb e ser un Ivalue (e s decir, a lg o a lo que s e le puede asignar algún valor, tal c o m o un nom bre de variable); el operador d irección no se puede aplicar a una constante o a las exp resion es que no dan co m o resultado una referencia.

p trY

Figura 5.2

R ep resentació n g rá fic a d e un ap u n ta d o r q u e a p u n ta a una v a ria b le en m em oria.

ptrY 500000 Figura 5.3

600000

R e p re se n ta ció n d e

y 600000

5

y y ptrY en m em o ria.



Capitulo 5

323

El operador * , por lo general denom inado operador de indirección u operador de desreferen cia, d evu elve un sin ón im o (es decir, un alias o nom bre clave) para el ob jeto al cual apunta el o p e rando d e su apuntador. Por ejem plo (vea la figura 5 .2 ), la instrucción:

cout << #ptrY << endl; im prim e el valor d e la variable y , e s decir, 5 , tal co m o lo haría la instrucción:

cout << y << endl; a utilizar el * d e esta manera se le llam a desreferencia d e un apuntador. O bserve q u e un apuntador desreferenciado podría utilizarse tam bién d el lado izquierdo de una instrucción d e asign ación , com o:

*ptrY - 9; el cual asignaría 9 a y en la Figura 5.3. El apuntador desreferenciado s e podría utilizar tam bién pa ra recibir un valor de entrada co m o en:

cin >> *ptrY; El apuntador desreferenciado es un Ivalue.

Error común de programación 5.2 Des referendar un apuntador que no se ha inicializado de manera apropiada o que no ha sido asigna do de manera que apunte a una localidad específica de memoria podría ocasionar un error fatal en tiempo de ejecución, o podría modificar de manera accidental datos importantes y permitir que el pro grama se ejecute por completo, posiblemente con resultados incorrectos.

Error común de programación 5.3 Intentar desreferenciar una variable que no es un apuntador, es un error de sintaxis.

Error común de programación 5.4 Desreferenciar un apuntado a 0. por lo general es un error fatal en tiempo de ejecución. El programa de la figura 5 .4 m uestra lo s operadores de apuntador & y * . Las localidades de m e moria s e muestran co m o enteros h exadecim ales m ediante < < (observe el apéndice C , S istem as num éricos, para m ayor inform ación sobre los enteros hexadecim ales). O bserve que las direcciones h exadecim ales de m em oria que aparecen en este programa dependen d el com pilador y del sistem a operativo.

Tip de portabilidod 5.1 £7formato en el que aparece un apuntador depende de la máquina. Algunos sistemas muestran los xalores de los apuntadores como enteros hexadecimales. mientras que otros utilizan enteros decimales.

1

// Fig. 5.4: fig05_04.cpp

2 3 4 5

// Oso d® los operadores & y *. tinclud®

ó

uslng std::cout; uslng std::®ndl;

7 Figura 5.4

O p e rad o re s d e a p u n ta d o re s & y * . (P a rte 1 d e 2 .)


324


8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Capítulo 5

int main() { int a; int •ptrA/

// a es un entero // ptrA es un apuntador a un entero

a - 7; ptrA ■ &a;

// a ptrA se le asigna la dirección

cout << "La dirección de a es " << &a << "\nEl valor de ptrA •• * << ptrA; cout << "\n\nEl valor de a es " << *\nEl valor de *ptrA es

« "

a <<

*ptrA;

cout << "\n\nMuestra de que * y & son inversos << "uno de otro.\n&*ptrA - * << &*ptrA << *\n*6ptrA - " << *6ptrA << endl; raturn 0;

"


) // fin de main

La dirección da a as 006AFDF4 El valor da ptrA as 006AFDF4 El valor da a as 7 El valor da *ptrA as 7 Muestra da que * y & son inverso uno de otro. &*ptrA - 006AFDF4 *&ptrA - 006AFDF4 O p erad o res d e a p u n ta d o re s & y *. (P a rte 2 d e 2 .)

Figura 5.4

O bserve que en la salida, la d irección d e a y el valor de ptrA son id én tico s, con lo que s e co n firma que la dirección de a s e asigna a la variable d e apuntador ptrA. L os operadores & y * son inversos entre sí; cu an do am bos se aplican de manera con secu tiva a ptrA, en cualquier orden, se o b tien e el m ism o resultado. La figura 5.5 lista la precedencia y la asociatividad de lo s operadores presentados hasta este pun to. O bserve que el operador de d irección (&) y el de d esreferencia ( * ) son operadores unarios e n el tercer nivel d e precedencia d el gráfico.

Operadores

Asocia*vi dad

Upo

O

U

izquierda a derecha

el más alto

♦♦

—

Figura 5.5

static_cast< tip o >( operando 1 & •

)

izquierda a derecha

unario

derecha a izquierda

unario

P re c e d e n c ia y a so c ia tiv id a d d e o p erad o re s. (P a rte 1 d e 2 .)



Capitulo 5

325

Operadores

Asocia! vi dad

Upo

*

izquierda a derecha

de multiplicación

♦

izquierda a derecha

de adición

<< >>

izquierda a derecha

inserción/extracción

izquierda a derecha

de relación

■

I-

V

A

—

V

A

■

/ *

izquierda a derecha

de igualdad

&&

izquierda a derecha

AND lógico

II ?í

izquierda a derecha

OR lógico

derecha a izquierda

de condición

derecha a izquierda

de asignación

izquierda a derecha

coma

.

+-

—

*-

/.

\ m

9

figura 5.5

P re c e d e n cia y a so c la tlv ld a d d e o p erad o re s. (P a rte 2 d e 2 .)

5 .4 L l a m a d a a f u n c i o n e s p o r r e f e r e n c i a En C-+-+, existen tres form as de pasar argum entos a una función: p a so p o r valor, p a so p o r referencia m ediante referencias corno argum entos y p a so p o r referencia m ediante apuntadores com o argum en tos. Este capítulo se concentra en e l paso por referencia m ediante apuntadores co m o argum entos. C om o v im os en el cap ítulo 3, return puede utilizarse para devolver un valor d esd e una fun ció n invocada hacia la función que realizó la llam ada (o para d evolver el control desde una función invocada, sin devolver valor alguno). Tam bién v im o s q u e lo s argum entos se pueden pasar a una fución m ediante el u so d e referencias c o m o argum entos. T ales argum entos perm iten a una función m odificar lo s valores originales de lo s argum entos (adem ás, se puede “devolver” más de un valor d es de una función). Las referencias com o aigum cntos también permiten a lo s programas pasar grandes objetos de datos a una fun ción y evitar la sobrecarga d e pasar los argum entos por valor (lo cual, por supuesto, requiere hacer una cop ia del objeto). L os apuntadores, co m o las referencias, también se pueden utilizar para m odificar una o m ás variables en la llam ada de la función, o pasar lo s apunta dores a ob jetos de datos grandes para evitar la sobrecarga de pasar lo s ob jetos por valor. En C + + , lo s program adores pueden utilizar apuntadores y el operador de indirección para sim u lar el paso por referencia (exactam ente co m o se lleva a cabo el p aso por referencia en lo s programas en C , debido a q u e C no tien e referencias). C uando s e llama a una función co n argum entos que se deben m odificar, se pasan las d ireccion es d e lo s argum entos. Por lo general, e s to se lleva a cabo al aplicar el operador d e dirección (&) al nombre de la variable cu y o valor se m odificará. C o m o v im os en el capítulo 4 , los arreglos no s e pasan m ediante el operador &, d eb id o a que el nombre del arreglo e s la localidad inicial en m em oria d el arreglo (e s decir, un nom bre d e arreglo es. en s í m ism o, un apuntador). El nombre d e un arreglo es equivalente a & n o m b r e A r r e g l o [ 0 ) . Cuando la dirección d e una variable se pasa a una función, el operador d e indirección ( * ) se puede utilizar en la función para formar un sin ón im o (es decir, un alias o palabra clave) para e l nom bre de la variable; esto, a cam b io, se puede utilizar para m odificar el valor de la variable en esa localidad de m em oria de la llam ada de la función. Las figuras 5 .6 y 5.7 presentan d os versiones de una función q u e eleva al cu b o un entero, cuboPorValor y cuboPorRef arénela. La figura 5 .6 pasa por valor a la variable numero hacia una función cuboPorValor (línea 17). La función cuboPorValor (lín eas 2 6 -3 0 ) eleva al cubo su argum ento y pasa al nuevo valor nuevam ente hacia main m ediante el u so d e la instrucción re-


326


Capítulo 5

t u m (lín ea 28). El nuevo valor se asigna a numero en main. O bserve q u e tiene la oportunidad de exam inar el resultado de la llamada de la función antes d e m odificar e l valor d e la variable nume ro. Por ejem plo, en este programa, hubiéram os podido alm acenar el resultado d e cuboPorValor en otra variable, exam inar su valor y asignar el resultado a numero después d e determinar si el va lor devuelto fue apropiado. 1.a figura 5.7 pasa la variable numero a la función cuboPorRef erencia m ediante el paso por referencia con un apuntador com o argum ento (lín ea 18); la dirección d e numero se pasa a la función. 1.a función cuboPorRe fe r e n d a (lín eas 2 7 -3 1 ) esp ecifica el parámetro ptrN (un apuntador a un int) para recibir su argumento. La función desrcfcrcncia el apuntador y eleva al cu b o el valor al que apunta ptrN. E sto cam bia el valor de numero en main.

__

Error común de programación 5.5

■•«ír No desreferenciar un apuntador cuando es necesario hacerlo para obtener el \-alor al cual el apunta— dor apunta, es un error.

1 2 3

// Pig. 5.6: fig05_06.cpp Cubo de una variable mediante el paso por valor. •inelude //

A

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

using std::cout; using etdirendí; int cuboPorValor( int

)¡

// prototipo

int main() { int numero - 5; cout << "El valor original de numero es

"

<< numero;

"

<< numero << endl;

// pasa numero por valor a cuboPorValor numero ■ cuboPorValor( numero ); cout << *\nEl nuevo valor del numero es return 0;


) // fin de main // calcula y devuelve el cubo de un argumento entero int cuboPorValor( int n ) { return n * n * n; // eleva al cubo la variable n y devuelve el resultado ) // fin de la función cuboPorValor

El valor original del numero ee 5 El nuevo valor del numero ea 125 Figura 5.6

Paso por va lo r utilizado p a ra e le v a r a l c u b o e l valo r d e u n a v a ria b le .


Apuntadores y ca de n a s

Capitulo 5

1 2 3 4 5 ó 7

327

// Fig. 5.7s fig05_07.cpp // Cubo d« una variable mediante el paeo por referencia // con un apuntador como argumento. ffinclude uaing std::cout; using etd::endl;

8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

void cuboPorReferencia( int * );

// prototipo

int main()

{ int numero - 5; cout << "El valor original del numero es " << numero; // pasa la dirección de numero a cuboPorReferencia cuboPorReferencia( ¿numero ); cout << *\nEl nuevo valor del numero es " << numero << endl; return 0;

// indica terminación

exitosa

> // fin de main // calcula el cubo de *ptrB!; modifica la variable numero dentro de main void cuboPorReferencia< int *ptrN ) {

♦ptrN - #ptrN # *ptrN * *ptrN;

// cubo de *ptrN

} // fin de la función cuboPorReferencia

El valor original de numero es 5 El nuevo valor de numero es 125 R g u ra 5.7

Ftaso por referencia con un apuntador c o m o argum ento utilizado para elevar d c u b o el valor d e una variable.

Una función q u e recibe una d irección co m o argum ento debe definir un apuntador co m o pará m etro para recibir la dirección. Por ejem p lo, el encabezado para la función cuboPorRef erencia (línea 27) esp ecifica que ésta recibe la dirección de una variable int (e s decir, un apuntador a int) co m o argum ento, alm acena la dirección ¡ocalm ente en ptrN y no d ev u elv e valor alguno. El prototipo d e la función para cuboPorRef erencia (lín ea 9 ) co n tien e int * entre parén tesis. A sí com o co n otros tipos d e variables, no e s necesario incluir lo s nom bres de lo s apuntadores u tilizados en lo s prototipos de función. El com pilador ignora a los nom bres de parámetros in cluidos para propósitos de docum entación. Las figuras 5 .8 y 5 .9 analizan d e manera gráfica la ejecu ción de lo s programas d e las figuras 5 .6 y 5.7, respectivam ente.

Observación de ingeniería de software 5.1 Utilice el paso por valor para pasar argumentos a una función, a menos que la función que hace la lia moda requiera que la función invocada modifique el valor de la variable argumento en el entorno de la función que hace la Ihunada. Éste es otro ejemplo del principio del menor privilegio.


328


Capítulo 5

Antes de que main Home o cuboPorValor: in t

c u b o P o r V a lo r (

in t

n

)

í ra tu ra

n

*

n

*

n;

) indefinido

Después de que cuboPorValor recibe la llamada:

Después de que cuboPorValor eleva al cubo a n y antes de que cuboPorValor

Después de que cuboPorValor regresa a main y antes de que se asigne el resultado a numero: in t

c u b o P o r V a lo r

(

in t

n

)

{ ra tu ra

n

*

n

*

n;

) Indefinido

[Después de que main completa la asignación a numero: in t

c u b o P o r V a lo r (

in t

n

)

{ ro tu ra

n

*

n

*

n;

) indefinido

Figura 5.8

Análisis del paso por valor del programa d e la figura 5.6.



Capitulo 5

329

Antes de que main líame a cuboPorRaf «rancia: v o id c u b o P o r R a f « ra n c ia ( i n t * p trN ) ( • p t r t J - * p tr N • * p t r « • *ptxN ;

)

p trN

indefinido Después de que cuboPorR«f r«ncia recibe la llamada y antes de que *ptrNse eleve al cubo:

Después de que

*ptrNse eleva al cubo y antes de que el control del programa regrese

Omain: in t

u íd

n u m e ro

()

{

v o id c u b o P o rR e f « r a n c i a

125 in t

n u m ro

-

( i n t * p trN )

<

5;

| * p trW

-

* p trtí *

* p trN

*

*p tr tl;

V c u b o P o r R a f « r a n c i a ( &n u m e r o >

Figura 5.9

)j

lo f u n c ió n i n v o c a d a m o d i f i c a

p trN

\ la v a r ia b le d e la f u n c ió n q u e h a c e la lla m a d a

Análisis del paso por referencia (c o n apuntadores co m o argumentos) del programa d e la figura 5.7.

En el encabezado de la función y en el prototipo de una función q u e espera un arreglo d e un s o lo su bín d ice c o m o argum ento, s e puede utilizar la notación de apuntadores e n la lista d e parámetros de cuboPorRef rencia. E l com pilador no diferencia entre una función q u e recibe un apuntador y una función q u e recibe un arreglo con un so lo subíndice. Esto, por supuesto, sign ifica que la fun ción d eb e "saber” cuándo se recibe un arreglo o sim p lem en te una variable co n un so lo subíndice para la que se realiza el paso por referencia. C uando el com pilador encuentra un parámetro de función pa ra un arreglo con un so lo su bín d ice de la forma int b [ ] , el com pilador convierte el parámetro a la notación d el apuntador int *const b (que s e pronuncia: "b es un apuntador constante a un en te ro"; en la secció n 5.5 exp licarem os lo s apuntadores conat). A m bas form as d e declarar un parám e tro d e función com o un arreglo co n un so lo su bín d ice son intercam biables.

5.5 Uso de c o n s t con apuntadores El calificador const perm ite al programador inform ar al com pilador que el valor de una variable particular no deberá ser m odificado.


330


Capítulo 5

Observación de ingeniería de software 5.2 El calificador conat se puede utilizar para reforzar el principio del menor privilegio. Utilizar el prin cipio del menor privilegio para diseñar de manera apropiada el software, puede reducir de numera importante el tiempo de corrección, los efectos colaterales y puede hacer al programa más fácil de mo dificar y mantener.

Tip de potabilidad 5.2 Aunque con» t está bien definido en ANSI C y C + + , algunos compiladores no lo refuerzan de nume ra apropiada. Por lo tanto, una buena regla es, "conoce tu compilador". A lo largo de lo s años, se ha escrito una gran cantidad d e có d ig o heredado en version es anterio res de C que no utilizan c o n s t , debido a que no existía. Por esta razón, existen m uchas oportuni dades d e mejora en la ingeniería de softw are del viejo (tam bién denom inado “heredado”) có d igo en C . A dem ás, m uchos programadores que utilizan actualmente A N S I C y C ++ no utilizan c o n s t en su s programas, debido a que com enzaron a programar en las primeras versiones d e C. E sto s progra m adores pierden oportunidades para una buena ingeniería de softw are. E xisten m uchas p osibilid ades para utilizar (o no utilizar) c o n s t con parámetros de función. ¿C óm o elig e la posibilidad más apropiada? D eje que el principio del menor privilegio sea su guía. O tor g u e siem pre los parámetros su ficien tes para el a cceso a los datos para que cum pla su tarea esp e cí fica, pero no más. Esta se cc ió n exp lica cóm o com binar c o n s t co n d eclaraciones de apuntadores para reforzar e l principio d el m enor privilegio. El capítulo 3 exp licó q u e cuando se llam a a una función m ediante el paso por valor, se hace una cop ia del argum ento ( o argum entos) en la llam ada d e la fun ción y se pasa a la función. Si s e m odi fica la cop ia en la función, el valor original s e m antiene sin cam b io dentro d e la función que h ace la llamada. En m uchos ca so s, un valor que se pasa a una función se m odifica de manera q u e la función puede cum plir su tarea. Sin em bargo, en algunos casos, el valor no s e debe alterar en la llamada de la función, aún cuando la llamada de la función m anipula solam en te una cop ia d el valor original. Por ejem plo, con sid ere una función que tom a un arreglo co n un so lo subíndice y su tam año c o m o argum entos y posteriorm ente im prim e el arreglo. D icha función debe hacer un c ic lo a través del arreglo y mostrar cada elem en to d el arreglo d e manera individual. El tam año del arreglo se utiliza dentro de la función para determinar el subíndice más alto del arreglo, d e manera que el ciclo pueda terminar cuando se com plete la im presión. El tamaño del arreglo no cam bia en el cuerpo d e la función, d e manera que se d eb e declarar co m o c o n s t . Por supuesto, debido a que el arreglo solam ente se im prim e, tam bién debe declararse com o c o n s t .

Observación de ingeniería de software 5.3 Si un valor no cambia (o no debe ccmibiar) en el cuerpo de una función a la cual se pasa, el paráme tro se debe declarar como conat para asegurarse de que no se modificó de manera accidental. Si s e intenta m odificar un valor c o n s t . se d esp liega un m ensaje de error o d e advertencia, d e pendiendo d el com pilador.

Observación de ingeniería de software 5.4 Cuando se utiliza el paso por valor, sólo se puede devolver un valor a la función que hace la llamada. Para modificar múltiples valores en una fimeión invocada, se deben pasar varios argumentos por refe rencia

Buena práctica de programación 5.2 Antes de utilizar una función, verifique su prototipo de función para determinar los parámetros que puede modificar. Existen cuatro maneras de pasar un apuntadora una función: un apuntador no constante a un da to no constante (figura 5.1 0 ), un apuntador n o constante a un dato constante (figura 5.11 y figura 5.12),



Capitulo 5

331

un apuntador constante a un dato no constante (figura 5 .1 3 ), y un apuntador constante a un dato con s tante (figura 5.1 4 ). C ada com b inación proporciona un nivel diferente de privilegios de a cceso .

Apuntador no constante a un dato no constante El m ayor a cc eso se otorga m ediante un apuntador no constante a un dato no constante; lo s datos se pueden m odificar a través d e apuntadores d esrefereneiados, y el apuntador se puede m odificar para q u e apunte a otros datos. Las d eclaraciones para apuntadores no constantes hacia datos n o constan tes n o incluyen const. D ich o apuntador se puede utilizar para recibir una cadena en una función que cam b ie el valor d el apuntador para procesar (y posiblem en te m odificar) cada carácter en la c a dena. En la figura 5 .1 0 , la función convierteAMayuacula (lín eas 2 7 -3 8 ) declara el parámetro ptrS (línea 2 7 ) para que sea un apuntador a un dato no constante. La función procesa la cadena

frase, un carácter a la vez (lín eas 29 -3 6 ). La función ielower (línea 3 1 ) tom a un carácter co m o argum ento y d evu elve verdadero s i el carácter es una letra m inúscula y d e lo contrario d ev u elv e fal so. L os caracteres en el rango de 'a' a ' z ' se convierten a su correspondiente e n m ayúscula m ediante la función toupper (lín ea 32); los dem ás perm anecen sin cam bio. La función toupper tom a un carácter co m o argumento. Si e l carácter e s una letra m inúscula, d ev u elv e su correspondiente letra m ayúscula; d e lo contrario, s e d evu elve el carácter original. La función toupper y la función

islower son parte de la biblioteca d e m anejo de caracteres . (V ea el cap ítulo 18, B its, caracteres, cadenas y estructuras.) D esp ués de procesar un carácter, la lín ea 34 increm enta ptrS en I. C uando se ap lica el operador + + a un apuntador que apunta a un arreglo, s e m odifica la direc ción de m em oria alm acenada para apuntar al siguiente elem ento del arreglo (en este caso, el siguiente carácter de la cadena). Sumar uno a un apuntador es una operación válid a en la aritm ética d e ap u n tadores, la cual exp licarem os con d etalle en las se cc io n e s 5 .7 y 5.8.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Fig. 5.10* £ig05_10.cpp // Convierte letras minúsculas en letras mayúsculas // mediante el uso de un apuntador no constante a un dato no constante iinclude using std::cout; using std::endl; •inelude

// prototipos para islower y toupper

10 11

void convierteAMayuscula( char * );

12 13 14 15 16 17 18 19 20

21

22 23 24 25

int main() { char fraseíl - "caracteres y $32.98"; cout << "La frase antes de la conversión es: * << frase; convierteAMayuscula( frase ); cout << "\nl*a frase después de la conversión: " << frase << endl; retura 0;


} // fin de main

Rgura 5.10

Conversión de una cadena a mayúsculas. (Parte 1 de 2.)


332

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38


Capítulo 5

// convierte una cadena a letras mayúsculas

void convierteAMayuscula( char *ptrS ) {

while ( "ptrS !■ '\0' ) {

//el carácter actual no es 'NO'

if ( islower ( *ptrS ) ) // si el carácter es minúscula, *ptrS - toupper ( *ptrS ); //lo convierte a mayúscula ♦♦ptrS;

// mueve ptrS a la siguiente cadena de caracteres

) // fin de while } // fin de la función convierteAMayuscula

La frase antes de la conversión es: caracteres y $32.98 La frase después de la conversión: CARACTERES Y $32.98

Figura 5.10

Conversión d e una c a d e n a a mayúsculas. (Parte 2 de 2.)

A p u n ta d o r n o co n sta n te a u n dato consta n te U n a p u n ta d o r n o c o n s ta n te a u n d a to c o n s ta n te e s u n a p u n ta d o r q u e s e p u e d e m o d ific a r p a ra q u e a p u n te a c u a lq u ie r e le m e n to d e d a to d e l tip o a p ro p ia d o , p e ro d d a to a l c u a l a p u n ta n o se p u e d e m o d ific a r a tr a v é s d e e s e a p u n ta d o r. D ic h o a p u n t a d o r s e p o d r ía u tiliz a r p a r a r e c ib ir u n a r r e g lo c o m o a r g u m e n to d e u n a fu n c ió n q u e p r o c e s a r á c a d a e le m e n to d e l a r r e g lo , p e r o n o d e b e p e r m itír s e le q u e m o d ifiq u e lo s d a to s . P o r e je m p lo , la fu n c ió n

ptrS ( lin c a 2 5 ) d e c o m o “ptrS e s u n a a p u n ta d o r a tr u c tu r a f o x ( lín e a s 2 7 - 2 8 ) p a r a

e l p a r á m e tr o

imprimeCaractores (lín e a s 2 5 - 3 0 d e la f ig u ra 5 .1 1 ) d e c la ra const char *. L a d e c la ra c ió n s e le e d e d e r e c h a a iz q u ie r d a

tip o

u n a c o n s ta n te d e c a r a c te r e s " . E l c u e r p o d e l a fu n c ió n u tiliz a l a e s m o s tra r c a d a c a r á c te r d e la c a d e n a , h a s ta q u e e n c u e n tra a l c a r á c te r

n u lo . D e s p u é s d e q u e s e im p r im e c a d a c a r á c te r , s e in c re m e n ta e l a p u n ta d o r

ptrS

p a r a q u e a p u n te

a l s ig u ie n te c a r á c t e r d e la c a d e n a .

1 2

3 4 5 6 7

// Fig. 5.11: fig05_ll.cpp // Impresión de una cadena, carácter por carácter, mediante el uso de / / u n apuntador no constante a un dato constante. iinclude using std::cout; using std::endl;

8 9

void imprimeCaracteres( const char * );

10 11

int main()

12

{

13 char frase ti ■ "imprime caracteres de una cadena"; 14 15 cout << "La cadena es:\n"; 16 imprimeCaracteres( frase ); 17 cout << endl; 18 _____________________________________________________________________ Figura 5.11

Impresión d e una ca d e n a , carácter por carácter, m ediante el uso d e un apuntador no constante a un d a to constante. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 5

19

return 0;

333


20 21

} // fin de main

22 23 24 25 26 27 28 29 30

// ptrS no puede modificar el carácter al cual apunta, / / e s decir, ptrS es un apuntador "de sólo lectura” void imprimeCaracteres( const char *ptrS ) { for ( ; *ptrS 1■ '\0'; ptrS++ ) // sin inicialización cout << *ptrS; ) // fin de la función imprimeCaracteres

La cadena es: imprime caracteres de una cadena

Rgura 5.11

Impresión d e una ca d e n a , carácter por carácter, mediante el uso d e un apuntador no constante a un d a to constante. (Parte 2 d e 2.)

L a f ig u ra 5 .1 2 m u e s tr a lo s m e n s a je s d e e r r o r d e s in ta x is p r o d u c id o s c u a n d o se in te n ta c o m p ila r u n a fu n c ió n q u e r e c ib e u n a p u n ta d o r n o c o n s ta n te a u n d a t o c o n s ta n te , y d e s p u é s in te n ta u tiliz a r d i c h o a p u n ta d o r p a r a m o d ific a r e l d a to .

1 2 3 A* * 5 O 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

// Fig. 5.12: fig05_12.cpp // Intento de modificar datos a través de un // apuntador no constante a un dato constante. void f{ const int * );

// prototipo

int main() { int y; f( fcy );

// f intenta una modificación ilegal

return 0;


) // fin de main // ptrx no puede modificar el valor de la variable // a la cual apunta void f ( const int #ptrX ) ( *ptrX - 100; // error: no se puede modificar un objeto const ) // fin de la función f

c:\mis documentos\pearson\c ♦+ deitel\cppdeitel_ejampios\ch05 \fig05_12.cpp(21) : error C2166: 1-value specifies const object

Rgura 5.12

Intento de modificar datos a través d e un apu n ta do r no constante a un d a to constante.


334


Capítulo 5

C om o sab em os, lo s arreglos son tipos de datos agregados q u e alm acenan elem en to s d e datos re lacion ad os d el m ism o tipo bajo un m ism o nombre. El capítulo 6 ex p lic a otro tipo de dato agregado llamado estructura (en ocasiones, en otros lenguajes se le con oce co m o registro ). Una estructura puede almacenar elem entos de datos de diferentes tipos bajo un m ism o nombre (por ejem plo, almacenar infor mación acerca de cada em pleado de una empresa). Cuando se llama a una función mediante un arreglo co m o argum ento, el arreglo se pasa a la función por referencia. Sin em bargo, las estructuras siempre s e pasan por valor, se pasa una cop ia com p leta de la estructura. E sto requiere la sobrecarga d e tiem p o de ejecu ción para hacer una cop ia de cada elem en to de dato en la estructura y alm acenarla en la pila de la llamada a la función (el lugar en donde se colocan las variables autom áticas que se utili zan en la llamada d e la función durante la ejecu ción de ésta). Cuando se debe pasar una estructura de datos a una función, podem os utilizar un apuntador a un dato constante (o una referencia a un dato con stan te) para obtener el rendim iento d el paso por referencia y la p rotección d el paso por valor. C uando s e pasa un apuntador a una estructura, solam en te se hace una cop ia de la dirección en la cual s e alm acena la estructura; no se cop ia la estructura m ism a. En una m áquina con d ireccion es de cua tro bytes, s e hace una cop ia d e cuatro bytes d e m em oria en lugar de una cop ia d e una estructura de datos grande.

Tip de rendimiento 5.1 Para obtener los beneficios de rendimiento del paso por referencia pase objetos grandes tales como estructurxis mediante apuntadores a datos constantes, o referencias a datos constantes.

Observación de ingeniería de software 5.5 Para obtener la seguridad del paso por valor, pase objetos grandes, tales como estructuras, mediante apuntadores a datos constantes, o referencias a datos constantes. A p u n ta d o r co n sta n te a u n da to n o consta n te Un apuntador constante a un dato no constante e s un apuntador q u e apunta siem pre a la m ism a lo calidad de m em oria; el dato en dicha localidad se puede m odificar a través d el apuntador. El nom bre d el arreglo es un apuntador constante hacia el principio del arreglo. S e puede acceder a todos los datos en e l arreglo y m odificarlos m ediante el nombre d el arreglo y su subíndice. Un apuntador c o n s tante a un dato no con stante se puede utilizar para recibir un arreglo co m o argum ento de una fun ción que accede a lo s elem entos del arreglo m ediante el uso de la notación de subíndice de un arreglo. L os apuntadores q u e se declaran com o const se deben inicializar cu an do se declararan (si el apuntador e s un parámetro de función, se in icializa co n un apuntador q u e se pasa a la función). El programa de la figura 5 .1 3 intenta m odificar un apuntador constante. La línea 12 declara el apunta dor ptr de tipo int * const. La declaración d e la figura se le e d e derecha a izquierda co m o “ptr e s un apuntador constante a un entero”. El apuntador se inicializa co n la d irección de la variable en tera x. La línea 15 intenta asignar la d irección d e y a ptr, pero el com pilador genera un m ensaje de error. O bserve que no ocurre error alguno cuando la línea 14 asigna e l valor 7 a ptr; el valor no constante al cual apunta ptr se puede m odificar m ediante ptr.

1 2 3 4

// Pig. 5.13: fig05_13.cpp // Intanto para modificar un apuntador conatanta a un // dato no conatanta.

5

int main()

6

{

7

int x, y;

__8 _______________________________________________________________________________________ Figura 5.13

Intento para modificar un apuntador constante a un d a to no constante. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 5

9 10

// ptr es un apuntador constante a un entero que se puede // modificar a través de ptr, pero ptr siempre apunta a la // misma localidad da memoria, int * const ptr » &x;

11 12 13 14 15 16 17 18 19

335

*ptr - 7; // permitido: *ptr no es const ptr - &y; // error : ptr es const; no se puede asignar nueva dirección return 0;


) // fin de main

c:\mis documentos\pearson\c ++ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch05\íig05_13.cpp(15) : error C2166: 1-valué specifies const object Intento para modificar un apuntado r constante a un d a to no constante. (Parte 2 de 2.)

Figura 5 .1 3

Error común de programación 5.6 No iniáaiizar un apuntador que se declara como c o n » t, es un error de sintaxis. A p u n ta d o r co n sta n te a u n co n sta n te El m enor privilegio de a cceso se co n ced e m ediante un apuntador constante a un d ato constante. D i ch o apuntador siem pre apunta a la m ism a localidad de m em oria, y lo s datos en dicha localidad de m em oria n o s e pueden m odificar m ediante e l u so de un apuntador. Ésta e s la manera en que s e d e be pasar un arreglo a una función que solam ente lee el arreglo, m ediante la notación d e subíndices del arreglo para no m odificarlo. El programa de la figura 5 .1 4 declara a la variable de apuntador p t r de tip o c o n s t i n t * c o n s t (línea 15). Esta declaración se lee d e derecha a izquierda co m o “p t r es un apuntador constante a un entero constante”. La figura m uestra e l m ensaje de error que se genera cuando se intenta m odificar el dato al cual apunta p t r (lín ea 19), y cuando se hace el intento de m odificar la dirección alm acenada en la variable de apuntador (lín ea 20). O bserve que no ocurren errores cu an do el programa intenta desreferenciar a p t r , o cuando el programa intenta mostrar el valor al cual apunta p t r (línea 17), debido a que ni el apuntador ni e l dato s e m odifican en esta in s trucción.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 5.14: fig05_14.cpp // Intento para modificar un apuntador constante a un dato constante. finclude using std::cout; using std::endl; int main() { int x ■ 5, y;

11 12 13 14

// ptr es unapuntador constante a unentero constante. // ptr siempre apuntaa la misma localidad; el entero // en esa localidad no se puede modificar.

Figura 5.14

Intento de modificar un apuntador constante a un dato constante. (Parte 1 de 2.)


336

15 16 17 18 19 20


Capítulo 5

conat int *con«t ptr - &x; cout << *ptr << endl; *ptr = 7; // error: *ptr es conat; no aa pueda asignar un nuevo valor ptr ■ &y; // error: ptr es ccnat; no se puede asispar una nueva dirección

21 22 23 24

return 0;


} // fin de main

c :\misdocumentos\pearson\c++deitel\cppdeitel_ejemplosXch05\fig05_14.cpp(19) : error C2166: 1-value specifiea conat object c:\mia documentoa\pearaon\c ♦♦ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch05\fig05_14.cpp(20) : error C2166: 1-value specifiea conat object

Figura 5.14

Intento d e modificar un apuntador constante a un d a to constante. (Parte 2 d e 2.)

5.6 Ordenamiento burbuja mediante las llamadas por referencia M odifiquem os el programa de la figura 4 .1 6 , el cual em plea el ordenam iento burbuja, para utilizar d o s funciones. ordenamBurbu ja e intercambio (figura 5.15). L a función ordenamBurbuja (lín eas 4 0 -5 2 ) realizan el ordenam iento del arreglo. La función ordenamBurbuja llam a a la función intercambio (línea 5 0 ) para intercam biar lo s elem en tos d el arreglo arreglo! k ] y

arreglo [ k + 1 ]. R ecuerde que C + + refuerza el ocultam iento de inform ación entre las fu n cio nes, d e manera que intercambio no tiene a cceso a lo s elem en to s individuales d el arreglo en ordenamBurbu ja. D eb id o a que ordenamBurbu ja desea que intercambio tenga a cc eso a los elem en tos d el arreglo que se van a intercambiar, ordenamBurbu ja pasa cada uno de estos elem en tos por referencia a intercambio; la dirección d e cada elem en to d el arreglo s e pasa de m a nera explícita. A unque los arreglos com p letos s e pasan por referencia, lo s elem en to s individuales del arreglo son escalares y por lo general se pasan por valor. Por lo tanto, ordenamBurbu ja utiliza el operador d e dirección (&) en cada elem en to del arreglo, en la llam ada a la función intercambio (lín ea 5 0 para efe cto d el paso por referencia). La función intercambio (lín ea s 5 6 -6 2 ) recibe ¿arreglo [ k ] en la variable de apuntador ptrElementol. E l ocu ltam ien to d e inform ación previene q u e intercambio “con ozca" e l nombre arreglo! k ] , pero intercambio puede utilizar *ptrElementol co m o sin ón im o de arreglo! k ] . E ntonces, cuando intercambio h ace referencia a *ptrElemento 1 . en realidad hace referencia al arreglo I k ] dentro de or-

denamBurbuja. D e m anera similar, cuando intercambio hace referencia a *ptrElemento2. en realidad hace referencia al arreglo I k + 1 ] en ordenamBurbu ja. 1 2 3 4 5 6 7

// Pig. 5.15: f±g05_15.cpp // Este programa coloca valores dentro de un arreglo, ordena los valores en // orden ascendente, e imprime el arreglo resultante. 4include using std::cout; using std::endl;

8 9

iinclude

10 Rgura 5.15

Ordenamiento por el método burbuja mediante paso por referencia. (Parte 1 d e 3.)



Capitulo 5

11

12

using std::setw;

13 14 15 16 17 18 19

void ordenamBurbuja( int ", conat int ); void intercambio! int * const, int * const );

337

// prototipo // prototipo

int main() { const int tamanoArreglo * 10; int a[ tamanoArreglo ] ■ { 2, 6, 4, 8, 10, 12, 89, 68, 45, 37 };

20 21

cout << "Elementos de datos en su orden originalXn";

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

for { int i » 0; i < tamanoArreglo; i++ ) cout << setw( 4 ) << a[ i ]; ordenamBurbuja( a, tamanoArreglo );

// ordena el arreglo

cout << "XnElementos de datos en orden ascendenteXn"; for ( int j ■ 0; j < tamanoArreglo; j** ) cout << setw( 4 ) << a[ j ]; cout << endl; return 0;


} // fin de main // ordena un arreglo de enteros mediante el algoritmo de ordenamiento burbuja void ordenamBurbuja( int "arreglo, const int tamaño ) { // ciclo para controlar las pasadas for ( int pasada - 0; pasada < tamaño - 1; pasada** ) // ciclo para controlar las comparaciones durante cada pasada for ( int k - 0; k < tamaño - 1; k** ) // intercambia elementos adyacentes, si éstos se encuentran en desorden if ( arreglo [ k ] > arreglo [ k ♦ 1 1 ) intercambio( ¿arreglo[ k ], ¿arreglo[ k * 1 ] ); } // fin de la función ordenamBurbuja // intercambia valores en localidades de memoria a los que // apuntan ptrElementol y ptrElemento2 void intercambio! int * const ptrElementol, int * const ptrElemento2 ) ( int mantiene - "ptrElementol; "ptrElementol ■ "ptrElemento2; "ptrElemento2 - mantiene; } // fin de la función intercambio

Figura 5.15

Ordenamiento por el método burbuja mediante paso por referencia (Parte 2 de 3.)


338


Capítulo 5

Elementos de datos en su orden original 2 6 4 8 10 12 89 68 45 37 Elementos de datos en orden ascendente 2 4 6 8 10 12 37 45 68 89 Figura 5.15

Ordenamiento por el m étodo burbuja mediante paso por referencia. (Parte 3 d e 3.)

A ún cuando no se le permite a intercambio utilizar las instrucciones:

mantiene - arreglo[ k ♦ 1 ]; arreglo! k ] - arreglo! k ♦ 1 ]; arreglo! k ♦ 1 ] « mantiene; s e co n sig u e exactam ente el m ism o efecto con:

int mantiene - *ptrBlementol; "ptrElementol - *ptrElemento2; *ptrElemento2 - mantiene; e n la función

intercambio d e la figura 5.15.

Es necesario observar m uchas de la s características d e la función ordenamBurbu ja. El en ca b ezad o d e la función (lín ea 4 0 ) declara arreglo co m o int *arreglo, en lugar de int arre glo!]. para indicar que la función ordenamBurbu ja recibe un arreglo de un so lo subíndice com o argumento (de nuevo, estas notaciones son intercam biables). El parámetro tamaño se declara com o const para reforzar el principio d el m enor privilegio. A unque el parámetro tamaño recibe una cop ia d e un valor en main, y m odificar la co p ia no m odifica el valor en main. ordenamBur

bu ja no necesita alterar tamaño para llevar a cabo su tarca. El tamaño d el arreglo perm anece fijo durante la ejecu ción de ordenamBurbu ja. Por lo tanto, tamaño se declara co m o conet para asegurarse d e que no se m odifique. Si el tamaño d el arreglo se m odifica durante el p roceso d e orde nam iento, e l algoritm o d e ordenam iento n o se ejecutará de manera correcta. Al definir la función ordenamBurbu ja para que reciba el tamaño del arreglo com o parámetro, habilitam os a la función para que se pueda utilizar por cualquier programa que ordene arreglos int de un solo subíndice de cualquier tamaño. El tamaño del arreglo podría haberse programado de manera directa dentro de la función. Esto restringiría el uso de la función a un arreglo de tamaño esp ecífico y reducir la reutilización d e software. Solam ente lo s programas q u e procesan arreglos int d e un solo subíndice del tamaño esp ecífico d e “cód igo duro” dentro de la función podrían utilizar la función.

Observación de ingeniería de software 5.6 ( Cuando pase un arreglo a una función, también pase el tamaño de! arreglo (en lugar de definir en la ' función el tamaño del arreglo). Esto ayuda a hacer la función más general. Las funciones generales a

menudo son reutilizables en muchos programas. C + + proporciona el operador unario e i z e o f para determ inar el tamaño d e un arreglo (o cu al quier otro tipo de dato, variable o constante) en bytcs durante la com p ilación d el programa. Cuando s e ap lica al nom bre de un arreglo, co m o en la figura 5 .1 6 (lín ea 16), el operador sizeof d evu elve el núm ero total de b ytes en el arreglo com o un valor de tipo size_t (el cual por lo general es un

unsigned int). La com putadora que u tilizam os para com pilar este programa alm acena las varia b les de tipo double en 8 bytes d e m em oria, y el arreglo se declara con 20 elem en tos, así, arre glo utiliza 160 bytcs en m em oria. http://alexyniorlls.blogspot.com 394 of 1380.


Capitulo 5

339

C uando se aplica a un parámetro un apuntador (lín ea 2 8 ) en una función que recibe un arreglo co m o un argum ento, el operador s i z e o f d ev u elv e el tamaño d el apuntador en bytcs (4), no el ta m año d el arreglo.

Error común de programación 5.7 Utilizar el operador mi zeot en una función para encontrar el tamaño (en bytcs) de un parámetro de arreglo arroja el tamaño (en bytes) de un apuntador, no el tamaño del arreglo. El núm ero de elem en tos de un arreglo también se puede determinar, si utilizam os lo s resultados de dos operaciones s i z e o f . Por ejem p lo, con sid ere la sigu ien te declaración d el arreglo:

double arregloReal[ 22 ]; Si las variables d e tipo d o u b l e s e alm acenan en o ch o b ytes d e m em oria, el arreglo a r r e g l o R e a l contienen un total de 176 bytcs. Para determ inar el núm ero d e elem en tos en el arreglo, se puede uti lizar la sigu iente expresión:

sizeof arregloReal / sizeof( double )

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Pig. 5.16: fig05_16.cpp // Cuando se utiliza al operador size of con el nombre de un arreglo // éste devuelve el número de bytes en el arreglo. Vinclude using std::cout; using std::endl; size t obtieneTamano( double * );

// prototipo

10 11

12 13

int main() ( double arreglo! 20 ];

14

15 16

cout << "El numero de bytes en el arreglo es * << sizeof( arreglo );

17 18 19

cout << "\nEl numero de bytes que devuelve obtieneTamano es " << obtieneTamano( arreglo ) << endl;

20 21

retura 0;


22 23 24 25 26 27 28 29 30

> // fin de main // devuelve el tamaño de ptr size_t obtieneTamano{ double *ptr ) { retura sizeof( ptr ); > // fin de la función obtieneTamano

El numero de bytes en el arreglo es 160 El numero de bytes que devuelve obtieneTamano es 4

Figura 5.16

C u a n d o el operador sizeof se aplica al nombre d e un arreglo, éste devuelve el número d e bytes en el arreglo.


340


La expresión determ ina el núm ero d e b ytes en el arreglo

Capítulo 5

arregloReal, y divid e ese valor en double: e l resultado e s el

tre el núm ero de bytes u tilizad os en m em oria para alm acenar un valor núm ero d e elem en tos en arregloReal.

El programa d e la figura 5.1 7 utiliza el operador sizeof para calcular el núm ero de bytes uti lizad os para alm acenar cada uno de lo s tipos de datos estándar.

Tip de portabilidad 5.3 El número de bytes utilizados para almacenar un tipo de dato en particular puede variar entre siste mas. Cuando escriba programas que dependan del tamaño del tipo de datos, y si éstos se ejecutarán en distintos sistemas de cómputo, utilice mizmof para determinar el número de bytes utilizados para almacenar los tipos de datos. 1

2 3 4 5 6

// Fig. 5.17j fig05_17.cpp // Demostración del operador sizeof. •inelude using stds:cout; using std:rendí;

7

8

int main()

9

{

10 11

12 13 14 15 16 17 18 19

20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

char cj short s ; int i; long 1; float f; double d; long double Id; int arreglo[ 20 ]; int *ptr » arreglo; cout << << << << << << << << << << << << << << << << <<

"sizeof c - " << sizeof c "\tsizeof(char) - w << sizeof( char ) "\nsizeof s « " << sizeof s "\tsizeof(short) - " << sizeof( short ) "\nsizeof i - " << sizeof i "\tsizeof(int) - " « sizeof( int ) "\nsizeof 1 - " << sizeof 1 "\tsizeof(long) - " << sizeof( long ) "\nsizeof f ■ * << sizeof f "\tsizeof(float) ■ " « sizeof( float ) "\nsizeof d - * << sizeof d "\tsizeof(double) - " « sizeof( double ) "\nsizeof Id ■ " << sizeof Id "\tsizeof(long double) ■ " << sizeof( long double ) "\nsizeof arreglo ■ * << sizeof arreglo "\nsizeof ptr ■ * << sizeof ptr endl;

return 0;


} // fin de main

figura 5.17

Uso del operador s i z e o f para determinar los tamaños d e los tipos d e datos estándar. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 5

rl ■ o

sizeof sizeof sizeof sizeof sizeof

n HN e 0 m

8-2 i - 4 1-4 £ - 4 d - 8 sizeof Id - 8 sizeof arreglo sizeof ptr - 4

Rgura 5.17

341

sizeof(char) - 1 sizeof(short) - 2 sizeof(int) - 4 sizeof(long) - 4 sizeof(float) - 4 sizeof(double) - 8 sizeof(long double) - 8 80

Uso del operador sizeof para determinar los tamaños d e los tipos d e datos estándar. (Parte 2 d e 2.)

E l operador sizeof se puede aplicar a cualquier nombre de variable, nom bre de tipo o valor constante. C uando sizeof se aplica a un nom bre d e variable (el cual no e s un nombre d e un arre glo) o a un valor constante, d evu elve el núm ero d e bytes utilizados para alm acenar el tipo esp ecífico de variable o d e constante. O b serve que lo s paréntesis q u e se utilizan co n sizeof só lo son n ece sarios si s e sum inistra el nom bre de tipo a s í co m o su operando. Los paréntesis que s e utilizan con sizeof no son n ecesarios cuando e l operando d e sizeof e s el nom bre de una variable o d e una constante. R ecuerde q u e sizeof es un operador, no una función, y que surte efecto en tiem po de com p ilación , no en tiem po de ejecución.

Error común de programación 5.8 Omitir el paréntesis en una operación s i z e o f cuando el operando es un nombre de tipo, es un error de sintaxis.

Tip de rendimiento 5.2 Debido a que sizeof es un operador unario de tiempo de compilación, no un operador de tiempo de ejecución, utilizar sizeof no afecta de manera negativa el rendimiento de la ejecución.

Tip para prueba y depuración 5.2 Para evitar los errores asociados con la omisión de los paréntesis alrededor del operando del opera dor sizeof. muchos programadores incluyen paréntesis alrededor de cada operando sizeof.

5.7 Expresiones con apuntadores y aritmética de apuntadores L os apuntadores son operandos válid o s dentro d e exp resion es aritm éticas, exp resion es de asignación y exp resion es d e com paración. Sin em bargo, n o todos los operadores generalm ente u tilizados en e s tas exp resion es son válid os con variables d e apuntador. Esta secció n d escrib e los operadores que pueden tener lo s apuntadores co m o operandos y có m o se utilizan esto s operadores co n apuntadores. E s p osible realizar m uchas op eracion es aritm éticas con apuntadores. Un apuntador se puede in crementar (♦ + ) o dism inuir ( — ), se puede sumar un entero a un apuntador (+ o ♦ • ) , se puede restar un entero d e un apuntador (o - • ) , o se puede restar un apuntador d e otro. Suponga q u e se declara el arreglo int v[ 5 ] y que su prim er elem en to se encuentra en la lo calidad 3000 de m em oria. Suponga que el apuntador ptrv se in icializa para que apunte a v[ 0 ] (es decir, que el valor de ptrv es 3000). La figura 5 .1 8 m uestra esta situación para una m áquina con cuatro bytes para enteros. Observe que ptrV se puede inicializar para que apunte al arreglo cualquiera de las sigu ien tes instrucciones:

prtV - v; ptrV - &v [ 0 ] ;


v con

342


Capítulo 5

localidad

3000

3004

3008

3012

3016

variable d e apuntador vPtr

Rgura 5.18

El arreglo v y la variable d e apuntodor ptrv que apunta a v.

Tip de portabilidad 5.4 Muchas computadoras actuales tienen enteros de dos o de cuatro bytes. Algunas de las máquinas más nuevas utilizan enteros de ocho bytes. Debido a que los resultados de la aritmética de apuntadores dependen del tamaño de los objetos a los que apunta el apuntador, la aritmética de apuntadores de pende de la computadora. En la aritm ética con ven cional, la sum a 3000 + 2 arroja e l valor 3002. Por lo general, éste no e s e l c a so con la aritm ética d e apuntadores. C uando un entero s e su m a, o se resta de un apuntador, e l apuntador no se increm enta o s e dccrcm cnta solam en te por dicho entero, sin o por el entero m ul tiplicad o por el tamaño del ob jeto al cual hace referencia el apuntador. E l núm ero de bytes depende d el tam año d el tipo d el objeto. Por ejem p lo, la instrucción:

ptrV *■ 2; produciría 3008(3000 + 2 * 4), si su p on em o s que int se alm acena e n cuatro b ytes d e m em oria. En el arreglo v, ptrV apuntará ahora a v [ 2 ] (figura 5.19). Si un entero se alm acena en d os bytes d e m em oria, en ton ces el procedim iento de cá lcu lo arrojará co m o resultado la localidad de m em oria

3004 (3000 + 2 * 2). Si e l arreglo fuera de un tipo d e dato diferente, la instrucción anterior incre mentaría el apuntador por el d ob le d el número d e b ytes que s e requiere para alm acenar un objeto de e se tip o d e dato. C uando s e realiza una aritm ética de apuntador en un arreglo d e caracteres, lo s resul tados serán con sisten tes con la aritm ética norm al, d eb ido a que cada carácter tiene un byte d e lon gitud.

localidad

3000

3004

3008

3012

3016

variable d e apuntador vf>tr

Rgura 5.19

El apuntador ptrV después d e la aritmética d e apuntadores.



Capitulo 5

Si

343

ptrV se hubiera increm entado a 3016. lo cual apunta a v[4], la instrucción: p tr V — 4 ;

establecería p t r v de nuevo a 3 0 0 0 : el principio del arreglo. Si un apuntador se increm enta o d ccrem enta en uno, se pueden utilizar los operadores de increm ento (♦■►) y de decrem ento ( — ). Cada una de las instrucciones: ♦ + p tr V ; p tr v + + ; increm enta el apuntador para que apunte al sigu iente elem en to del arreglo. Cada una d e las instruc ciones:

--ptrV; p tr V — ; dccrem enta el apuntador para que apunte al elem en to previo del arreglo. Las variables de apuntador que apuntan al m ism o arreglo se pueden restar entre sí. Por ejem p lo, si

ptrv con tien e la localidad 3000 y ptrV2 co n tien e la dirección 3008, la instrucción: x ■ p tr V 2 - p t r v ;

asigna a x el núm ero d e elem en tos del arreglo entre ptrv a ptrv2. en este ca so , 2. La aritm ética de apuntadores no tiene sign ificad o alguno a m en o s que se realice sobre un apuntador que apunta a un arreglo. N o p od em os asum ir que d o s variables d el m ism o tipo se alm acenan d e m anera contigua en m em oria, a m enos que sean elem en tos ad yacen tes de un arreglo.

Error común de programación 5.9 Utilizar la aritmética de apuntadores en un apuntador que no hace referencia a un arreglo de valores, es un error lógico.

Error común de programación 5.10 Restar o comparar dos apuntadores que no hacen referencia a elementos del mismo arreglo, es un error lógico.

Error común de programación 5.11 Utilizar la aritmética de apuntadores para incremetar o disminuir un apuntador de manera tal que el apuntador haga referencia a un elemento más allá del finid del arreglo o antes del principio del arre glo por lo general, es un error lógico. S e p uede asignar un apuntador a otro apuntador si am bos son d el m ism o tipo. D e lo contrario, se debe utilizar el operador d e con versión d e tip o para convertir el valor d el apuntador a la derecha de la asignación al tipo d e apuntador q u e se encuentra a la izquierda d e la asignación. La excep ción a esta regla es el apuntador a void (es decir, void *), el cual e s un apuntador gen érico capaz de representar cualquier tipo de apuntador. Es p o sib le asignar todos los tipos de apuntador a un apunta dor d e tipo void * sin conversión d e tipo. Sin em bargo, n o s e p uede asignar un apuntador d e tipo void * de manera directa a un apuntador d e otro tipo: el apuntador d e tipo void * primero debe convertirse al tip o apropiado d e apuntador. N o se puede desreferenciar un apuntador void * . Por ejem plo, e l com pilador “sabe” que un apuntador a int hace referencia a cuatro bytes de m em oria en una m áquina de enteros d e cuatro bytes, pero un apuntador a void sim plem ente co n tien e una d irección de m em oria para un tipo d e dato d escon ocid o; el com pilador no con o ce el núm ero preciso d e bytes al cual h ace referencia un apun tador. E l com pilador d eb e con ocer el tipo de un dato para determ inar el núm ero de b ytes al que se


344


Capítulo 5

hará referencia para un apuntador e n particular. Para un apuntador a void, este núm ero de b ytes no s e puede determ inar a partir d el tipo.

Error común de programación 5.12 Asignar un apuntador de un tipo a un apuntador de otro tipo (diferente de void *X sin realizar la con versión de tipo del primer apuntador al tipo del seguruio. es un error de sintaxis.

__

Error común de programación 5.13 Todas las operaciones sobre un apuntador void * son errores de sintaxis, excepto la comparación de apuntadores void * con otros apumadores, la conversión de tipo de apuntadores void * a tipos vá lidos de apuntadores, y asignar direcciones a apuntadores void *. Los apuntadores se pueden com parar m ediante lo s operadores d e igualdad y relaciones. Las

com p araciones m ediante operadores de relación no tienen sentid o, a m enos que lo s apuntadores apunten a m iem bros del m ism o arreglo. Las com paraciones entre apuntadores verifican las d ireccio n es alm acenadas en lo s apuntadores. Por ejem p lo, una com paración d e d o s apuntadores que apun tan al m ism o arreglo podría mostrar q u e un apuntador apunta a un elem en to ubicado m ás alto e n el arreglo que lo s otros apuntadores. Un uso com ún de la com paración de apuntadores es determinar si un apuntador es 0 (es decir, el apuntador no apunta a lugar alguno).

5.8 Relación entre apuntadores y arreglos L os arreglos y los apuntadores se relacionan íntim am ente en C + + y s e pueden utilizar casi de m odo intercam biable. Un nom bre d e arreglo se puede representar co m o un apuntador constante. L os apun tadores se pueden utilizar para hacer cualquier operación que involucre su bín d ices d e arreglos. Suponga las sigu ien tes declaraciones:

int b[ 5 ]; int *ptrB; D eb id o a que el nom bre de un arreglo (sin subíndice) es un apuntador al primer elem en to d el arre g lo , p odem os establecer ptrB en la d irección del primer elem en to d el arreglo b con la instrucción:

ptrB ■ b; E sto e s equivalente a tom ar la dirección del primer elem en to del arreglo de la sigu ien te manera:

ptrB - 6b[ 0 ]; S e puede hacer referencia al elem en to b [ 3 ] d el arreglo de m anera alternativa con la expresión de apuntadores:

M

ptrB ♦ 3 )

E l 3 d e la expresión anterior e s el desplazam iento para el apuntador. C uando el apuntador apunta al principio de un arreglo, el desplazam iento indica a cuál elem en to d el arreglo s e debe hacer referen cia , y el valor d e d esp lazam iento e s id én tico al su bín d ice del arreglo. A la notación anterior s e le c o n o c e co m o notación apuntador/desplazam iento. L os paréntesis son necesarios, d eb ido a que la p recedencia de * e s más alta que la precedencia d e +. Sin lo s paréntesis, la expresión anterior sum a ría 3 al valor d e la expresión *ptrB (es decir, se sumaría 3 a b [ 0 ] , si su pon em os que ptrB apun ta al in icio del arreglo). Tal co m o se puede h acer referencia al elem en to d el arreglo m ediante una ex presión d e apuntador, la dirección:

&b[ 3 1



Capitulo 5

345

se puede escribir co n la expresión de apuntador:

ptrB ♦ 3 El nom bre d el arreglo se puede tratar co m o un apuntador y utilizarse co n la aritm ética d e apuntado res. Por ejem p lo, la expresión:

*( b ♦ 3 ) tam bién hace referencia al elem en to b[ 3 ] d el arreglo. En general, todas las exp resio n es co n subín d ices de arreglo se pueden escribir con un apuntador y un desplazam iento. En este ca so , la notación apuntador/desplazam iento s e u tilizó con e l nom bre d el arreglo co m o apuntador. O bserve que la e x presión anterior no m odifica el nom bre d el arreglo d e manera alguna: b apunta aún al primer e le m ento del arreglo. A lo s apuntadores se Ies puede asignar su bín d ices tal co m o a lo s arreglos. Por ejem p lo, la e x presión:

ptrB[ 1 ] hace referencia al elem en to b[ 1 ] d el arreglo; esta expresión utiliza notación apuntador/subíndice. Recuerde q u e el nombre d el arreglo es, en esen cia , un apuntador constante; éste apunta siem pre al in icio d el arreglo. Por lo tanto, la expresión:

b ♦- 3 no es válida, d eb ido a que intenta m odificar el valor del nom bre de arreglo m ediante la aritm ética de apuntadores.

Error común de programación 5.14 Aunque tos nombres de los arreglos son apuntadores al inicio del arreglo y los apuntadores se pueden modificar mediante expresiones de aritmética de apuntadores, los nombres de los arreglos no se pue den modificar dentro de la aritmética de apuntadores, debido a que éstos son apuntadores constantes.

Buena práctica de programación 5.3 Por claridad, cuando manipule arreglos, utilice la notación de arreglos en lugar de la notación de apuntadores. La figura 5 .2 0 utiliza las cuatro notaciones que ex p lica m o s en esta secció n para hacer referen cia a los elem en tos del arreglo: notación d e su b ín d ices d e arreglo, notación d e apuntador/dcsplazam iento con el nom bre d e arreglo co m o apuntador, la notación de su b ín d ices de arreglo y la notación de apuntador/desplazam iento con un apuntador, para im prim ir lo s cuatro elem en tos del arreglo e n tero b.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 5.20: fig05_20.cpp // Uso de las notaciones de subíndices y de apuntador/desplazamiento con arreglos. iinclude using std::cout; using std::endl;

8 9 10

int main() (__________________________________________________________________________________

figura 5.20

Referencia a elementos d e un arreglo mediante el nombre de arreglo y apuntadores. (Parte 1 de 3.)


346

11 12 13 14 15 16 17 18 19


Capítulo 5

int b [] - < 10, 20, 30, 40 } j int *ptrB ■ b; // establece ptrb para que apunte al arreglo b // nuestra el arreglo b mediante la notación de subíndices de arreglos cout << "El arreglo b impreso mediante:\n\n" << "Notación de subíndice de arregloXn"; £or ( int i - 0 ; i < 4 ; i * + ) cout << "b[" << i << "1 - " << b[ i 1 << '\n';

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

// muestra el arreglo b mediante el uso del nombre del arreglo y / / l a notación de apuntador/desplazamiento cout << "\nNotacion apuntador/desplazamiento en donde " << "el apuntador es un nombre de arregloXn”; for ( int despl - 0; despl < 4; despl♦♦ ) cout << "*(b ♦ " « despl < < • ) - • « *( b ♦ despl ) << *\n'i // muestra el arreglo b mediante el uso de ptrB y la notación de subíndice de arreglo cout << "XnNotacion de subíndice de arregloXn"; for ( int j - 0/ j < 4/ ) cout << "ptrB[" << j << "] ■ " «

ptrB[ j ] << '\n';

cout << "\nNotacion apuntador/desplazamientoXn"; // muestra el arreglo b mediante el uso de ptrB y la notación apuntador/desplazamiento for ( int desp2 - 0; desp2 < 4 ; desp2++ ) cout << "MptrB ♦ " « desp2 < < " ) - » << *( ptrB ♦ desp2 ) << 'Xn'j return 0;


) // fin de main

Figura 5.20

Referencia a elementos de un arreglo mediante el nom bre d e arreglo y apuntadores. (Parte 2 d e 3.)



Capitulo 5

347

Notación da subindica da arreglo ptrB[0] - 10 ptrB[l] - 20 ptrB[2] - 30 ptrB[3] ■ 40 Notación apuntador/dasplazamianto * (ptrB ♦ 0) - 10 * (ptrB ♦ 1) - 20 *(ptrB +2) - 30 *(ptrB + 3 ) - 40

Rgura 5.20

Referencia a elementos de un arreglo mediante el nombre de arreglo y apuntadores. (Parte 3 d e 3.)

Para ilustrar d e manera m ás com pleta la posibilidad d e intercam bio entre arreglos y apuntadores, veam os la s d o s fu n cion es d e cadena, copia 1 y copi&2, del programa d e la figura 5.21. A m bas funciones copian una cadena a un arreglo de caracteres. D espués de la com paración de los prototipos de las fun cion es para copial y copia2, las fun cion es aparentan ser idénticas (debido a la p osibi lidad d e intercam bio de arreglos y apuntadores). Estas fun cion es cum plen la m ism a tarea, pero se im plem entan de manera diferente.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 5.21: fig05_21.cpp // Copia de una cadena mediante la notación de arreglos // y la notación de apuntadores. finclude using std::cout; using std:tendí;

8 9 10 11 12 13 14 15 1Ó 17 18 19 20

21

22 23 24 25 26 27

void copial( char *, const char * ); void copia2{ char *, const char * )j


int main() { char cadañal[ 10 ]; char *cadena2- "Hola"; char cadena3( 10 1; char cadena4[] - "Adiós*; copial( cadañal, cadena! ); cout << "cadañal - * << cadañal << endl; copia2( cadena3, cadena4 ); cout << "cadena3 - * << cadena3 << endl; return 0;


) // fin de main

Rgura 5.21

Copla de cadenas mediante la notación de arreglos y la de apuntadores. (Parte 1 de 2.)


348

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43


Capítulo 5

// copia s2 a si mediante notación de arreglos void copial( char *sl, const char #s2 ) < for ( int i - 0; ( sl[ i 1 - s2 [ i ] ) I- '\0'í i++ ) í // instrucción vacia ) // fin de la función copial // copia s2 a si mediante notación de apuntadores void copia2( char *sl, const char *s2 ) { for ( ; ( *sl - *s2 ) I- *\0'; sl++. s2+* ) s // instrucción vacia } // fin de la función copia2

cadañal ■ Hola cadana3 - Adiós

Rgura 5.21

C o p la d e cadenas mediante la notación de arreglos y la d e apuntadores. (Parte 2 d e 2.)

La función copial (lín ea s 3 0 -3 5 ) u tiliza notación de su b ín d ices de arreglos para copiar la ca dena d e s 2 al arreglo d e caracteres s i . La función declara la variable i co m o un contador entero para utilizarla co m o subíndice d el arreglo. El encabezado d e la estructura for (línea 32) realiza la operación com pleta d e copia; su cuerpo e s la instrucción vacía. El en cab ezad o esp ecifica que i se in icializa en cero y s e increm enta e n uno durante cada iteración d el ciclo . La con d ición en el for. ( s i [ i ] - s 2 [ i ] ) i- ' \ 0 ' , realiza la operación de cop ia de un carácter a la v e z desde s 2 has ta s i . Cuando s e presenta el carácter nulo en s 2 . éste se asigna a s i . y el c ic lo term ina, debido a que el carácter nulo es igual a ' \ 0 ' . Recuerde que el valor de una instrucción de asignación e s el valor asign ado a su operando izquierdo. La función copi&2 (lín eas 3 8 -4 3 ) utiliza apuntadores y la aritm ética d e apuntadores para copiar la cadena d e s2 al arreglo d e caracteres si. D e nuevo, el encabezado d e la estructura for (línea 4 0 ) realiza la operación com pleta de copia. El encabezado no incluye la inicialización de ninguna variable. C om o en la función copial. la con d ición ( *sl - *s2 ) I - ' \ 0 ' realiza la operación d e copia. Se desrcfcrcncia al apuntador de cop ia s2. y el carácter resultante s e asign a al apuntador d esreferenciado si. D espués d e la asignación en la con d ición , e l ciclo increm enta am bos apuntado res, d e manera que apunten al sigu ien te elem en to d el arreglo si y al sigu iente carácter d e la cadena s2. respectivam ente. C uando el c ic lo encuentra el carácter nulo en s2. dicho carácter se asigna al apuntador desreferenciado si y el ciclo termina. O bserve que “ la parte d e increm ento” de esta e s tructura for tiene d o s exp resion es de increm ento separadas por el operador com a. El primer argum ento de copial y de copia2 debe ser un arreglo lo su ficientem en te grande para alm acenar la cadena en el segundo argum ento. D e lo contrario, puede ocurrir un error cuando s e intenta escribir dentro de una localidad de m em oria fuera de los lím ites d el arreglo. A dem ás, ob serve que el segu n d o parámetro d e cada función se declara c o m o const char * (un apuntador a un carácter constante, e s decir, a una cad en a constante). En am bas fun cion es, el segundo argum ento s e cop ia dentro d el primer argum ento, los caracteres se copian d esd e el segundo argum ento carácter por carácter, pero lo s caracteres nunca se m odifican. Por lo tanto, el segundo parámetro se declara



Capitulo 5

349

para que apunte a un valor constante para reforzar el principio d el m enor p rivilegio; la función no necesita m odificar el segundo argum ento, d e manera que tam poco se permite m odificar el segundo argum ento.

5.9 Arreglos de apuntadores L os arreglos pueden contener apuntadores. U n u so com ú n d e dichas estructuras de datos es el d e for mar un arreglo de cadenas, llam ado sim p lem en te arreglo Je apuntadores. Cada entrada en el arreglo es una cadena, pero en C + + la cadena e s , en esen cia, un apuntador a su primer carácter, de manera que cada entrada en un arreglo de cadenas es en realidad un apuntador al primer carácter de la cadena. C onsidere la declaración del arreglo de cadena palo que puede ser útil para representar una baraja com pleta:

const char *palo[ 4 ] { "CorazoMi", "Diamantes", "Tréboles", "Espadas");

Luíparte palo [41 de la declaración indica un arreglo de cuatro elem en tos. Luí parte char * d e una declaración indica que cada elem en to del arreglo palo e s d e tipo “apuntador a char”.L os cuatro valores que s e colocan en el arreglo son "Corazones", "Diamantes", "Tréboles", y "Es padas". Cada uno de ésto s s e alm acena en m em oria co m o una cad en a d e caracteres con term ina ción nula, la cual e s un carácter m ás grande q u e el núm ero d e caracteres entre co m illa s. Las cuatro cadenas son d e d iez, diez., nueve y och o caracteres de longitud respectivam ente. A unque aparen tem en te estas cadenas se colocan en el arreglo palo, en realidad s ó lo se co locan lo s apuntadores dentro del arreglo, co m o lo m uestra la figura 5.22. Cada apuntador apunta al primer carácter d e su cadena correspondiente. A dem ás, aun cu an do el arreglo palo tiene un tamaño fijo, proporciona a c c e s o a cadenas de caracteres de cualquier longitud. Esta flexibilidad es un ejem plo de las poderosas capacidades de la estructuración de datos d e C ++. Las cadenas de p alo se pueden colocar en un arreglo co n dos su bín d ices, en e l cual cada fila re presenta un p alo y cada colum na representa una de las letras d el nom bre del palo. D ichas estructu ras d e datos deben tener un número fijo de colum nas por fila, y e sc núm ero debe ser tan largo co m o la cadena m ás larga. Por lo tanto, se desperdicia una cantidad considerable de m em oria, cuando se alm acena un gran núm ero d e cadenas en donde la m ayoría d e las cadenas es m ás corta q u e la cad e na m ás larga. En la sigu iente secció n utilizarem os lo s arreglos para representar una baraja d e cartas. Por lo general, lo s arreglos d e cadenas se utilizan co n argum entos de línea de com ando que pasan a la función xnain cuando com ien za la ejecu ción del programa. D ich o s argum entos siguen al nombre d el programa cu an do s e ejecuta un programa d esd e la lín ea de com andos. Un uso típico de los argum entos de la línea de com an d os es pasar o p cio n es a un programa. Por ejem p lo, desde la lí nea de com an dos de una com putadora con W indow s, el usuario puede escribir:

dir /p

paloLO]

--------------H

'

H

'

l

'

e

'a'

'

' r *

• t '

' 8 '

•

u

|

\0 *1

— r » » 1

n y

r \ rl 1J L 1J

a l n T O l a l U L éú J

palo[3] Figura 5.22

p

1

________ — r -------------- n

•

-

--------------

U

i r* w

1

i

J.

1 t 1 • 1 O.

1

A

1 1

i , , i VA

1 1

' a

I 'd' I

-j ’S* I 'p1 I

l

'

1U

i k i AS

1

1 a D

1

I

\ W

n

u

1 1

I 's' '\0*

Representación gráfica del arreglo palo.


|

o

\ V

350


Capítulo 5

para listar el contenido del directorio actual y pausar cada pantalla de inform ación. Cuando se ejecuta e l com an do dir, la opción /P se pasa a dir co m o un argum ento d e lín ea de com ando. D ich o s ar gum entos s e colocan en un arreglo de cad en a que main recibe co m o argum ento. En la secció n 20.4 exp licarem os lo s argum entos de línea de com ando.

5 .1 0 E je m p lo p r á c t i c o : s i m u l a c i ó n p a r a b a r a j a r y r e p a r t i r c a r t a s La sección utiliza la generación d e núm eros aleatorios para desarrollar el programa d e sim ulación para barajar y repartir cartas. Este programa se puede utilizar para implemcntar programas que ejecu ten ju eg o s de cartas esp ecífico s. Para descubrir algunos problem as su tiles de ¡m plem entación. utili zam os algoritm os casi óp tim os para barajar y repartir. En los ejercicios, desarrollarem os algoritm os m ás eficien tes. Con el m éto d o d e refin a m ien to arrib a-ab ajo, p a so a p a so , d esa rro lla m o s un program a que barajara un paquete de 5 2 cartas y que repartiera cada una de ellas. El m éto d o arriba-abajo es par ticularm ente útil para atacar problem as m ás co m p lejo s y m á s largos d e lo s q u e vim os en capítulos anteriores. N osotros utilizam os un arreglo con dos su bín d ices d e 4 por 13 llam ado baraja para represen tar la baraja (figura 5.23). Las filas corresponden a lo s palos, la fila 0 corresponde a lo s corazones, la fila 1 a lo s diam antes, la fila 2 a los tréboles y la fila 3 a las espadas. Las colum nas corresponden a lo s valores de las caras d e la s cartas; las colum nas 0 a 9 corresponden a la s caras del as al diez, res pectivam ente, y las colu m n as 10 a 12 corresponden al jo to , qüina y rey, respectivam ente. Primero llenarem os el arreglo palo con cadenas de caracteres q u e representen los cuatro p alos y e l arreglo d e cadenas cara con cadenas de caracteres que representen los trece valores de las caras. Esta baraja d e cartas sim ulada s e puede barajar de la sigu ien te manera. Prim ero s e inicializa en ceros baraja. L uego, s e eligen al azar una fila (0 a 3 ) y una columna (0 a 12). El núm ero 1 se inserta en el elem en to d el arreglo bara ja [ f i la 1 [ columna 1 para indicar que esta carta será la primera repartida de la baraja. E ste proceso continúa con la inserción d e lo s núm eros 2, 3 ........ 52 al azar en el arreglo baraja para indicar cu á les barajas se colocarán en segu n d o, tercero, . . . . y 5 2 de la baraja. C onform e baraja se llena con los valores de las cartas, es p osible que una carta se vuelva a seleccion ar (e s decir, baraja [ fila ] [ columna ] será diferente de cero cuando se se leccion e). Esta selección sim plem ente se ignora, y se e lig e n de manera repetida otras filas y co

lumnas al azar hasta que se encuentra una carta no seleccion ad a. En algún m om ento, los núm eros d e 1 a 52 ocuparán lo s 5 2 esp a cio s del arreglo baraja. En este punto, la baraja está com p letam en te revuelta.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

Corazones Diamantes Tréboles Espadas

Tréboles R gu ra 5 .2 3

Rey

R epresentación d e un arreg lo c o n dos subíndices d e u n a b a ra ja .



Capitulo 5

351

El algoritm o para barajar se puede ejecutar por un periodo de tiem po indeterm inado, si las car tas que ya se barajaron se siguen repitiendo al azar. Este fen óm en o s e co n o ce co m o aplazam iento indefinido. En los ejercicios, exp licam os un m ejor algoritm o para barajar, el cual elim ina la p osib i lidad d e un aplazam iento indefinido.

Tip de rendimiento 5.3 A veces algunos algoritmos que surgen de manera “natural" pueden contener problemas sutiles de ren dimiento tales como el aplazamiento indefinido. Busque algoritmos que eviten el aplazamiento indefi nido. Para repartir la primera carta, buscam os en el arreglo bara j a [ fila 1 [ columna ] que coin cid a con 1 . E sto s e lleva a cab o m ediante una estructura for anidada q u e m odifica fila de 0 a 3 y columna de 0 a 12. ¿A qué carta corresponde esa p o sició n del arreglo? El arreglo palo se cargó previam ente co n lo s cuatro palos, de manera q u e para obtener el palo, im prim im os la cadena de caracteres palo [ fila 1. D e manera sim ilar, para obtener el valor d e la cara de la carta, im pri m im os la cadena de caracteres cara[ columna ] . Im prim im os adem ás la cadena de caracteres w de Imprimir esta inform ación en el orden apropiado n os perm ite desplegar cada carta en la forma "Rey de Tréboles", "As de Diamantes", y a sí sucesivam ente. P rocedam os con el proceso d e refinam iento arriba-abajo, paso a paso. La parte m ás alta es sim plem ente:

Baraja y reparte 52 carias Nuestro primer refinam iento arroja:

Inicializa el arreglo p alo Inicializa el arreglo cara Inicializa el arreglo baraja Baraja las cartas Reparte las 52 cartas “Baraja las cartas” s e puede extender d e la sigu ien te manera:

Para cada una de la s 5 2 cartas C oloca el núm ero de la carta en la posición seleccionada a l azar que se encuentre desocupada “Reparte la s 52 cartas” s e puede extender d e la sigu iente manera:

Para cada una de la s 5 2 cartas E ncuentra e l núm ero de la carta en el arreglo baraja, im prim e la cara y m órcala A l incorporar estas am pliacion es ten em os nuestro segundo refinamiento:

Inicializa el arreglo p a lo Inicializa el arreglo cara Inicializa el arreglo baraja Para cada una de las 52 cartas C oloca el núm ero de la carta en la posición seleccionada a l azar que se encuentre desocupada Para cada una de la s 52 cartas E ncuentra el núm ero de la ca rta en e l arreglo baraja, im prim e la cara y m árcala


352


Capítulo 5

“C oloca el núm ero de la carta en la p osició n seleccion ad a al azar q u e se encuentre desocupada” s e puede extend er d e la sigu ien te manera:

E lige una posición de la baraja a l a za r M ientras la p osición de la baraja y a se haya elegido previam ente Elige una nueva p osición d e la baraja a l azar C oloca el núm ero de la carta en la posición elegida de la baraja “ Encuentra el núm ero de la carta en el arreglo baraja, im prim e la cara y m árcala” se puede extender d e la siguiente manera:

Para cada p o sició n d e l arreglo baraja S i p osición contiene el núm ero de carta Im prim e la cara y e l p a lo de la carta A l incorporar estas am pliacion es, ob tenem os nuestro tercer refinam iento:

Inicia ¡iza el arreglo p a lo Inicia liza el arreglo cara Inicia liza el arreglo baraja Para cada una d e las 52 ca rta s Elige una p o sició n de la baraja a l azar M ientras la p osición d e la baraja y a se haya elegido previam ente E lige una posición de la baraja a l azar C oloca el núm ero de la carta e n la posición elegida de la baraja Para cada una d e las 52 ca rta s Para ca d a p osición del arreglo baraja S i p osición contiene el núm ero de carta deseado Im prim e la cara y e l p a lo de la carta E sto com p leta el p roceso d e refinam iento. La figura 5 .2 4 co n tien e el programa para barajar y re partir cartas, y una m uestra de la ejecución. O bserve el form ato de salida (lín eas 8 1 -8 4 ) que se uti liza en la función repartir. La instrucción de salida ocasiona que las caras aparezcan justificadas a la derecha en un cam po d e seis caracteres y que el palo aparezca justificad o a la izquierda en un cam p o d e nueve caracteres. La salida se im prim e en un formato d e d os colum nas; si la caria q u e apa rece s e encuentra en la primera colum na (lín ea 8 4 ). un fabulador aparece desp ués de la carta para m overse a la segunda colum na, d e lo contrario, aparece una nueva línea.

1 2

// Fig. 5.24: fig05_24.cpp // Programa para barajar y repartir cartas.

3 4 5 6

tinclude using std::cout; using stdiileft;

7

using std::right;

8

10

9

tinclude

11

using std::setw;

12 Rgura 5.24

Programa para barajar y repartir cartas. (Parte 1 de 3.)



Capitulo 5

13 14 15 16 17 18 19 20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

•inelude tincluds

353

// prototipos para rand y srand // prototipos para time

// prototipos void barajar! int [][ 13 ] ); void repartir! const int [][ 13 ], const char *11, const char *11 ); int main()

{ // inicializa el arreglo palo const char *palo[ 4 ] ( "Corazones", "Diamantes", "Trabóles", "Espadas" }; // inicializa el arreglo cara const char *cara[ 13 ] { "As", "Dos", "Tres", "Cuatro", "Cinco", "Seis", "Siete", "Ocho", "Nueve", «Diez", "Joto", "Quina", "Rey" ); // inicializa arreglo baraja int baraja! 4 ] I 13 ] - { 0 >;

srand! time! 0 ) );

// semilla del aleatorios

generador

de

números

barajar! baraja ); repartir! baraja, cara, palo ); r e t u m 0;

//

indica terminaciónexitosa

> // fin de main // baraja las cartas void barajar! int «Baraja!][ 13 ] ) { int fila; int columna; // para cada una de las 52 cartas, elige la posición de la baraja al azar for ! int carta ■ 1; carta <- 52; carta++ ) { // elige nueva ubicación al azar hasta encontrar una posición desocupada do { fila - rand!) % 4; columna ■ rand!) % 13; } while! «Baraja[ fila ][ columna ] 1- 0 ); // fin de do/while // coloca el número de la carta en la posición elegida de la baraja «Baraja! fila ][ columna ] - carta; ) // fin del for } // fin de la función barajar

Figura 5.24



354


65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

Capítulo 5

// reparte las cartas de la baraja void repartir( const int wBaraja[][ 13 ], const char *wCara[], const char *wPalo[] ) { // para cada una de las 52 cartas for ( int carta ■ 1; carta <- 52; carta** ) // ciclo a través de las filas en wBaraja for ( int fila - 0; fila <- 3; fila** ) // ciclo a través de las colunias de wBaraja para la fila actual for ( int columna - 0; columna <- 12; columna** ) // si wBaraja contiene la carta actual, despliega la carta if ( wBaraja( fila ] [ columna ] ■■ carta ) < cout << setw( 6 ) << right << wCarat columna ] « » de * << setw( 9 ) « left « wPalo[ fila 1 << ( carta \ 2 — 0 ? '\n' s »\t' );

80

81 82 83 84 85 86 87 88

) // fin de if ) // fin de la función repartir

Seis Joto Seis Cinco Dos Rey Seis Siete Ocho Tres Rey Cinco AS

Quine Ocho Dos Tres As

Nueve Ocho Joto Ocho Rey Tres Tres Siete

de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de

Rgura 5.24

Diamantes Corazones Corazones Corazones Diamantes Corazones Tréboles Diamantes Diamantes Corazones Tréboles Espadas Diamantes Diamantes Espadas Trabóles Espadas Espadas Corazones Corazones Espadas Trabóles Diamantes Trabóles Diamantes Espadas

Cinco Quina Nueve Joto Rey Cuatro Diez Diez Dos Diez Dos Diez As Siete Cinco AS

Quina Joto Cuatro Tres Cuatro Cuatro Quina Nueve seis siete

de de de da de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de de da

Diamantes Corazones Espadas Diamantes Espadas Diamantes Corazones Trabóles Espadas Diamantes Corazones Espadas Corazones Corazones Trabóles Trabóles Trabóles Trabóles Trabóles Diamantes Corazones Espadas Espadas Diamantes Espadas Trabóles




Capitulo 5

355

Tam bién ex iste una debilidad en el algoritm o para repartir. Una v e z q u e se encuentra una co in ci dencia, in clu so si se encuentra en el primer intento, las dos estructuras for continúan la búsqueda en el resto d e lo s elem en to s de baraja por una coincidencia. En lo s ejercicio s corregirem os esta d eficien cia.

5.11 Apuntadores a funciones Un apuntador a una función con tien e la d irección de la función en m em oria. En el cap ítulo 4 , vim os que el nom bre de un arreglo e s en realidad la dirección d e m em oria d el primer elem en to del arreglo. D e manera similar, el nombre de una función e s en realidad la dirección inicial en memoria del cód igo que realiza la tarca de la función. L os apuntadores a fu n cion es se pueden pasar a fu n cio n es, regre sar de fun cion es y asignarse a otros apuntadores a funciones.

Ordenamiento burbuja multipropósito, mediante apuntadores Para ilustrar el u so de lo s apuntadores a funciones, la figura 5.25 m odifica e l programa de ord e nam iento burbuja que m uestra la figura 5.1 5 . La figura 5 .2 5 consta d el main (lín eas 19 -5 7 ), de las fun cion es burbuja (lín eas 6 1 -7 4 ), intercambia (lín ea s 7 8 -8 4 ), ascendente (lín eas 8 8 -9 2 ) y descendente (lín eas 9 6 -1 0 0 ). La función burbuja recibe co m o argum ento un apuntador a una función (ya sea la función ascendente o descendente), adem ás d e un arreglo entero y el tamaño del arreglo. L as fun cion es ascendente y descendente determ inan el tip o d e orde namiento. El programa indica al usuario que elija si el ordenam iento debe ser ascendente o descendente. Si el usuario introduce 1, un apuntador a la función ascendente s e pasa a la función burbuja (línea 3 8 ), lo q u e ocasion a que el arreglo se ordene d e manera ascendente. Si e l usuario introduce 2, un apuntador a la función descendente se pasa a la función que el arreglo se ordene d e manera descendente.

1 2 3

burbuja (línea 4 5 ), lo que ocasiona

// Fig. 5.25: fig05_25.cpp // Programa da ordenamiento burbuja multipropósito, mediante el uso de apuntadores a funciones. finclude

4

5 6 7


8 9 10 11

tinclude using std::setw;

12 13 14 15 16 17 18 19

// prototipos void burbuja( int [], const int, bool (*)( int, int ) ); void intercambia( int * const, int * const ); bool ascendente( int, int ); bool descendente( int, int );

20

{

21 22 23 24

int main () const int tamanoArreglo ■ 10; int orden; int contador; int a[ tamanoArreglo1 - { 2, 6, 4, 8, 10, 12, 89, 68, 45, 37 >;

H gura 5 .2 5

Programa d e ordenamiento multipropósito mediante apuntadores a funciones. (Parte 1 d e 3.)


356

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75


Capítulo 5

cout << "Introduzca 1 para ordenar de manera ascendente,\n" << "Introduzca 2 para ordenar de manera descendente i " j cin >> orden; cout << "XnElementos de datos en el orden originalXn*; // muestra el arreglo original for ( contador - 0; contador < tamanoArreglo; contador-*--*- ) cout << setw( 4 ) << a[ contador ]; // ordena el arreglo en orden ascendente; pasa a la función ascendente // como un argumento para especificar el orden ascendente if ( orden — 1 ) { burbuja( a, tamanoArreglo, ascendente ); cout << "XnElementos de datos en orden ascendenteXn"; } // ordena el arreglo en orden descendente; pasa a la función descendente // como un argumento para especificar el orden descendente else { burbuja( a, tamanoArreglo, descendente )/ cout << "\nülamentos de datos en orden descendenteXn*; ) // muestra arregloordenado for ( contador - 0; contador < tamanoArreglo; contador** ) cout << aetw( 4 ) << a[ contador ]; cout << endl; return 0;

// indica

terminación exitosa

} // fin de main // ordenamiento burbuja multipropósito; el parámetro compara es un apuntador a // la función de comparación que determina el tipo de ordenamiento void burbuja( int trabajo[], const int tamaño, bool (‘compara) ( int, int ) ) { // ciclo para controlar las pasadas for ( int pasada - 1; pasada < tamaño; pasada** ) // ciclo para controlar el número de comparaciones por pasada for ( int cuenta ■ 0; cuenta < tamaño - 1; cuenta** ) // si los elementos adyacentes se encuentran en desorden, los intercambia if ( (*conpar«)( trabajo[ cuenta 1, trabajo! cuenta * 1 1 ) ) intercambia( &trabajo[ cuenta ], &trabajo! cuenta ♦ 1 ] ); ) // fin de la función burbuja

figura 5.25

Programa de ordenamiento multipropósito. mediante apuntadores a funciones. (Parte 2 de 3.)



Capitulo 5

76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

357

// intercambia valorea en localidades de memoria a los cuales // apuntan ptrElementol y ptrElemento2 void intercambia( int * const ptrElementol, int * const ptrElemento2 ) { int mantiene ■ *ptrElementol; *ptrElementol - *ptrElemento2 ; *ptrElemento2 ■ mantiene; ) // fin de la función intercambia // determina si los elementos están en desorden // para un ordenamiento ascendente bool ascendente ( int a, int b ) { retura b < a; // intercambia si b es menor que a ) // fin de la función ascendente // determina si los elementos están en desorden // para un ordenamiento descendente bool descendente ( int a, int b ) { retura b > a; // intercambia si b es mayor que a > // fin de la función descendente

Introduzca 1 para ordenar de manera ascendente. Introduzca 2 para ordenar de manera descendente: 1 Elementos de datos en 2 6 4 8 10 Elementos de datos en 2 4 6 8 10

el orden original 12 89 68 45 37 orden ascendente 12 37 45 68 89

Introduzca 1 para ordenar de manera ascendente. Introduzca 2 para ordenar de manera descendente: 2 Elementos de datos en 2 6 4 8 10 Elementos de datos en 89 68 45 37 12 Figura 5.25

el orden original 12 89 68 45 37 orden descendente 10 8 6 4 2

Programa d e ordenamiento multlpropósito mediante apuntadores a funciones. (Parte 3 d e 3.)

El sigu ien te parámetro aparece en el encabezado de la función burbuja:

bool ( ‘compara )( int, int ) E sto le indica a burbuja q u e espere una lista d e parámetros que sea un apuntador a una función que reciba d os parámetros enteros y d evu elva un resultado bool. L os paréntesis son n ecesarios al rededor de ‘compara para indicar que compara es un apuntador a una función. Si no hubiéram os in clu id o lo s paréntesis, la declaración hubiera sido:


358


Capítulo 5

bool ‘compara( int, int ) la cual declara una función que recibe d o s enteros co m o parámetros y d ev u elv e un apuntador a un valor bool. Fl parámetro correspondiente en el prototipo d e la función burbuja es:

bool (*)( int, int ) O bserve que s ó lo se incluyen tipos. Sin em bargo, para propósitos de docum entación, el programa dor puede incluir nom bres que el com pilador ignorará. La función que s e pasa a burbuja se in voca en la línea 7 1 , de la sigu ien te manera:

( ‘compara )( trabajo! cuanta ), trabajo! cuanta ♦ 1 1 ) A s í co m o s e dcsrcfcrcncia un apuntador a una variable para acceder al valor de la variable, se desreferencia un apuntador a una función para ejecutar la función. La llamada a la función s e podría haber h ech o sin desreferenciar el apuntador, co m o en:

compara! trabajo! cuanta ], trabajo! cuanta «• 1 ] ) en donde se utiliza al apuntador de manera directa co m o e l nombre de la función. N osotros preferi m os el primer m étodo para llam ar a la función a través de un apuntador, d eb ido a q u e ¡lustra de manera exp lícita que campara e s un apuntador a una función, e l cual se desreferencia para llamar a la función. El segundo m étodo para llamar a una función a través d e un apuntador hace pensar que compara e s el nom bre de la función real en el programa. E sto puede ser co n fu so para el usuario d el programa quién desearía ver la d efin ición de la función campara, y quien descubriría q u e nun ca se d efinió en el archivo.

A rreg lo s de a p u n ta d o res a fu n c io n e s U no de los u sos de los apuntadores a fun cion es es en los sistem as basados en m enús. F.1 programa indica al usuario que seleccio n e una op ción (por ejem p lo, d e 1 a 5 ) de un m enú. A cada op ción la atiende una fun ción diferente. L os apuntadores a cada función se alm acenan en un arreglo de apun tadores a funciones. Fn este caso, todas las fu n cion es a las cu a les apunta el arreglo deben tener el m ism o tipo de retom o y los m ism os tipos de parámetros. La elec ció n del usuario se u tiliza co m o un su bín d ice dentro del arreglo d e lo s apuntadores a fu n cio n es, y e l apuntador en e l arreglo se utiliza para llam ar a la función. l a figura 5 .2 6 proporciona un ejem plo general de la m ecánica para declarar y utilizar un arre g lo d e apuntadores a funciones. S e definen tres funciones, funcionl, funcion2 y £uncion3. en donde cada una tom a un argum ento entero y no d ev u elv e valor alguno. La lín ea 18 alm acena, en e l arreglo £ , lo s apuntadores a estas tres funciones. La instrucción s e le e co m o “£ e s un arreglo de tres apuntadores a fu n cion es en d on d e cada uno tom a un int co m o argum ento y d ev u elv e v o i d ’. El arreglo se in icializa con lo s nom bres de las tres fu n cio n es (la s cu a les, de nuevo, son apuntado res). C uando el usuario introduce un valor entre 0 y 2 . el valor s e utiliza co m o el subíndice dentro d el arreglo de apuntadores a funciones. La línea 30 in voca a una d e la s fu n cion es del arreglo £ . En la llam ada, £ [ selección ] se lec cio n a el apuntador q u e s e encuentra en la localidad selec ción del arreglo. El apuntador se desreferencia para llamar a la función, y selección se pasa com o el argum ento d e la función. Cada función im prim e el valor d e su argum ento y su nombre d e función para indicar que a la fun ción se le llam a de manera correcta. En lo s ejercicios, usted desarrollará un sistem a basado en m enús. 12

1 2

// Fig. 5.26: fig05_26.cpp // Demostración de un arreglo de apuntadores a funciones.

Figura 5.26 Arreglo d e apuntadores a funciones. (Parte 1 d e 3.)



Capitulo 5

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

359

•inelude using std::cout; using std::cin; using std:rendí; // prototipos de funciones void funcionl( int ); void funcion2( int ); void funcion3( int ); int main() { // inicializa el arreglo de 3 apuntadores a funciones, las cuales // toman un argumento int y devuelven void void (*f[ 3 ])( int ) - { funcionl, funcion2, funcion3 };

21

int selección;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

cout << "Introduzca un numero entre 0 y 2, 3 para finalizan *; cin >> selección; // procesa la opción del usuario while ( selección >■ 0 && selección < 3 ) { // invoca la función en la localidad elegida del arreglo f / / y pasa la opción como un argumento (*f[ selección ])( selección ); cout << "Introduzca un numero entre 0 y 2, 3 para finalizar: "; cin >> selección; ) cout << "Programaterminado." return 0;

<< endl;


} // fin de main void funcionl( int a ) { cout << "Usted introdujo * << a << " por lo tanto, llamo a la funcionl\n\n"; } // fin de la funcionl void funcion2( int b ) { cout << "Usted introdujo " << b << " por lo tanto, llamo a la funcion2\n\n"; } // fin de la funcion2

Hgura 5.26

Arreglo d e apuntadores a funciones. (Parte 2 d e 3.)


360

56 57 58 59 60 61


Capítulo 5

void £uncion3( int c ) { cout << "Usted introdujo " « c << " por lo tanto, llamo a la £uncion3\n\n"; } // fin da la funcion3

Introduzca un numero entre 0 y 2, 3 para finalizar: 0 Usted introdujo 0 por lo tanto, llamo a la funcionl Introduzca un numero entre 0 y 2, 3 para finalizar: 1 Usted introdujo 1, por lo tanto, llamo a la funcion2 Introduzca un numero entre 0 y 2, 3 para finalizar: 2 Usted introdujo 2, por lo tanto, llamo a la función! Introduzca un numero entre 0 y 2, 3 para finalizar: 3 Programa terminado.

Rgura 5.26 Arreglo d e apuntadores a funciones. (Parte 3 d e 3.)

5.12 Introducción al procesamiento de caracteres y texto En esta sección , introdujim os algunas de la s fun cion es de la b iblioteca estándar que facilitan el pro cesam ien to d e cadenas. Las técnicas que exp lica m o s aquí son apropiadas para desarrollar editores de texto, procesadores de palabras, software para presentación de páginas, sistem as de tipografía com pu terizada y otro tipo d e softw are d e procesam iento d e texto. A quí u tilizam os cadenas basadas en apun tadores. E l capítulo 8 introduce las cadenas co m o objetos hechos y derechos, y el capítulo 15 explica con d etalle las cadenas co m o ob jetos h ech os y derechos.

5.12.1 Fundamentos de los caracteres y de las cadenas L o s caracteres son b loqu es d e construcción fundam entales para el có d ig o fuente en program as de C + + . Cada programa está com p uesto por una secu en cia d e caracteres que, cuando se agrupan de ma nera sign ificativa, e l com pilador interpreta co m o una serie de instrucciones utilizadas para llevar a cabo una tarea. Un programa puede contener constantes de carácter. Una constante de carácter es un valor entero que representa un carácter entre co m illa s sencillas. El valor de una constante de ca rácter e s el valor entero de d ich o carácter en e l conjunto de caracteres de la máquina. Por ejem p lo, 'z' representa el valor entero z (1 2 2 en el conjunto d e caracteres ASC II; v ea el apéndice B ), y %\ n ' representa el valor entero del carácter nueva lín ea (1 0 e n el conjunto de caracteres A SC II). Una cadena e s una serie de caracteres que s e tratan co m o una so la unidad. Una cadena puede incluir letras, dígitos y distintos caracteres especiales tales co m o y $ . En C + + , las litera les de ca d en a , o constantes d e ca d en a , se escriben entre com illas, d e la sigu ien te manera:

"Juan Perez* "Insurgentes 9999" "León, Guanajuato"

(u n n o m b re )

"(5 5 )

(u n n ú m e ro d e te lé f o n o )

5 5 -1 2 1 2 1 2 "

(u n a c a lle ) (u n a d u d a d )

En C-h -, una cadena es un arreglo de caracteres que finalizan con el carácter nulo ( • \ 0 ') , el cual esp ecifica en dónde termina la cadena dentro de la m em oria. S e a cced e a una cadena m ediante un apuntador al prim er carácter d e la cadena. El valor d e una cadena e s la dirección (constante) de su



Capitulo 5

361

primer carácter. Por lo tanto, en C + + , e s apropiado decir q u e una cadena es un ap u n ta d o r co n stan te-, de hecho, un apuntador al prim er carácter de la cadena. En este sentido, las cadenas son co m o lo s arreglos, d eb ido a que el nombre de un arreglo e s adem ás un apuntador (constante) a su primer e le m ento. tip o

E s p osible asignar una cadena en la declaración d e un arreglo de caracteres o de una variable de char *. Las instrucciones:

char color[] - "azul"; const char "ptrColor - "azul"; inicializan una variable para la cadena "azul". La primera instrucción crea un arreglo de cin co e le m entos llam ado color que con tien e lo s caracteres 'a', 'z', 'u', *1' y '\0'. I-a segunda declaración crea una variable apuntador llamada ptrColor que apunta a la letra a de la cadena "azul", en algún lugar de la m em oria.

Tip de portabilidod 5.5 Cuando se inicializa una variable de tipo char * mediante una literal de cadena, algunos compilado res colocan la cadena en una localidad de memoria en donde ésta no se pueda modificar. Si se debe modificar una literal de la cadena en un programa, ésta debe almacenarse en un arreglo de caracteres para asegurar la capacidad de modificación de todos los sistemas. I-a declaración

char colorí] - "azul"; también se puede escribir com o:

char colorí] - { 'a', 'z', 'u', '1', '\0' ); Cuando se declara un arreglo de caracteres que co n tien e una cadena, el arreglo debe ser lo su ficie n tem en te grande para alm acenar la cadena y e l carácter de term inación nulo. La declaración anterior determ ina el tam año del arreglo, basándose en el núm ero de inicializadores proporcionados en la lis ta d e in icialización.

Error común de programación 5.15 No reservar espacio suficiente en el arreglo de caracteres para almacenar el carácter nulo que termi na una cadena, es un error de sintaxis.

Error común de programación 5.16 Crear o utilizar umi “cadena” que no contiene un carácter de terminación nulo, es un error.

Tip para prueba y depuración 5.3 Cuando almacene una cadena de caracteres en un arreglo de caracteres, asegúrese de que el arreglo es lo suficientemente grande para mantener la cadena que se almacenará. C + + permite que se alma cenen cadenas de cualquier longitud. Si una cadena es más grande que el arreglo de caracteres en el que se almacenará los caracteres que se encuentren más allá del final del arreglo sobrescribirán los datos en memoria que se encuentran después del arreglo. U na cadena s e puede alm acenar en un arreglo m ediante la extracción de flujo con cin. Por ejem p lo, la sigu ien te instrucción se puede utilizar para alm acenar una cadena en el arreglo de carac teres palabra [ 20 ]:

cin >> palabra; La cadena que introduce el usuario se alm acena en palabra. La instrucción anterior lee lo s caracte res hasta que se encuentra con lo s caracteres esp acio o fin de archivo. O bserve que la cadena no debe ser m ayor a 19 caracteres, para dejar esp a c io para el carácter d e term inación nulo. S e puede utilizar el m anipulador de flujo setw que presentam os en el cap ítulo 2 para asegurar que la cadena que se introdujo e n palabra no ex ced e e l tamaño del arreglo. Por ejem plo, la instrucción:


362


Capítulo 5

cin >> S6tw( 20 ) >> palabra; esp ecifica que cin debe leer un m áxim o de 19 caracteres dentro del arreglo palabra y guardar la veinteava localidad d el arreglo para alm acenar el carácter d e term inación nulo para la cadena. El ma nipulador de flujo setw s e ap lica solam en te al sigu ien te valor que se introduce. En algu nos ca so s, lo d eseable es introducir una línea com pleta d e texto dentro d el arreglo. Para este propósito. C + + proporciona la función cin.getline. 1.a función cin.getline tom a tres argum entos: un arreglo d e caracteres en el cual se alm acenará la línea de texto, una longitud y un ca rácter delim itador. Por ejem p lo, el segm ento de programa:

char oración[ 80 ]; cin.getline( oración, 80, '\n' ); declara el arreglo oración d e 80 caracteres y le e una lín ea d e texto d esd e el teclado, dentro del arreglo. La función term ina la lectura d e caracteres cu an do se introduce el carácter delim itador '\n', cuando se introduce el indicador fin d e archivo o cuando el núm ero d e caracteres leíd os ya e s uno m enor que la longitud esp ecificad a e n el segundo argum ento (se reserva el últim o carácter del arreglo para el carácter de term inación nulo). Si se encuentra el carácter delim itador, se le e y s e d es carta. El tercer argum ento para cin.getline tiene co m o valor predeterm inado %\n', d e m ane ra que la llam ada anterior s e pudo haber escrito d e la sigu ien te manera:

cin.getline( oración, 80 ); e l capítulo 12. Entrada/salida de flujo en C + + , proporciona una ex p licación detallada d e line y de otras fu n cion es d e entrada/salida.

cin.get

Error común de programación 5.17 Procesar un carácter individual como una cadena, puede provocar un error fatal en tiempo de ejecu ción. Una cadena es un apuntador, probablemente un entero bastante. Sin embargo, un carácter es un entero pequeño (valores ASCII en el nmgo de 0 a 255). En muchos sistemas, esto ocasiona un error, debido a que las direcciones de memoria baja, están reseñadas para propósitos especiales tales como para manipuladores de interrupciones del sistema operativo, de manera que pueden ocurrir “violacio nes de acceso ”.

Error común de programación 5.18 Pasar una cadena como argumento a una función, cuando lo que se espera es un carácter, es un error de sintaxis.

5.12.2 Funciones para el manejo de cadenas de la biblioteca de manipulación de cadenas La b iblioteca de m anipulación de cadenas proporciona m uchas fu n cion es útiles para manipular datos en cad en as, para com parar cad en as, para buscar caracteres y otras cadenas dentro de cadenas, para separar cadenas en tokens (separar una cadena en su s unidades ló g ic a s) y para determ inar la lo n g i tud de las cadenas. Esta sección presenta algunas de las funciones com unes para el manejo de cadenas d e la biblioteca de m anipulación de cadenas (correspondiente a la b ib lio teca estándar d e C + + ). l.as fun cion es aparecen en la figura 5.2 7 . L os prototipos de estas fu n cion es se localizan dentro del archi vo de en cab ezad o . O bserve que m uchas de las fun cion es de la figura 5 .2 7 contienen parámetros de tipo size_t. Este tipo se define en al archivo de encabezado com o un tipo entero sin signo, tal com o

unsigned int o unsigned long. ___

Error común de programación 5.19 Olvidar incluir el archivo de encabezado cuando utiliza funciones de la biblioteca están dar de manipulación de cadenas, ocasiona errores de compilación.



Capitulo 5

Prototipo de tinción

363

Descripción de la función

char *strcpy( char *sl, conit char *s2 ); Copia ia cadena s2 denlro del arreglo de caracteres si. Devuelve el valor de si.

char *stmcpy( char *sl, const char *s2, siz*_t n ); Copia al menos n caracteres de la cadena s2 dentro del arreglo de ca racteres si. Devuelve el valor de si.

char *strcat( char *sl, const char *s2 ); Agrega la cadena s2 a la cadena si. El primer carácter de s2 sobres cribe el carácter de terminación nulo de si. Devuelve el valor de si.

char *strncat( char *sl, const char *s2, sizs_t n ); Agrega al menos n caracteres de la cadena s2 a la cadena si. El pri mer carácter de s2 sobrescribe el carácter de terminación nulo de si. Devuelve el valor de si.

int strempí const char *sl, const char *s2 ); Compara la cadena si con la cadena s2. La función devuelve un va lor cero, menor que cero o mayor que cero si si es igual que, menor que o mayor que s2, respectivamente.

int strnempf const char *sl, const char *s2, siza_t n ); Compara hasta n caracteres de la cadena si con la cadena s2. La función devuelve un valor cero, menor que cero o mayor que cero si la porción de n caracteres de si es igual que. menor que o mayor que s2, respectivamente.

char *strtok( char *sl, const char *s2 ); Una secuencia de llamadas a strtok divide la cadena si en “lokens". piezas lógicas tales como palabras en una línea de texto, deli mitados por caracteres dentro de la cadena s 2 . La primera llamada contiene a si como primer argumento, y las llamadas subsecuentes para continuar la división en tokens la misma cadena que contienen NUlili como primer argumento. Devuelve un apuntador al token actual para cada llamada. Si no existen más tokens cuando se llama a la fun ción, devuelve NULL.

sizs t «trien( const char *s ); Determina la longitud de la cadena s. Devuelve el número de caracte res que preceden al carácter de terminación nulo.

Rgura 5.27

Funciones para la manipulación d e cadenas d e la biblioteca estándar.

Copia de cadenas con strcpyy s t m c p y La función etrcpy cop ia su segun do argum ento, una cadena, dentro de su prim er argum ento, un arreglo d e caracteres que debe ser lo suficientem ente grande para alm acenar la cadena y su carácter de term inación nulo (el cual tam bién se cop ia). La función e t m c p y e s equivalente etrcpy. excep to que s t m c p y esp ecifica el número de caracteres q u e s e copian d e la cadena hacia el arre glo. O bserve que la función s t m c p y no necesariam ente cop ia el carácter de term inación nulo de su segun do argum ento; un carácter de term inación nulo se escrib e solam en te si el núm ero d e carac teres que s e va a copiar es al m en os una posición m ayor q u e la longitud d e la cadena. Por ejem p lo.


364


Capítulo 5

si " p r u e b a " es el segundo argum ento, un carácter de term inación nulo s e escribe solam en te si el tercer argum ento de s t r n e p y es al m en os 7 (seis caracteres en " p r u e b a " m ás un carácter de ter m inación nulo). Si el tercer argum ento es m ayor que 7 , los caracteres nulos se adicionan a l arreglo hasta se escribe el número total de caracteres esp ecifica d o por el tercer argumento.

Error común de programación 5.20 No agregar un carácter de terminación nulo al primer argumento de m t m c p y (en una instrucción después de la llamada a Btmcpy). cuando el tercer argumento es menor o igual a la longitud de la cadena en el segundo argumento puede ocasionar errores fatales en tiempo de ejecución. La figura 5 .2 8 utiliza strepy (lín ea 16) para copiar la cadena com p leta d el arreglo x dentro d el arreglo y. y utiliza strnepy (línea 2 2 ) para copiar lo s prim eros 14 caracteres del arreglo x den tro d el arreglo z. La línea 23 agrega un carácter nulo ( ' \ 0 ' ) al arreglo z, debido a que la llamada a strnepy en el programa no escrib e un carácter de term inación nulo (el tercer argum ento es m e nor que la longitud de la cadena del segundo argum ento m ás uno).

1 2 3

// Fig. 5.28: fig05_28.cpp // Dao de atrepy y strnepy. •inelude

A

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

uaing std:scout; using std::endl; •inelude

// prototipos para strepy y strnepy

int main() { char x[) - "Feliz cumpleaños a ti"; char y ( 25 ]; char z[ 15 1; strepy( y, x );

// copia el contenido de x dentro de y

cout << "La cadena dentro del arreglo x es: " << x << "\nLa cadena dentro del arreglo y es: " « y << '\n'; // copia los primeros 14 caracteres de x dentro de z strncpyí x, x, 14 ); // no copia el carácter nulo z[ 14 1 - »\0'; // agrega 'NO' al contenido de z cout << "La cadena en el arreglo z es: return 0/

"

«

z << endl;


} // fin de main

La cadena dentro del arreglo x es: Feliz cumpleaños a ti La cadena dentro del arreglo y es: Feliz cumpleaños a ti La cadena en el arreglo z es: Feliz cumpleaños Rgura 5.28

Funciones s t r e p y y s t r n e p y .



Capitulo 5

365

C onca ten a ció n de caden a s m ed ia n te atrcaty s t r a c a t La función strcat agrega su segundo argum ento (una cadena) a su primer argum ento (un arreglo de caracteres que con tien e una cadena). E l primer carácter del segundo argum ento rem plaza al c a rácter nulo ( ' \ 0 ' ) que term ina la cadena del primer argum ento. El programador d eb e asegurarse de que el arreglo q u e se u tiliza para alm acenar la primera cadena es lo suficientem ente grande para al m acenar la com b inación d e la primera cadena, la segunda cadena y el carácter de term inación nulo (cop iad o d e la segunda cadena). La función strncat agrega un núm ero esp e cífic o d e caracteres d esd e la segunda cadena a la primera cadena y agrega un carácter de term inación nulo al resultado. El programa d e la figura 5.2 9 m uestra las fun cion es s t r c a t (lín eas 18-29) y s t r n c a t (línea 24).

C om paración d e ca d en a s m ed ia n te stremp y strncmp La figura 5 .3 0 com para tres cadenas m ediante strexap (lín eas 2 2 , 2 4 y 25) y s t r a c z n p (lín eas 2 8 , 29 y 31). La función s t r e m p com para su prim er argum ento d e cadena con su segundo argum ento de cadena, carácter por carácter. La fun ción d evu elve cero si las cadenas son igu ales, un valor nega tivo si la primera cadena e s m en or q u e la segunda y un valor p ositivo si la primera m ayor q u e la se -

1 2 3

// Pig. 5.29: fig05_29.cpp // Oso de strcat y strncat. •inelude

A

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

using std::cout; using std:rendí; •inelude

// prototipos para strcat y strncat

int main() ( char sl[ 20 ] - "Feliz char s2[] - "Anio lluevo " j char s3[ 40 ] - "*/ cout << "al - " «

si << *\ns2 - " << s2;

strcat( si, s2 );

// concatena s2 a si

cout << "\n\nOespues de strcat(sl, s2):\nsl - * « << "\ns2 - » << s2;

si

// concatena los primeros 6 caracteres de si a s3 strncat( s3, si, 6 ); // coloca *\0' después del último carácter cout << "\n\nDespues de strncat(s3, si, 6):\nsl ■ ' « << "\ns3 - * << s3; strcat( s3, si ); // concatena si a s3 cout << *\n\nOespues de strcat(s3, al):\nsl - * « << "\ns3 ■ * << s3 << endl; return 0;


) // fin de main

Rgura 5.29

Funciones s t r c a t y s t r n c a t . (Parte 1 de 2.)


si

si

366


Capítulo 5

si - Feliz s2 ■ Anio Nuevo Después de strcat(sl, s2)s si - Feliz Anio Nuevo s2 - Anio Nuevo Después de strncat(s3, si, 6): si ■ Feliz Anio Nuevo s3 - Feliz Después de strcat(s3, si): si - Feliz Anio Nuevo s3 ■ Feliz Feliz Anio Nuevo

Hgura 5.29

Funciones

strc&t y strncat. (Parte 2 de 2.)

gunda. La función strncmp es equivalente a stremp. excep to que strncmp c o n t a r a hasta el núm ero esp ecificad o de caracteres. La función strncmp termina la com paración de caracteres si alcanza el carácter nulo e n uno de sus argum entos de cadena. FJ programa im prim e el valor entero d evu elto por cada llam ada de una función.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 5.30: fig05_30.cpp // Oso do stremp y strncmp. •inelude using std::cout; using std::endl;

i7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

•inelude using std::setw; •inelude

// prototipos para stremp y strncmp

int main O { char *sl - "Feliz anio nuevo"; char *s2 - "Feliz anio nuevo"; char *s3 - "Felices fiestas"; cout

Rgura 5.30

<< "si - " << si << "\ns2 - " << s2 << "\ns3 - " << s3 << "\n\nstrcmp(sl, s2) - " « setw( 2 ) << stremp( si, s2 ) << "\nstrcmp(si, s3) - * << setw( 2 ) << stremp( si, s3 ) << "\nstrcmp(s3, si) - * << setw( 2 ) << stremp( s3, si );

Funciones s t r e m p y s t r n c m p (Parte 1 de 2.)



Capitulo 5

27 28 29 30 31 32 33 34 35

cout

<< << << << <<

’’*\n\nstrncn»p(sl, s3, strncmp( «1 , s3, 6 ) setw( 2 ) << Btrnanp( "\nstrncmp(s3, si, 7) setw{ 2 ) << Btrncmp(

return 0;

367

6) ■ " << setw( 2 ) << "\nstrncmp(»l# s3, 7) - * si, s3, 7 ) - " s3, si, 7 ) <

} // fin de main

si ■ Feliz anio nuevo s2 - Feliz anio nuevo s3 - Felices fiestas strcmp(sl, s2 ) - 0 strcmp(si, s3) - 1 strcmp(s3, si) - -1 stmcmp(sl, s3, 6) ■ 1 strncmp(si, s3, 7) - 1 stmcnp(s3, si, 7) ■ -1 Rgura 5.30

Funciones

strcmp y strncmp. (Parte 2 de 2.)

Error común de programación 5.21 Asumir que s t r c m p y s t r n c m p devuelven uno (un valor verdadero) cuando sus argiunenios son iguales, es un error lógico. Ambas funciones devuelven cero (el valor falso de C++) para la igualdad. Por lo tan lo, cuando e\alúa la igualdad de dos cadenas, el resultado de la función s t r c m p o s t r n c m p se debe comparar con cero para determinar si las cadenas son iguales. Para com prender ju sto lo que sign ifica q u e una cadena sea “m ás grande que” o “ m ás pequeña que” otra cadena, con sid ere el p roceso de ordenar alfabéticam ente una serie d e apellidos. U sted, sin duda, colocaría “M artínez" antes de “ Sánchez”, debido a que, en el alfabeto, la primera letra de “M artínez” s e encuentra antes que la primera letra de “S ánchez”. Pero el alfabeto es m ás que só lo una lista d e 26 letras; e s una lista ordenada de caracteres. C ada letra aparece en una p o sició n e sp e cífica dentro d e la lista. “Z" e s m ás que só lo una letra del alfabeto; “ Z" es esp ecíficam en te la letra número 26 del alfabeto. ¿C óm o sabe la com putadora que una letra va antes que otra? T odos lo s caracteres se represen tan dentro de la com putadora com o có d ig o s num éricos; cuando la com putadora com para dos cad e nas, e n realidad com para lo s có d ig o s num éricos de lo s caracteres de las cadenas. En un esfuerzo por estandarizar las representaciones d e caracteres, la mayoría d e lo s fabricantes de com putadoras diseñaron sus máquinas para utilizar uno de lo s dos esquem as de có d ig o s más popu lares, el A S C II o e l EBCD IC. ASCII sign ifica “A m erican Standard C ode for Information Interchang c” (en esp añ ol. C ód igo estándar estadounidense para el intercam bio d e inform ación), y E B C D IC sign ifica “E xtended Binary C oded D ecim al Interchange C ode”. Existen otros esquem as de có d ig o s, pero ésto s d o s son lo s m ás populares. A A SC II y a EB C D IC se les denom ina códigos de caracteres , o conjuntos de caracteres. La m ayo ría de lo s lectores de este libro utilizan com putadoras personales o portátiles que utilizan el con jun to d e caracteres ASC II. L as com putadoras a gran e sca la de IBM utilizan el conjunto d e caracteres EB C D IC . A l am pliarse el u so de Internet y de la World W ide W eb , el nuevo conjunto de caracte res U nicode creció rápidam ente en popularidad. Para m ayor inform ación acerca d e U n icod e, visite


368


Capítulo 5

www.unicode.org.La m anipulación d e cadenas y caracteres en realidad involucra la m anipula ció n d e lo s có d ig o s num éricos apropiados y no lo s caracteres en s í m ism os. E sto exp lica la p osib ili dad de intercam bio entre caracteres y enteros pequeños e n C++. Ya que es sig n ifica tiv o decir que un c ó d ig o num érico e s m ayor que, m enor que, o igual que otro có d ig o num érico, e s p o sib le relacionar varios caracteres o cadenas entre s í m ediante la referencia hacia otros có d ig o s de caracteres. El apén d ice B con tien e lo s c ó d ig o s d e caracteres ASC II.

Tip de potabilidad 5.6 C x A J Los códigos numéricos intentos utilizados para representar caracteres pueden ser diferentes en conxputadoras diferentes, debido a que estas computadoras pueden utilizar conjuntos de caracteres diferentes.

Tip de potabilidad 5.7 No evalúe de manera explícita los códigos ASCII, como en i f ( gar, utilice la constante de carácter correspondiente, como i t (

a u d ie n c ia a u d ie n c ia

65 ); en su lu'A' ).

D ivisión de u n a ca d en a en to k e n s m ed ia n te s t r t o k La fun ción s t r t o k divid e una cadena en una serie d e tokens. Un token es una secu en cia de carac teres separados por caracteres delim itadores (por lo general, espacios o marcas de puntuación). Por ejem p lo, en una línea d e texto, cada palabra s e puede considerar un token, y los esp a cio s q u e sep a ran la s palabras se pueden considerar delim itadores. S e requieren m últiples llam adas a s t r t o k para dividir una cadena en tokens (suponiendo que la cadena con tien e m ás de un token). La primera llamada a s t r t o k co n tien e d o s argum entos, una cadena que se va a dividir en tokens y una cadena q u e co n tien e caracteres que se separan en tokens (e s decir, delim itadores). La línea 19 de la figura 5.31 asigna un apuntador ptrToken hacia el pri m er token en oración. El segun do argum ento, w " , indica que lo s tokens en oración se separan m ediante esp acios. La función strtok busca e l primer carácter en oración que no se a un carác ter delim itador (esp acio). E sto com ien za e l prim er token. La función en ton ces encuentra el siguiente carácter delim itador en la cadena y lo reem plaza co n el carácter nulo ( ' \ 0 ') . E sto term ina el token actual. La función strtok guarda el apuntador al sigu iente carácter d esp u és d el token en ora ción. y d evu elve un apuntador hacia e l token actual.

1

2 3

// Fig. 5.31 i fig05_31.cpp // Uso de atrtok. •inelude

4

5 6

uaing atd::cout; uaing atd::endl;

7

8

•inelude

// prototipo para atrtok

9

10

int main()

11

{

12 13 14 15 16 17 Rgura 5.31

char oración[] - "Bata es una oración con 7 tokens"; char "ptrToken; cout << "La cadena para dividir en tokens e«s\n* << oración << *\n\nLoa tokens son:\n\n";

Fundón s t r t o k (Parte 1 de 2.)



Capitulo 5

18

369

// comienza la división da la oración an tokens ptrToken - strtok( oración, * " ) t

19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

// continúa la división da la oración an tokens hasta que ptrToken sea NULL while ( ptrToken I- NULL ) { cout << ptrToken << '\n'; ptrToken - strtok( NULL, * " )/ // obtiene el siguiente token )

//

fin

de w h i l e

cout << "\nDespues de strtok, oración - " << oración << endl; return 0;


> // fin d e main

La cadena para dividir en tokens es: Esta es una oración con 7 tokens Los tokens son: Esta es

una oración con 7 tokens Después de strtok, oración - Esta R g u ra 5.3 1

Función s t r t o k (Parte 2 d e 2.)

Las llam adas subsecuentes a strtok para continuar con la d ivisión de oración en tokens con tiene NULL com o primer argumento (línea 24). El argum ento NULL indica que la llamada a strtok debe continuar la d ivisión en tokens a partir d e la ubicación de oración guardada por la últim a lla mada a strtok. Observe que strtok m antiene esta información guardada de manera que no sea visible al programador. Si no quedan tokens cuando se llam a a strtok. strtok d evu elve NULL. El programa d e la figura 5.31 utiliza strtok para dividir en tokens la cadena "Esta es una ora ción con 7 tokens". El programa imprime cada token en una línea diferente. La línea 28 muestra oración después de la división en tokens. Observe q u e strtok m odifica la cadena de entrada; por lo tanto, es necesario hacer una copia d e la cadena si el programa requiere el original después de las llam adas a strtok. Cuando oración aparece después de la d ivisión en tokens, observe que só lo se imprime la palabra "Esta", debido a que strtok reem plaza cada espacio en blanco en el arreglo oración m ediante un carácter nulo ( %\ 0 ' ) , durante el proceso de división en tokens.

Error común de programoción 5.22 No darse cuenta de que strtok modifica la cadena que se va a dividir en tokens, e intentar utilizar dicha cadena como si fuera la cadena original sin modificación, es un error lógico. C óm o d e te rm in a r la lo n g itu d de las cadenas La función b t r i e n tom a una cadena co m o argum ento y d evu elve el número de caracteres de la c a dena; el carácter de term inación nulo no se incluye en la longitud. El programa de la figura 5 .3 2 m uestra la función strlen.


370

1 2 3 A1 • 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25


Capítulo 5

// Fig. 5.32: fig05_32.cpp // Uao da atrlan. •inelude uaing std::cout; uaing atd:tendí; •inelude

// prototipo para atrlan

int main() { char «cadañal ■ "abedefghijklmnopqratuvwxyz»; char •cadena2 - "cuatro"; char *cadena3 - "México"; cout

<< << << << << <<

"La longitud de \"" << cadañal "\" es " << atrlan( cadañal ) "\nLa longitud de \"" << cadena2 "\" es " << atrlan( cadena2 ) "\nLa longitud de \"" << cadena3 "\" es * << strlen( cadena3 ) << endl;

return 0;

// indica terminación exitoaa

) // fin de main

La longitud da "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" ea 26 La longitud de "cuatro" ea 6 La longitud de "México" ea 6 Figura 5.32

Función s t r l e n

5.13 (Ejemplo práctico opcional) A cerca de los objetos: colaboración entre objetos Ésta e s la últim a de nuestras se cc io n e s acerca de d iseñ o orientado a o b jeto s antes d e com enzar a estu diar la program ación orientada a objetos en el capítulo 6. D esp u és d e explicar las interacciones entre lo s objetos en esta sección y d e explicar la creación d e c la ses y ob jetos en el capítulo 6 , com enzare m os a crear el có d ig o en C + + del sim ulador del elevador. A dem ás, para com pletar el sim ulador del elevador, utilizam os las técnicas en C + + que exp lican los capítulos 7 y 9. Al final de esta secció n in clu im o s una lista d e lo s recursos para U M L d isp o n ib les en Internet y la World W idc W eb, a sí com o una bibliografía d e referencias con respecto a U M L. En la sección ‘A cerca de lo s objetos” que se encuentra al final del capítulo 4 , com enzam os a in vestigar có m o interactúan lo s objetos, explicando la manera en que el objeto bitácora ¡ntcractúa con otros objetos para programar el que una persona entre a un piso. En esta secció n , nos concentram os en las interacciones d e otros objetos en el sistem a. C uando dos o más objetos se com unican entre s í para llevar a cabo una tarea, éstos interactúan entre s í m ediante el en vío y recepción d e m ensajes. C uando dos ob jetos ¡nteractúan entre s í, el m ensaje que envía un objeto invoca una operación d el segun do ob jeto (tal co m o la presión del pedal del acelerador le indica al autom óvil que “vaya m ás rápido”, y la presión d el pedal d el freno le indica al au tom óvil q u e vaya m ás “lento”). En la se c ció n "Acerca de lo s ob jetos” al final d el cap ítulo 4, determ inam os m uchas d e las operaciones d e las c la ses de nuestro sistem a. En esta secció n , nos concentram os en los m ensajes que invocan esta s o p e raciones.


Capitulo 5


371

La figura 5.33 e s la tabla de la s cla ses y las frases d e la secció n 4 .1 0 . E lim inam os todas las fra se s que no corresponden a un m ensaje en viad o entre d o s ob jetos. (Por ejem p lo, elim in a m o s “se m ue ve” en Elevador debido a que Elevador se en vía un m ensaje a sí m ism o.) E s probable que las frases restantes correspondan con la s interacciones entre lo s ob jetos de nuestro sistem a. A sociam os las frases “proporciona el tiem po a la bitácora” y “proporciona e l tiem po al elevad or” m ediante la clase Edificio, d eb id o a que en el cap ítulo 4 d ecidim os que el ed ific io controla la sim ulación. A sociam os las frases “increm enta el tiem po del reloj” y “obtiene e l tiem po del reloj” con la cla se Edificio por la m ism a razón. A nalizam os la lista de verbos para determinar la interacción en nuestro sistem a. Por ejem plo, la cla se Elevador lista la frase “restablece el botón d el elevador”. Para llevar a cabo esta tarca, el

Elevador debe enviar el m ensaje restableceBoton a un objeto de clase BotonElevador, para invocar a la operación restableceBoton d e dicha clase. La figura 5 .3 4

objeto d e clase

lista todas las interacciones q u e s e pueden recopilar d e nuestra tabla de verbos y frases.

Clases

Frases

Elevador

restablece el botón del elevador, suena la campana del elevador, señala su llega da a un piso, abre la puerta, cierra la puerta;

Reloj

ninguna en el enunciado del problema;

Bitácora

verifica que el piso esté desocupado;

Persona

entra a un piso, presiona el botón de piso, presiona el botón del elevador, entra al elevador, sale del elevador;

Piso

restablece el botón de piso, apaga la luz, enciende la luz;

BotonPiso

llama al elevador.

BotonElevador

indica al elevador que se mueva;

Puerta

(al abrir la puerta) indica a la persona que salga del elevador (al abrir la puerta), señala a la persona que entre al elevador;

Campana


Luz


Edificio

incrementa el tiempo del reloj, obtiene el tiempo del reloj, proporciona el tiem po a la bitácora, proporciona el tiempo al elevador.

R g u ra 5.33

Lista m odificada d e verbos y frases para las clases del sistema.

Un objeto de dase

Envía el mensaje

A un objeto de dase

Elevador

restableceBoton suenaCampana HegadaDeElevador abre Puerta cierraPuerta

BotonEelevador Campana Piso Puerta Puerta

R g u ra 5.34

C olaboradones qu e ocurren en el sistema del elevador. (Parte 1 d e 2.)


372


Un objeto de dase

Capítulo 5

Envía el mensaje

A un objeto de dase

Bitácora

entraAPiso ocupado

Persona Piso

Persona

presionaBoton presionaBoton entraPasajaro salePasajero llegaPersona

BotonPiso BotonElevador Elevador Elevador Piso

Piso

restableceBoton apaga enciende

BotonPiso Luz Luz

BotonPiso

1lamaElevador

Elevador

BotonElevador

preparaParaPart ir

Elevador

Puerta

saleElevador entraElevador

Persona Persona

marcaSeg obt ieneTiempo tiempoProceso tiampoProceso

Reloj Reloj Bitácora Elevador

Reloj

Campana Luz Edificio

R g u ra 5.34

Colaboraciones q u e ocurren en el sistema del elevador. (Parte 2 d e 2.)

Diagramas de colaboración A hora con sid erem os los objetos que deben interactuar, de manera que la gente de nuestra sim ulación pueda entrar y salir d el elevador cu an do llegue a un piso. U na colaboración co n siste en una c o le c ció n de ob jetos que trabajan jun tos para llevar a cabo una tarca. U M L n os permite m odelar dichos o b jetos y su s interacciones, m ediante lo s diagram as de colaboración. L os diagram as de colabora ción y los diagram as de secu en cia proporcionan inform ación acerca de la manera en q u e interactúan lo s ob jetos, pero cada diagram a hace én fasis en inform ación diferente. L o s diagram as d e secu en cia hacen én fasis e n cuándo ocurren las interacciones. lx>s diagram as d e colaboración hacen én fa sis en cu á les objetos p a rticipan e n las interacciones y en la s relaciones entre d ich os objetos. La figura 5.3 5 muestra un diagram a de colaboración que m odela la interacción entre ob jetos de nuestro sistem a, co m o objetos de clase P e r s o n a q u e entran y salen d el elevador. La colaboración com ienza cuando el elevador llega a un piso. C om o en el diagram a de secu en cia, un objeto en un diagrama de colaboración se representa co m o un rectángulo que encierra el nom bre de un objeto. L os ob jetos que interactúan entre sí se conectan m ediante líneas rectas, y lo s ob jetos se pasan m ensajes entre s í a lo largo d e estas líneas en la dirección que indican las flechas. Cada nombre de m en saje y núm ero de m ensaje aparece jun to a su flecha correspondiente. La secuencia de m ensajes en un diagram a d e colaboración progresa en orden num érico de m e nor a mayor. En este diagram a, la num eración com ien za con e l m ensaje 1 . C uando el elevador llega



Capitulo 5

Figura 5.35

373

Diagrama d e colaboración para cargar y descargar pasajeros.

a un piso, lo primero que hace e s enviar este m ensaje (restableceBoton) al botón d el elevador para restablecerlo. E ntonces, e l elevador en vía el m ensaje suenaC&mp&na (m ensaje 2 ) a la cam p a na. L uego, el elevador notifica al p iso su llegada (m ensaje 3), de manera que e l p iso puede restable cer su botón y encender sus lu ces (m ensajes 3.1 y 3.2 , respectivam ente). Una v ez que el p iso restablece su botón y enciende su luz, el elevador abre su puerta (m ensaje 4). En este punto, la puerta envía el m ensaje saleDalElevador (m ensaje 4 .1 ) al ob jeto pasaje ro1.El ob jeto pasajero notifica al elevador su intención de salir m ediante el m ensaje salePasajero (m ensaje 4 .1 .1 ). D esp ués d e q u e una persona sale del elevador, la que espera en el p iso (el objeto pasa j eroEnEspera) puede entrar al elevador. O bserve que la puerta envía el m ensaje entraAlElevador (m ensaje 4 .2 ) al objeto pasajeroEnEspera d esp u és de que el ob jeto pasajero envía e l m en saje salePasa jero al elevador (m ensaje 4 .1 .1 ). Esta secu en cia asegura q u e la persona en el p iso esperará a que el pasajero salga, antes de entrar al elevador. El objeto pasajeroEnEspera entra al elevador m ediante el m ensaje ontraPasaj ero (m ensaje 4 .2 .1 ). Determinar la secu en cia de e s tos m ensajes y m odelarlos m ediante un diagram a n os ayudará a im plcm cntar las distintas cla ses en nuestro sistem a.

1. En el mundo real, una persona que se encuentra en el elevador espera hasta que se abra la puerta antes de salir del elevador. Debemos modelar este comportamiento; por lo tanto, debemos hacer que la puerta envíe un mensaje al objeto p a u j t r o en el elevador. Este mensaje representa una clave visual para la persona dentro del elevador. Cuando la persona recibe la clave, ésta puede salir del elevador.


374


Capítulo 5

R esu m en Ahora tenemos una lista razonablemente completa de clases y objetos para implementar nuestro simulador del elevador, así como las interacciones entre los objetos de estas clases. En el siguiente capítulo, comenzaremos nuestro estudio sobre la programación orientada a objetos en C++. Después de que lea el capítulo 6. estará lis to para escribir una parte importante del simulador en C++. Una vez que completemos el capítulo 7, implcmcntaremos un simulador del elevador completo y funcional. En el capítulo 9. veremos cómo utilizar la herencia para aprovechar las similitudes entre clases para minimizar la cantidad de software necesario para implementar un sistema. Ahora resumamos el proceso simplificado de desarrollo orientado a objetos2*7que presentamos en los capí tulos 2 a 5: 1. En la fase de análisis, reúnase con los clientes (la gente que quiere que usted construya su sistema) y comparta tanta información como le sea posible. Con esta información, genere los casos de uso que describen las formas en las que los usuarios interactúan con el sistema. (En nuestro ejemplo práctico, no nos concentramos en la fase de análisis. Los resultados de esta fase están representados en el enun ciado del problema, y los casos de uso se derivan de dicho enunciado.) De nuevo observamos que los sistemas reales con frecuencia tienen diversos casos de uso. A lo largo de los demás pasos, continua mente evaluaremos nuestros diseños frente a los casas de uso, para asegurarnos de que nuestro pro ducto final corresponde a la información que obtuvimos a partir del análisis de los requerimientos del sistema. 2. Comience por identificar las clases del sistema, haciendo la lista de los sustantivos en el enunciado del problema. Filtre esta lista eliminando los sustantivos que representen atributos obvios de las cla ses, y otros sustantivos que no tengan importancia para el sistema de software que se está modelan do. Genere un diagrama de clases que modele las clases del sistema y sus relaciones (asociaciones). 3. Extraiga los atributos de cada clase del enunciado del sistema, listando las palabras y frases que des criban cada clase del sistema. 4. Aprenda más sobre la naturaleza dinámica del sistema. Genere los diagramas de estado para que aprenda cómo es que los objetos del sistema cambian con el tiempo. 5. Examine los verbos y las frases asociadas con cada clase. Utilice estas frases para extraer las opera ciones de las clases en nuestro sistema. Los diagramas de actividad pueden ayudarle a modelarlos de talles de estas operaciones. 6. Analice las interacciones entre diversos objetos. Utilice diagramas de secuencia y colaboración para modelar dichas interacciones. Añada atributos y operaciones a las clases, conforme el proceso de di seño lo necesite. 7. En este punto, es probable que a nuestro diseño le falten algunas piezas. Éstas se volverán obvias cuando comencemos a implementar nuestro simulador del elevador en C++, en la sección que se en cuentra al final del capítulo 6. “Acerca de los objetos".

2. Nosotros creamos este proceso básico DOO para introducir a los lectores al diseño orientado a objetos mediante IJML. Los lectores que deseen adentrarse aún más en este tema, pueden estudiar el Proceso Racional Unificado más formal y detallado. Para mayor información sobre esta metodología de diseño de software, le recomendamos que lea The Rational Unified Process: An Introduction (2nd F.ditinn) por Philippc Kruchtcn y The Unified Softwa re Devclopment Process por Ivar Jacobson, Grady Booch y James Rumbaugh. Para recursos en línea, visite www. e h « r a t io n a le d g e .c o n , el cual contiene diversos artículos sobre este proceso.



Capitulo 5

375

Recursos UML en Internet y en la World Wide Web La siguiente es una colección de recursos sobre UML que se encuentran en Internet y en la World Wtde Web. Éstos incluyen las especificaciones de UML 1.4, así como material de referencia, recursos en general, manua les. FAQs, artículos, documentos oficiales y software.

Referencias www. om g. o r g Éste es el sitio de Object Management Group (OMG). OMG es responsable de dar mantenimiento y de hacer revisiones a UML. R sitio contiene información sobre UML y sobre otras tecnologías orientadas a objetos. www. r a t i o n a l . c o n Rational Software Corporation desarrolló UML. Su sitio web contiene información sobre UML y sobre sus creadores: Grady Booch, James Rumbaugh e Ivar Jacobson. www. om g. o r g / t a c h n o l o g y / d o c u m a n t s / f o r m a l / u m l . . htm Este sitio contiene las especificaciones oficiales de UML 1.4. www. r a t i o n a l . c o m / u m l / r a s o u r c a a / q u i c k / Í n d e x . j t m p l En este sitio puede encontrar la guía de referencia rápida de UML de Rational Software Corporation, www. h o l u b . cora/ e l a s a /u m l / u m l. h tm l Fste sitio proporciona una tarjeta de referencia rápida sobre UML, con comentarios adicionales. s o f t d o c w l z . com /UM L. h tm En este sitio. Kendall Scott, un autor de diversos recursos de UML. mantiene un diccionario sobre UML.

Recursos w w w .o o o tg .o rg /u m l/ Este sitio contiene la página de recursos de UML de OMG. www. r a t i o n a l . c o m /u m l/ Í n d e x . j s p Página de recursos de UML de Rational Software Corporation. w w w .p l a t in u m .c o m /c o r p / u m l/u m l .h t m UML Partners member Platinum Technology mantiene este sitio de recursos UML. w w w . c a t u s - l i n l c 8 .o r g / o o _ u m l . h t m l Este sitio contiene cientos de vínculos a otros sitios UML, los cuales incluyen información, manuales y software, www. e m b a r c a d e r o . cora/ s u p p o r t / um l c e n t r a l . a s p Este sitio contiene vínculos a diversos aspectos relacionados con UML, los cuales incluyen referencias, manua les y artículos. w w w .d a v x .c o m /u m l Este sitio contiene muchísima información sobre UML. la cual incluye artículos y vínculos a grupos de noticias y a otros sitios. w w w .c a li g a n t .c o m / u m l Este sitio contiene información general y vínculos a sitios importantes de la Web. www. m e t h o d s —t o o l s . c o m / c g i - b i n / D i s c u s sion U M L . e g i Este sitio proporciona acceso a diversos grupos de discusión UML. w w w .p o l s .c o .u d c / u s a c a s a z o n a / i n d a x .h t m Este sitio proporciona recursos y artículos sobre la aplicación de casos de uso. w w w .i c s .u c i . a d u /p u b /a r c h /u m l/u m l_ b o o k s _ a n d _ t o o ls .h t m l Este sitio contiene vínculos a información relacionada con libros sobre UML, así como una lista de herramien tas que apoya la notación UML.


376


Capítulo 5

home.earthlink.net/~salhir Sinan Si Alhir, autor de UML in a Nutshell, mantiene este sitio; éste incluye vínculos a muchos recursos de UML.

www.rational.com/products/rup/index.jsp Éste es el principal sitio del Proceso Racional Unificado (RUP). es decir, de la metodología OOAD de Ral ion al.

www.cetus-links.org/oo_ooa_ood_methods.html Este sitio contiene vínculos a muchas metodologías para desarrollo de software, incluyendo RUP. la programa ción extrema, la metodología Booch, y muchas otras.

Software www.rational.com/products/rose/index.jsp Este sitio es la página principal de la herramienta de modelado visual de UML de Rational Software Corpo ration. Usted puede descargar una versión de prueba desde este sitio, y utilizarla gratuitamente por tiempo li mitado.

www.sparxsystems.com.au/ea.htm Sparx Systems ofrece Enterprise Architcct, una herramienta de OOAD con UML. La versión profesional pro porciona soporte para la generación de código y para ingeniería inversa en C++. Java y C#. entre otros.

wvrw.vlsualoject.com Visual Object Modelers creó una herramienta de modelado visual en UML. Usted puede descargar una versión de demostración limitada y utilizarla gratuitamente por tiempo limitado.

www.embarcadero.com/downloads/download.asp Embarcadero proporciona Desribe Enterprise, una herramienta de diseño UML.

www.mi erogoId.con/version2/stage/product.html Microgold Software, Inc. creó WithOass, una aplicación de diseño de software que sopona la notación UML.

dir.lycos.com/Camputers/Software/Object_Priented/Methodologies/UML/Tools Este sitio lista docenas de herramientas de modelado UML y sus páginas de inicio.

www. methods-tools.com/tools/modaling.html Este sitio contiene un listado de muchas herramientas de modelado de objetos, que incluyen aquellas que so portan a UML.

A rtícu lo s y d o c u m e n to s oficiales

www.omg.org/news/pr99/UML_2001_CACM_Oct99_p29-Kobryn.pdf Este artículo, escrito por Cris Kobryn, explora el pasado, presente y futuro de UML.

www.db.informatik.uni-bremen.de/umlbib La bibliografía de UML proporciona nombres y autores de muchos artículos relacionados con UML. Usted pue de buscar artículos por autor o por título.

www.ratio.co.uk/white.html En este sitio puede leer un documento oficial que describe un proceso para OOAD mediante UML. El artículo también incluye algunas implementaciones en C++.

www.conallen.coo/whitepapers/webapps/ModalingWebApplications.htm Este sitio contiene un ejemplo práctico que modela aplicaciones Web utilizando UML.

www.sdmagazine.com El sitio de Software Development Magazine Online tiene un repositorio de muchos artículos sobre UML. Us ted puede buscar por tema o por títulos de artículos.



Capitulo 5

377

FAQs www.rational.com/urnl/gstart/faq.jap Ésta es la ubicación de las FAQs (preguntas más frecuentes) sobre UML de Ralional Software Corporation,

www.jguru.coa/faq Escriba UML en el cuadro de búsqueda para acceder a las FAQs sobre UML de este sitio.

Bibliografía Alhir, S. UML in a Nutshell. Cambridge: O’Reily & Associates. Inc., 1998. Booch, G., Rumbaugh. J., y Jacobson. I. The Unified Modeling Language User Guide. Reading. MA: AddisonWesley, 1999. firesmith, D.G., y Hcnderson-Sellcrs. B. “Clarifying Specialized Fonns o f Association in UML and OML”. Journal o f Object-Oriented Programming, mayo de 1998: 47 a 50. Fowler. M.. y Scott, K. UML Distilled: Applying the Standard Object Modeling Language. Reading. MA: Addison-Wesley, 1997. Johnson, I..J. "Model Be havi or”. Enterprise Development, mayo de 2000: 20 a 28. McLaughlin. M., y A. Moore. “Real-Time Extcnsions to the UML". Dr. Dobb's Journal, diciembre de 1998: 82 a 93. Melewski. D. “UML Gains Ground”. Application De\elopment Trends, octubre de 1998: 34 a 44. Melewski. D. “UML: Ready for Prime T im e?’ Application Development Trends. noviembre de 1997: 30 a 44. Melewski, D. “Whercforc and what now. UML?" Application Development Trends. diciembre de 1999: 61 a 68 Muller, P. Instan! UM L Birmingham, UK: Wrox Press Lid., 1997. Perry. P. "UML Steps to the Píate”. Application Development Trends. mayo de 1999: 33 a 36. Rumbaugh, J., Jacobson, I. y Booch. G. The UnifiedModeling Language Reference Manual. Reading. MA: Addison-Wesley, 1999. Schmuller, J. Sam ’s Teach Yourself UML in 24 Hours. Indianapolis: Macmillan Computer Pubüshing, 1999.

The Unified Modeling Language Specification: Versión 1.4. Framingham, MA: Object Management Group (OMG), 2001.

RESUMEN • Los apuntadores son variables que contienen direcciones de otras variables. • La declaración:

int *ptr» declara a ptr para que sea un apuntador a una variable de tipo int y se lee, "ptr es un apuntador a int". El * , como se utiliza en este caso, indica que la variable es un apuntador. • Existen tres valores que pueden utilizarse para ¡nicializar un apuntador: 0. NtJLL o una dirección a un obje to del mismo tipo. Inicializar un apuntador en 0. e ¡nicializar el mismo apuntador en NTJLL es lo mismo; 0 es la convención en C++. • El único entero que puede asignarse a un apuntador sin realizar una conversión de tipo es cero. • El operador & (dirección) devuelve la dirección de su operando en memoria.


378


Capítulo 5

• El operando del operador de dirección debe ser un nombre de variable (u otro Ivaluc); el operador de direc ción no puede aplicarse a constantes o a expresiones que no devuelvan una referencia. • El operador * . conocido como el operador de indirección (o desreferencia), devuelve un sinónimo, alias o apodo para el nombre del objeto al que su operando apunta en memoria. A esto se le llama dcsrcfercnciar el apuntador. • Cuando se llama a una función que tiene un argumento, el cual la función que la llamó desea que la función llamada modifique, se puede pasar la dirección del argumento. La función llamada entonces utiliza el operador de indirección (* ) para desreferenciar el apuntador y para modificar el valor del argumento en la función que llama. • Una función que recibe una dirección como un argumento debe tener un apuntador como su parámetro corres pondiente. • El calificador c o n s t permite al programador informar al compilador que el valor de una variable en particular no puede modificarse a través del identificador especificado. Si se intenta modificar un valor c o n s t , el com pilador despliega un mensaje de advertencia o de error, dependiendo del compilador en particular. • Existen cuatro formas para pasar un apuntador a una función: un apuntador no constante hacia un dato no constante, un apuntador no constante hacia un dato constante, un apuntador constante hacia un dato no cons tante y un apuntador constante a un dato constante. • El valor del nombre del arreglo es la dirección del (apuntador hacia el) primer elemento del arreglo. • Para pasar por referencia un solo elemento de un arreglo mediante apuntadores, pase la dirección del elemen to específico. • C++ proporciona el operador unario s i z e o f para determinar el tamaño, en bytes. de un arreglo (o de cual quier otro tipo de dato, variable o constante), en tiempo de compilación. • Cuando se aplica al nombre de un arreglo, el operador siz«o£ devuelve, como un entero, el número total de bytes del arreglo. • Las operaciones aritméticas que pueden realizarse con los apuntadores son: incrementar un apuntador (+♦), disminuir un apuntador ( — ), sumar (♦ o + - ) un entero a un apuntador, restar ( - o - ■ ) un entero de un apun tador y restar un apuntador de otro. • Cuando se suma o se resta un entero de un apuntador, el apuntador se incrementa o disminuye en razón de dicho entero, tantas veces como el tamaño del objeto al que el apuntador se refiere. • I-as operaciones aritméticas con los apuntadores deben realizarse solamente en partes contiguas de memoria, como un arreglo. Todos los elementos de un arreglo se almacenan contiguamente en memoria. • Los apuntadores pueden asignarse entre sí, si ambos son del mismo tipo. De otro modo, es necesario utilizar la conversión de tipo. La excepción a esto es un apuntador * void, el cual es un tipo de apuntador genérico que puede mantener valores de apuntadores de cualquier tipo. I-os apuntadores a void pueden asignarse a apuntadores de otros tipos. Un apuntador void * puede asignarse a un apuntador de otro tipo solamente con una conversión de tipo explícita. • la s únicas operaciones válidas con un apuntador void * son: comparar apuntadores void * con otros apun tadores, asignar direcciones a apuntadores void * y realizar una conversión de tipo a apuntadores válidos. • Los apuntadores pueden compararse mediante operadores de igualdad y relaciónales. Las comparaciones que uti lizan operadores relaciónales tienen sentido sólo si los apuntadores apuntan hacia miembros del mismo arreglo. • Los apuntadores que apuntan hacia arreglos pueden tener subíndices, tal y como los nombres de arreglos. • Un nombre de arreglo es equivalente a un apuntador constante hacia el primer elemento del arreglo. • En notación apuntador/desplazamiento. si el apuntador apunta hacia el primer elemento del arreglo, el des plazamiento es el mismo que el subíndice del arreglo. • Todas las expresiones con arreglos que contienen subíndices pueden escribirse con un apuntador y un despla zamiento, utilizando el nombre del arreglo como un apuntador, o utilizando un apuntador aparte que apunte hada el arreglo. • Los arreglos pueden contener apuntadores. • Un apuntador hada una fundón es la direcdón donde reside el código para la fundón.



Capitulo 5

379

• Los apuntadores pueden pasarse a funciones, regresarse de funciones, almacenarse en arreglos y asignarse a Uros apuntadores. • Un uso común de apuntadores a funciones es en los también llamados sistemas basados en menús. Los apun tadores a fundones se utilizan para selecdonar cuáles funciones llamar para un elemento particular de menú. • La función « t r e p y copia su segundo argumento (una cadena) hada su primer argumento (un arreglo de caracteres). F.1 programador debe asegurarse de que el arreglo objetivo sea lo sufidentemente grande como para almacenar la cadena y sus caracteres nulos de terminación. • La fundón a t r n e p y es equivalente a s t r e p y , excepto que una llamada a a t r a c p y espedfica el número de caracteres que deben copiarse desde la cadena hada el arreglo. El carácter de terminación nulo se copia rá solamente si el número de caracteres a copiarse es al menos uno más que la longitud de la cadena, • La fundón a t r c a t agrega su segundo argumento de cadena (incluyendo el carácter de terminadón nulo) a su primer argumento. El primer carácter de la segunda cadena reemplaza el carácter nulo ( ' \ 0 • ) de la pri mera cadena. F.1 programador debe asegurarse de que el arreglo objetivo, utilizado para almacenar la prime ra cadena, sea lo sufidentemente largo para almacenar tanto la primera como la segunda cadena. • La fundón « t r n c a t es equivalente a a t r e a t . excepto que una llamada a s t m c a t agrega un número de caracteres especificado, de la segunda cadena a la primera. Un carácter de terminadón nulo se agrega al re sultado. • La función a tr e m p compara el primer argumento de cadena con el segundo, carácter por carácter. La fun dón devuelve cero si las cadenas son iguales, un valor negativo si la primera cadena es menor que la segunda, y un valor positivo si la primera cadena es mayor que la segunda. • La fundón s tr n c m p es equivalente a a tr e m p . excepto que s t r a c m p compara un número de caracteres especificado. Si el número de caracteres de una de las cadenas es menor que el número de caracteres espedficado, it r a c m p compara los caracteres hasta que se encuentre el carácter nulo en la cadena más corta. • Una secuencia de llamadas a « t r t o k divide en tokens a una cadena que está separada por caracteres conte nidos en el argumento de la segunda cadena. La primera llamada espedfica la cadena a dividirse en tokens como el primer argumento, y las llamadas subsiguientes continúan dividiendo en tokens la misma cadena has ta que el primer argumento sea NULL. La función devuelve un apuntador hacia el token actual en cada lla mada. Si no hay más tokens cuando se llama a ■ t r t o k . entonces se devuelve NULL. • La función a t r í e n loma una cadena como un argumento y devuelve el número de caracteres de la cadena; d carácter de terminadón nulo no se incluye en la longitud de la cadena.

TERMINOLOGIA < c c ty p o agregar cadenas a otras cadenas aplazamiento indefinido apuntador apuntador a un carácter apuntador a una fundón apuntador a void (void *) apuntador constante apuntador constante a u n dalo constante apuntador constante a un dato no constante apuntador no constante a un dato constante apuntador no constante a un dato no constante apuntador NULL apuntadores a fundones aritmética de apuntadores arreglo de apuntadores

arreglo de cadenas ASCII asignadón de apuntadores cadena código de carácter código numérico de un carácter comparación de apuntadores comparación de cadenas concatenadón de cadenas conjunto de caracteres

const constante de cadena constante de carácter copia de cadenas decremento de un apuntador delimitador desplazamiento


380


Capítulo 5

procesamiento de palabras referenda directa a una variable referenda indirecta a una variable

desreferencia de un apuntador división de cadenas en tokens EBCDIC expresión de apuntadores incremento de un apuntador indirección inidalizadón de un apuntador

aizaof strcat atresnp

ialowar literal literal de cadena longitud de una cadena notadón apuntador/desplazamiento operador de desreferenda (*) operador de direcdón (&) operador de indirecdón (*) paso por refcrcnda paso por valor principio dd menor privilegio procesamiento de cadenas

atrepy atrlen atrncat strncmp atrnepy a trto k

subíndices de apuntadores suma de un apuntador y un entero sustraedón de dos apuntadores sustraodón de un entero de un apuntador tipos de apuntadores token void ‘ (apuntador a void)

Terminología para la sección opcional “Acerca de los objetos” colaboradón diagrama de colaboradón interaedón mensaje números dentro del diagrama de colaboración de UML objetos que participan en una interacción

ocurrencia de una interaedón secuenda de mensajes símbolo de línea continua con punta de flecha dentro del diagrama de colaboradón de UML símbolo rectángulo dentro del diagrama de colaboradón de UML


Complete: a) Un apuntador es una variable que contiene como valor l a _____ de otra variable. b) Los tres valores que pueden utilizarse para inidalizar un apuntador s o n _____ , _____ y ______. c) El único entero que puede asignarse directamente a u n apuntador e s _____ .

5.2

Establezca verdadero o falso. Si la respuesta es falso, explique por qué. a) El operador de direcdón fc puede aplicarse sólo a constantes y a expresiones. b) Un apuntador que se declara como de tipo void puede ser desreferendado. c) Los apuntadores de diferentes tipos pueden no asignarse a otros sin una operadón de conversión de tipo.

5.3

Para cada uno de los siguientes ejerddos. escriba instrucciones de C++ que realicen las tareas especi ficadas. Suponga que los números de punto flotante con doble precisión se almacenan en ocho bytes y que la direcdón inicial del arreglo está en la ubicación 1002500 de la memoria. Cada parte del ejerdd o debe utilizar los resultados de las partes anteriores, cuando sea adecuado. a) Declare un arreglo de tipo doubla. llamado numaroa con 10 elementos, e inicialice los elemen tos con los valores 0 . 0 , 1 . 1 , 2 . 2 . ..., 9 . 9 . Suponga que la constante simbólica t a m a n io se de finió como 10. b) Declare un apuntador ptrN que apunte a una variable de tipo doubla. c) Utilice una estructura for para desplegar los elementos del arreglo numaroa mediante la nota dón de arreglos con subíndices. Despliegue cada número con una posidón de predsión a la dere cha del punto dedmal.


Capítulo 5


381

d) Escriba dos instrucciones separadas que asignen la dirección inicial del arreglo números a la variable apuntador ptrN e) Utilice una estructura for para desplegar los elementos del arreglo numsros. mediante la no tación apuntador/desplazamiento con el apuntador ptrN. f) Utilice una estructura for para desplegar los elementos del arreglo números, mediante la nota ción apuntador/desplazamiento con el nombre del arreglo como el apuntador. g) Refiérase al cuarto elemento del arreglo números mediante la notación de arreglos con subíndi ces, la notación apuntador/desplazamiento con el nombre del arreglo como el apuntador, la nota ción de apuntadores con subíndices con ptrN y la notación apuntador/desplazamiento con ptrN. h) Suponiendo que ptrN apunta al principio del arreglo números, ¿qué dirección es referenciada por ptrN ♦ 8? ¿Qué valor está almacenado en esa localidad? i) Suponiendo que ptrN apunta a numer os [5] .¿qué dirección es referenciada por ptrN después de que se ejecuta ptrN - ■ 4? ¿Qué valor está almacenado en esa localidad?

5.4

Para cada uno de los siguientes ejercicios, escriba una sola instrucción que realice la tarea especifica da. Suponga que las variables de punto flotante numerol y numero2 se han declarado, y que numerol se ha inicializado en 7 . 3 . Suponga que la variable ptr es de tipo char*. Suponga que los arreglos si y s2 son arreglos char de 100 elementos que están inicializados con literales de cadena. a) Declare la variable ptrP para que sea un apuntador a un objeto de tipo doubls. b) Asigne la dirección de la variable numerol a la variable apuntador ptrP. c) Despliegue el valor del objeto apuntado por ptrP. d) Asigne el valor del objeto apuntado por ptrP a la variable numero2. e) Despliegue el valor de numsro2. 0 Despliegue la dirección de numerol. g) Despliegue la dirección almacenada en ptrP. ¿El valor desplegado es el mismo que la dirección de numerol? h) Copie la cadena almacenada en el arreglo s2 hacia el arreglo si. i) Compare la cadena en si con la cadena en s2. y despliegue el resultado. j) Agregue los 10 primeros caracteres de la cadena en s2 a la cadena en si. k) Determine la longitud de la cadena en si, y despliegue el resultado. l) Asigne a ptr la localidad del primer token en s2. Los delimitadores de los tokens son comas ( ,) .

5.5

Realice la tarea especificada por cada una de las siguientes instrucciones: a) Escriba el encabezado de función para una función llamada intercambio que tome dos apunta dores a los números de punto flotante de precisión doble, x y y, como parámetros y que no devuel ve un valor. b) Escriba el prototipo de función para la función de la parte (a). c) Escriba el encabezado de función para una función llamada «valúa que devuelva un entero y que tome como parámetros al entero x y al apuntador a la función poly. La función poly toma un parámetro entero y devuelve un entero. d) Escriba el prototipo de función para la fundón de la parte (c). e) Escriba dos instrucciones que inidalicen el arreglo de caracteres vocal con la cadena de vocales

«AEIOU". 5.6

Encuentre el error en cada uno de los siguientes segmentos de programas. Suponga las siguientes declaraciones e instrucciones:

int *ptrZ; //ptrZ hará r«far«ncia al arreglo * int *ptrA - 0; void *ptrS - 0; int numero; int z [ 5 ] - {1, 2, 3, 4, 5 ); ptrS - x;


382


Capítulo 5

a) ++ptrZ; b) //Utilice un apuntador para obtanar al primer valor del arreglo

numero - ptrZ; //Asigne el elemento del arreglo 2 (el valor 3) a numero numero - *ptrZ [ 2 ]; d) //Despliegue todo el arreglo z for ( int i - 0; i <- 5; i++ ) cout << ptrZ [ i 1 << endl; e) //Asigne a numero el valor apuntado por sPtr numero ■ *ptrS; c)

0 char s [ 10 ] ; cout << strncpy( a, "hola", 5 ) << endl; h) char s [ 12 ]; strcpy( s, "Bienvenido a casa" ); i) if ( strcmp( cadañal, cadena2 ) ) cout << "Las cadenas son iguales* << endl; g)

5.7

¿Qué se despliega cuando cada una de las siguientes instrucciones se ejecuta? Si la instrucción contie ne un error, descríbalo e indique cómo corregirlo. Suponga las siguientes declaraciones de variables:

char sl[ 50 ] - "jaime*; char s2[ 50 1 ■ "julia*; char s3[ 50 ]; a) cout << strcpy( s3, s2 ) << endl; b) cout << strcat( strcat( strcpy( s3, al ), " y * ), s2 )

<< endl; c) cout << strlen( si ) + atrlen( s2 ) << endl; d) cout << strlen( s3 ) << endl;


a)

5.2

a)

5.3

a)

dirección, b)

0,NULL y dirección, c) 0.

Falso. El operando del operador de dirección debe ser un Ivaliur, el operador de dirección no pue de aplicarse a constantes o a expresiones que no resultan en referencias. b) Falso. Un apuntador a void no puede ser desreferenciado. Un apuntador de éstos no tiene un tipo que permita al compilador determinar el número de bytes de la memoria a des refere nciar. c) Falso. Los apuntadores de cualquier tipo pueden asignarse a apuntadores void. Los apuntadores de tipo void pueden asignarse a apuntadores de otros tipos sólo mediante una conversión de tipo explícita.

b) c)

d) e)

double números [ TAMANIO ] ( 0.0, 1 . 1 , 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6, 7.7, 8.8, 9.9 ); double "ptrN; cout << fixed << showpoint « setprecision( 1 ) ; for ( int i - 0; i < TAMANIO; i++ ) cout << numerosC i ] « ‘ '; ptrN - números; ptrN ■ {¡números [ 0 ] ; cout << fixed << showpoint << setprecision( 1 ) ; for ( int j - 0; j < TAMANIO; j++ ) cout << M ptrN ♦ j ) « ' ';



Capitulo 5

383

0 cout « fixed << showpoint << setprecision( 1 ); for ( int k = 0; k < TAMANIO; k++ ) cout << *(números ♦ k ) << ' '/ g) cout << fixed<< showpoint << setprecision( 1 ) ; for ( int m « 0/ k < TAMANIO; m++ ) cout << ptrNÍ mi << ' '/ h) números [ 3 ] •( números ♦ 3 ) ptrNI 3 1 *( ptrN ♦ 3 ) i) La dirección es 1002500 ♦ 8 * 8 - 1002564. H valor es 8 . 8. j) La dirección de números ( 5 1 es 1002500 + 5 * 8 - 1002540. La dirección de ptrN — 4 es 1002540 - 4 * 8 - 1002508. H valor en esa ubicación es 1 . 1 .

5.4

double * ptrF; ptrF - &numerol; cout << "El valor de *ptrF es * << *ptrF << endl; numero2 - *ptrF; cout << "El valor de numero2 es " << numero2 << endl; f) cout << "ha dirección de numerol es * <<&numerol <
a) b) c) d) e)

h) i)

j)

Sí, el valor es el mismo. strcpyí si, a 2 ) ;

cout < < "stremp(si, s2) strncat( si, s2, 10 );

-

*

<<

strcmp( si, s2

)

<<

endl;

k) cout << "strlen(sl) - * << strlen( si ) << endl;

5.5

5.6

l) ptr - strtok( s2, ",* ); a) void intercambio( double *x, double *y ) b) void intercambio( double * , double * ) ; c) int evalúa ( int x, int (*poly) ( int ) ) d) int evalúa( int, int ( * ) ( int ) ) ; e) char vocal [] - "AEIOO"; char vocal!] - { 'A', 'E', 'I', 'O', 'U', »\0' ); a) Error: ptrZ no se ha inicializado. Corrección: Inicialice ptrZ con ptrZ - z; b) Error: El apuntador no está desreferenciado. Corrección: Cambie la instrucción a numero - *ptrZ; c) Error: ptrZ [ 2 ] no es un apuntador y no debe ser desreferenciado. Corrección: Cambie *ptrZ [ 2 ] a ptrZ 12], d) Error: hacer referencia a un elemento de un arreglo fuera de los límites del arreglo con apuntado res con subíndices. Corrección: cambie el operador de relación de la estructura for a <. para evitar salir del arreglo. e) Error: des refere nciar un apuntador void. Corrección: para des referen ciar el apuntador void. primero debe pasar por la conversión de tipo a un apuntador entero. Cambie la instrucción anterior a numero - * ( ( int * ) ptrS ) ; f) Error: intentar modificar un nombre de arreglo con un apuntador aritmético. Corrección: utilice una variable apuntador en lugar del nombre del arreglo para lograr un apunta dor aritmético, o coloque un subíndice al nombre del arreglo para hacer referencia a un elemento en específico. g) Error: la función strnepy no escribe un carácter de terminación nulo en el arreglo s, ya que su tercer argumento es igual a la longitud de la cadena "hola".


364

5 .7


Capítulo 5

Corrección: haga que el tercer argumento de it r n c p y sea 6. o asigne *\ 0 ' a ■ [ 5 ] para ase gurarse de que el carácter de terminación nulo se agregue a la cadena, h) Error: el arreglo de caracteres ■ no es lo suficientemente grande para almacenar el carácter de ter minación nulo. Corrección: declare el arreglo con más elementos. i) Error: la función s t r c m p devolverá 0 si las cadenas son ¡guales; por lo tanto, la condición de la estructura i f será falsa, y la instrucción de salida no se ejecutará. Corrección: compare de manera explícita el resultado de s t r c m p con 0 en la condición de la es tructura if. a) juila. b) jaime y juila. c) 8 d) 13.

EJERCICIOS 5 .8

5 .9

5 .1 0

Diga si los siguientes incisos son verdaderos o falsos. Si es falso, explique por qué. a) Dos apuntadores que apuntan hacia diferentes arreglos no pueden compararse de forma significativa. b) Debido a que el nombre de un arreglo es un apuntador hacia el primer elemento del arreglo, los nom bres de los arreglos pueden manipularse de la misma forma que los apuntadores. Para cada uno de los siguientes incisos, escriba instrucciones en C++ que realicen la tarea especifica da. Suponga que los enteros sin signo se almacenan en dos bytes y que la dirección inicial del arreglo se encuentra en la ubicación 1002500 de la memoria. a) Declare un arreglo de tipo unsigned int, llamado valorea, con cinco elementos, e ¡nicialice los elementos en enteros pares del 2 al 10. Suponga que la constante simbólica t a m a n i o se defi nió como 5. b) Declare un apuntador vPtr que apunte a un objeto de tipo unaigned int. c) Utilice una estructura for para imprimir los elementos del arreglo valorea, mediante notación de arreglos con subíndices. d) Escriba dos instrucciones diferentes que asignen la dirección del arreglo valorea a la variable apuntador ptrV. e) Utilice una estructura for para imprimir los elementos del arreglo valorea, mediante notación apuntador/desplazamiento. 0 Utilice una estructura for para imprimir los elementos del arreglo valorea, mediante notación apuntador/desplazamiento con el nombre del arreglo como el apuntador. g) Utilice una estructura for para imprimir los elementos del arreglo valorea, mediante subíndi ces para el apuntador hacia d arreglo. h) Haga referencia al quinto elemento de valorea, mediante notación de subíndices en el arreglo y notación apuntador/desplazamiento con el nombre del arreglo como el apuntador; notadón de su bíndices en el apuntador y notación apuntador/desplazamiento. i) ¿A qué dirección se hace referencia con ptrV ♦ 3? ¿Qué valor está almacenado en esa ubicación? j) Suponiendo que ptrV apunta a valoras[ 4 J, ¿a qué dirección se hace referencia con ptrV ■ 4? ¿Qué valor está almacenado en esa localidad? Para cada uno de los siguientes ¡nasos, escriba una sola ¡nstructión que realice la tarea espedficada. Suponga que las variables enteras long, valorl y v a l o r 2. ya se declararon y que valor 1 se inicializó en 2 0 0 0 0 0 . a) Declare la variable ptrLargo para que sea un apuntador hada un objeto de tipo largo. b) Asigne la direcdón de la variable valorl a la variable apuntador ptrLargo. c) Imprima el valor del objeto apuntado por ptrLargo. d) Asigne el valor del objeto apuntado por ptrLargo a la variable valor2. e) Imprima el valor de valor 2. f) Imprima la dirección de valorl. g) Imprima la direcdón almacenada en ptrLargo. ¿El valor impreso es el mismo que la direcdón de valorl?


Capitulo 5

5.11


385

Realice la tarea especificada por cada uno de los siguientes enunciados: a)

Escríba el encabezado de función para la función cero, la cual toma un parámetro de arreglo de enteros long grandesEntaros y no devuelve un valor.

b) Escriba el prototipo de función, para la función de la pane (a). c) Escriba el encabezado de función para la función a g r e g a lY S u m a . la cual toma un parámetro de arreglo de enteros unoMuyPequano y devuelve un entero. d) Escriba el prototipo de función, para la función de la parte (c).

Nota: Ijos ejercicios 5.12 a 5.15 son razonablemente desafiantes. Una vez que haya resuelto estos problemas, debe ser capaz de implementar los más populares juegos de cartas. 5.1 2

Modifique el programa de la figura 5.24 para que la función de repartición de cartas reparta una mano de póquer de cinco cartas. Después escriba funciones para realizar las siguientes: a) Determine si la mano contiene un par. b) Determine si la mano contiene dos pares. c) Determine si la mano contiene tres cartas del mismo tipo (por ejemplo, tres jotos). d) Determine si la mano contiene cuatro del mismo tipo (por ejemplo, cuatro ases). e) Determine si la mano contiene las cinco cartas del mismo palo. 0 Determine si la mano contiene una directa (es decir, cinco cartas del mismo palo y con caras con secutivas).

5 .1 3

Utilice las funciones desarrolladas en el ejercicio 5.12 para escribir un programa que reparta dos ma nos de póquer de cinco cartas, que evalúe cada carta y que determine cuál es la mejor mano.

5.1 4

Modifique el programa desarrollado en el ejercicio 5.13 de manera que pueda simular al repartidor. El repartidor reparte una mano con cinco cartas ‘1>oca abajo" de manera que el jugador no las puede ver. Entonces, el programa debe evaluar la mano del repartidor, y basado en la calidad de la mano, el re partidor debe lanzar una. dos. tres, o más cartas para reemplazar el número correspondiente de cartas innecesarias en la mano original. Entonces, el programa debe reevaluar la mano del repartidor. [Precau ción: ¡Éste es un problema difícil!]

5 .1 5

Modifique el programa desarrollado en los ejercicios 5.14 de manera que éste manipule la mano del repartidor, pero al jugador se le permite decidir cuáles cartas reemplazar de la mano del jugador. Enton ces, el programa debe evaluar ambas manos y determinar quién gana. Ahora, utilice el nuevo programa pa rajugar 20 juegos en contra de la computadora. ¿Quién gana más juegos, usted o la computadora? Haga que uno de sus amigos juegue 20 juegos en contra de la computadora. ¿Quién gana más juegos? Basa do en los resultados de estos juegos, haga las modificaciones apropiadas para refinar su programa para jugar póquer. [Nota: éste también es un problema difícil.) Juegue 20 juegos más. ¿Juega mejor su pro grama modificado?

5 .1 6

En el programa para barajar y repartir cartas de la figura 5.24, utilizamos de manera intencional un algo ritmo deficiente para repartir, el cual presentaba la posibilidad de un aplazamiento indefinido. En este pro blema, usted creará un algoritmo de alto rendimiento que evite el aplazamiento indefinido. Modifique la figura 5.24 de la siguiente manera. Inicialice el arreglo b a r a j a como muestra la fi gura 5.36. Modifique la función b a r a j a r para hacer un ciclo fila por fila y columna por columna a través del arreglo, y tocar cada elemento a la vez. Cada elemento se debe intercambiar con un elem en to del arreglo seleccionado al azar. Imprima el arreglo resultante para determinar si la baraja se revol vió de manera satisfactoria (por ejemplo, como en la figura 5.37). Usted tal vez desee que su programa invoque varias veces a la función b a r a j a r para asegurarse de que es satisfactoria. Observe que aunque el método de este problema mejora el algoritmo para barajar, el algoritmo para repartir aún requiere la búsqueda en el arreglo b a r a j a para la carta 1, la carta 2, la carta 3, y así su cesivamente. Peor todavía, incluso después de que el algoritmo para repartir localiza y reparte la carta, el algoritmo continúa la búsqueda a través del resto de la baraja. Modifique el programa de la figura 5.24 de manera que una vez que se reparta una carta no se intente buscar una coincidencia, y que el pro grama proceda de inmediato para repartir la siguiente carta.


386


Capítulo 5

Arreglo baraja no revuelto

0 1 2 3

0

1

2

3

4

1 14

2 15 28 41

3 16 29 42

4 17 30 43

5 18 31 44

27

40

Figura 5.36

5 6

19 32 45

6

7

8

9

10

11

12

7 20 33 46

8 21 34 47

9 22 35 48

10 23 36 49

11 24 37 50

12 25 38 51

13 26 39 52

Arreglo baraja no revuelto.

Ejemplo del arreglo baraja revuelto

0 1 2 3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

19 13 12 50

40 28 33 38

27 14 15 52

25 16 42 39

36 21 43 48

46 30 23 51

10 8 45 9

34 11 3 5

35 31 29 37

41 17 32 49

18 24 4 22

2 7 47 6

44 1 26 20

Figura 5.37

Ejem plo del arreglo baraja revuelto.

5.17 ( Simulación: La tortuga y la liebre) En este ejercicio, usted recreará la clásica carrera de la tortuga y la liebre. Usted utilizará la generación de números aleatorios para desarrollar una simulación de este su ceso memorable. Nuestros contendientes comienzan la carrera en la "posición 1" de 70. Cada posición representa una ubicación posible a lo largo de la ruta de la carrera La línea final es la posición 7. Al primer con tendiente en alcanzar o pasar la posición 70. se le recompensará con un racimo de zanahorias frescas y lechuga. La ruta se abre paso a través de una montaña resbaladiza, de manera que los contendientes oca sionalmente perderán piso. Existe un reloj que hace tic cada segundo. Con cada tic del reloj, su programa debe ajustar la po sición de los animales de acuerdo con las reglas de la figura 5.38.

Animal

Tipo do movimiento

Porcentaje de le m p o

Movimiento real

Tortuga

Paso rápido

50%

3 posiciones a la derecha

Resbalón

20%,

6 posiciones a la izquierda

Liebre

Figura 5.38

Rtso lento

30%

1 posición a la derecha

Dormir

20%

Sin movimiento alguno

Salto grande

20%

9 posiciones a la derecha

Resbalón grande

10%


Salto chico

30%

1 posición a la derecha

Resbalón chico

20%


Reglas d e m ovim iento p a ra la tortuga y la liebre.



Capitulo 5

387

Utilice variables para seguir la pista de las posiciones de los animales (es decir, los números de posición están entre 1 y 70). Comience la posición de cada animal en 1 (es decir, “la puerta inicial"). Si un animal resbala a la izquierda antes de la posición 1, mueva al animal de nuevo a la posición 1. Genere los porcentajes de la tabla anterior mediante la producción de un entero al azar i en el ran go de 1 s i ¡c 10. Para la tortuga, realice un “paso rápido" cuando 1 s i s 5, un “resbalón" cuando 6 sí i s 7. o un “paso lento" cuando 8 s / s 10. Utilice una técnica similar para los movimientos de la liebre. Comience la carrera con la siguiente impresión

JIM BAÑO tJ || J|J| Y, AHÍ VAN lili Para cada tic del reloj (es decir, para cada repetición de un ciclo), imprima una línea de 70 posiciones que muestre l a letra T en la posición de la tortuga y la letra L en la posición de la liebre. Ocasionalmen te, los contendientes caen en la misma posición. Fn este caso, la tortuga muerde a la liebre y su programa debe imprimir j j j j A Y Y l i l i empezando en esta posición. Todas las posiciones diferentes a T . L o 11 jjayy I1 1 1(en caso de un empate) deben ser espacios en blanco. Después de imprimir cada línea, evalúe si uno de los animales alcanzó o sobrepasó la posición 70. Si es así, imprima el nombre del ganador y termine la simulación. Si gana la tortuga, imprima t jjjGANA LA TORTUGA, YUPI1111 Si gana la liebre, imprima Gana la liabra. Uff. Si ambos animales ganan en el mismo tic de reloj, usted podría favorecer a la tortuga (el “desvalido”), o puede imprimir Ea un aapata. Si ningún animal gana, realice de nuevo el ciclo para simular el si guiente tic del reloj. Cuando esté listo para ejecutar el programa, reúna a un grupo de amigos para ver la carrera. ¡Se asombrará de la manera en que la audiencia se involucra!

SECCIÓN ESPECIAL: CONSTRUYA SU PROPIA COMPUTADORA Fn los siguiente problemas, nos desviaremos un poco del mundo de los lenguajes de programación de alto nivel. “Abriremos de par en par” una computadora y veremos su estructura interna. Introduciremos la programación en lenguaje máquina y escribiremos varios programas en lenguaje máquina. Para ha cer de ésta una experiencia valiosa, construí rentos una computadora (mediante simulación basada en software), jen la cual, usted puede ejecutar sus programas en lenguaje máquina!

5.18

(Programación en lenguaje máquina)Ahora acarem os una computadora a la que llamaremos Simpletron. Como su nombre lo indica, es una máquina sencilla, pero, como veremos pronto, también poderosa. Simplctron sólo ejecuta programas escritos en el lenguaje que comprende de manera directa, esto es, el lenguaje máquina de Simplctron. o LMS. Simplctron contiene un acumulador , un “registro especial” en el cual se coloca la información an tes de que Simplctron la utilice en los cálculos, o que los examine de distintas maneras. Toda la infor mación dentro de Simplctron se manipula mediante palabras. Una palabra es un número decimal con signo de cuatro dígitos, tales como +3364. -1 2 9 3 . +0007, -0 0 0 1 . etcétera. Simpletron está equipa do con una memoria de 100 palabras y se hace referencia a estas palabras por medio de sus números de localidad 00. 01 ...... 99. Antes de ejecutar un programa LMS. debemos cargar, o colocar, el programa dentro de la memo ria. La primera instrucción de cada programa LMS siempre se coloca en la localidad 0 0 . El simulador comenzará la ejecución en esta localidad. Cada instrucción escrita en LMS ocupa una palabra de la memoria de Simpletron; además, las ins trucciones son números decimales de cuatro dígitos con signo. Suponga que el signo de una instrucción LMS siempre es positivo, pero el signo de una palabra de dato puede ser positivo o negativo. Cada lo calidad de la memoria de Simpletron puede contener una instrucción, un valor de dato utilizado por un programa o un área de memoria no utilizado (y por lo tanto, indefinido). Los primeros dos dígitos de cada instrucción LMS son el código de operación que especifica la operación que se va a realizar. Los códigos de operación en I-MS aparecen en la figura 5.39. Los últimos dos dígitos de una instrucción LMS son el operando-, la dirección de la localidad que contiene la palabra a la cual se aplica la operación.


388


Capítulo 5

Sgnlflcado

Código de operación

Operaciones de enirada/salida : const int LEE ■ 10;

Lee una palabra desde el teclado y la introduce en una locali dad específica de memoria.

const int ESCRIBE - 11;

Escribe una palabra desde una localidad específica de memo ria, en la pantalla.

Operaciones de carga y almacenamiento: const int CARGA - 20;

Carga una palabra desde una localidad específica de memoria dentro del acumulador.

const int ALMACENA - 21;

Almacena una palabra desde el acumulador dentro de una lo calidad de memoria.

Operaciones aritméticas: const int SUMA - 30;

Suma una palabra de una localidad específica de memoria a la palabra en el acumulador (deja el resultado en el acumulador).

const int RESTA - 31;

Resta una palabra de una localidad específica de memoria a la palabra en el acumulador (deja el resultado en el acumulador).

const int DIVIDE ■ 32;

Divide una palabra de una localidad específica de memoria en tre la palabra en el acumulador (deja el resultado en el acumu lador).

const int MULTIPLICA - 33;

Multiplica una palabra de una localidad específica de memoria por la palabra en el acumulador (deja el resultado en el acumu lador).

Operaciones de transferencia de control: const int BIFURCA - 40;

Bifurca hacia una localidad específica de memoria.

const int BIFURCANEG - 41;

Bifurca hacia una localidad específica de memoria, si el acumu lador es negativo.

const int BIFURCACERO - 42;

Bifurca hacia una localidad específica de memoria, si el acumu lador es cero.

const int PARAR - 43;

Para; el programa completó su tarea.

R gura 5.39

C ó d ig o s d e o p e ra c ió n d e l lenguaje m á q u in a Slmpletron (LMS).

Ahora, consideremos dos programas en LMS. El primer programa en LMS (figura 5.40) lee dos números desde el teclado y calcula e imprime su suma. La instrucción +1007 lee el primer número desde el teclado y lo coloca en la localidad 07 (el cual se inicializa en cero). La instrucción +100 8 lee el siguiente número den tro de la localidad 08. La instrucción carga,+2007, coloca (copia) el primer número dentro del acumulador, y la instrucción suma, ♦3008, suma el segundo número al número en el acumulador. Todas las instrucciones LMS dejan sus resultados en el acumulador. La instrucción almacena, +2109, coloca (copia) el resultado de vuelta en la localidad de memoria 09. Después, escribe la instrucción -*-1109, toma el número y lo imprime (como un número decimal de cuatro dígitos con signo). 1.a instrucción parar, -t-4300, termina la ejecución.



Capitulo 5

Localidad

Número

Instrucción

00

♦10 0 7

(Lee A)

01

♦10 0 8

(Lee B)

02

♦2007

(Carga A)

03

♦30 0 8

(Suma B)

04

♦ 2109

(Almacena C)

05

♦ 1109

(Escribe C)

06

♦ 4300

(Parar)

07

♦ 0000

(Variable A)

08

♦ 0000

(Variable B)

09

♦ 0000

(Resultado C)

R g u ra 5.40

389

Ejemplo 1 d e IMS.

El programa LMS de la figura 5.41 lee dos números desde el teclado, después determina e impri me un valor más grande. Observe el uso de la instrucción + 4107 como una transferencia de control condicional, muy parecido al uso de la instrucción i f en C++. Ahora escriba un programa LMS para llevar a cabo cada una de las siguientes tareas: a) Utilice un ciclo controlado por centinela para leer números positivos y calcular e imprimir su suma. Termine la entrada cuando se digite un número negativo. b) Utilice un ciclo controlado por contador para leer siete números, algunos positivos y algunos nega tivos, y calcule e imprima el promedio. c) Lea una serie de números, y determine e imprima el número más grande. La primera lectura de número indica cuántos números se debe procesar.

Localidad

Número

Instrucción

00

♦ 1009

(Lee A)

01

♦ 1010

(Lee B)

02

♦ 2009

(Carga A)

03

♦ 3110

(Resta B)

04

+4107

(Bifuración negativa a 07)

05

♦ 1109

(Escribe A)

06

♦ 4300

(Parar)

07

♦ 1110

(Escribe B)

08

♦43 0 0

(Parar)

09

♦ 0000

(Variable A)

10

♦ 0000

(Variable B)

R g u ra 5.41

Ejem p lo 2 d e IM S.


5 .1 9


Capítulo 5

( Simulador de la computadora) En principio podría parecer descabellado, pero en esle problema, usted

construirá su propia computadora. No. usted no soldará los componentes. En vez de eso. utilizará la poderosa técnica de simulación basada en software para crear un modelo de software de Simpletrón. Usted no se decepcionará. Su simulador Simpletrón convertirá la computadora que usted utiliza en Simpletron. y será capaz en realidad de ejecutar, probar y depurar los programas LMS que escribió en el ejercicio 5.18. Cuando ejecute su simulador Simpletrón. debe comenzar con la impresión de:

*** {Bienvenido a Simpletrón1 *** *** *** *** *** ***

Por favor, introduzca su programa instrucción por instrucción (o palabra de datos). Yo le indicare el numero de localidad y un signo de interrogación (?). Entonces, usted puede digitar la palabra para dicha localidad. * • * Digite el valor centinela -99999 para detener *** su programa. ###

*** *** #** *** ***

***

Su programa debe simular la memoria de Simpletron mediante un arreglo llamado memoria, que tenga un solo subíndice, y que contenga 100 elementos. Ahora, supongamos que el simulador se encuentra en ejecución, y examinemos el diálogo mientras introducimos el programa del ejemplo 2 del ejerci d o 5 .18: 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

7 7 7 7 7 7 7 7 7 ? 7 7

♦1009 ♦1010 ♦2009 ♦3110 ♦4107 ♦1109 ♦4300 ♦1110 ♦4300 ♦0000 ♦ o o o o

390

-9 9 9 9 9

*** Carga del programa completa *** *** Comienza la ejecución del programa * * * Observe que los números a la derecha de cada 7 en el diálogo anterior representan las instruedones del programa LMS introducidas por el usuario. Ahora, el programa LMS está colocado (o cargado) dentro del arreglo memoria. A continuación. Simpletron ejecutará su programa. La ejecudón comienza con la localidad para la instruedón 00 y. co mo C++, continúa de manera secuencia!, a menos que se dirccdone a otra parte del pograma median te una transferenda de control. Utilice la variable acumulador para representar el registro del acumulador. Utilice la variable contador para dar seguimiento a la ubicadón en memoria que contiene la instrucción que se va a ejecutar. Utilice la variable codigoOparacion para indicar la operación que se va a realizar (es decir, los dos dígitos a la izquierda de la palabra de instrucción). Utilice la variable oparando para indicar la localidad de memoria sobre la cual opera la instrucción actual. Por lo tanto, oparando son los dos dígitos a la derecha de la instruedón que se va a realizar. No ejecute instruedones de manera directa desde la memoria. En lugar de eso. transfiera la siguiente instruedón a realizar desde la memo ria a la variable llamada registrolnstruccion. Entonces “recoja” los dos dígitos a la izquierda y colóquelos en codigoOparación, y “recoja” los dos dígitos a la derecha y colóquelos en ope rando. Cuando comienza la ejecudón de Simpletron, los registros espedales se inidalizan en cero. Ahora "exploremos” la ejecudón de la primera instruedón LMS. +1009 en la localidad de me moria 00. A esto se le denomina ciclo de ejecución de una instrucción.



Capitulo 5

391

El contador nos indica la ubicación de la siguiente instrucción que se va a ejecutar. Buscamos d contenido de dicha localidad desde memoria mediante el uso de la instrucción de C++: registroDelnstruccion • memorial contador ]; H código de la operación y el operando se extraen desde el registro de instrucciones mediante las ins trucciones: codigoDeOperacion ■ registroDelnstruccion / 100; operando ■ registroDelnstruccion % 100; Ahora, el Simpletron debe determinar que el código de la operación es en realidad un lee (versus escri be, carga, etcétera). Un switch establece la diferencia entre las 12 operaciones de LMS. En la estructura switch. el comportamiento de distintas instrucciones LMS se simula de la si guiente manera (dejamos las otras al lector): lee: carga: suma: bifurcar: parar:

cin >> memorial operando ]; acumulador - memoria 1 operando ]; acumulador ♦- memoria [ operando ]; En un momento explicaremos las instrucciones bifurcar más adelante. Esta instrucción imprime el mensaje *** Pin de ejecución de Simpletron ***

La instrucción parar ocasiona también que Simpletron imprima el nombre y el contenido de cada re gistro. así como el contenido completo de la memoria. A menudo, a dicha impresión se le denomina vaciado de la computadora. Para ayudarlo a programar su función de vaciado, la figura 5.42 muestra un formato de vaciado. Observe que un vaciado después de la ejecución de un programa de Simpletron muestra los valores reales de las instrucciones y los valores de datos en el momento en que termina la ejecución. Para dar formato a los números con su signo, como se muestra en el vaciado, utilice el ma nipulador de flujo ahowpom. Para deshabilitar el desplegado del signo utilice el manipulador de flujo noahowpos. Para los números que tienen menos de cuatro dígitos, usted puede dar formato a los nú meros con ceros entre el signo y el valor mediante la siguiente instrucción, antes de mostrar el valor: cout << setfilK '0' ) << internal; FJ manipulador parametrizado de flujo aetflll (del encabezado ) especifica el carác ter de relleno que aparecerá entre el signo y el valor, cuando se despliegue el número con un campo de longitud de 5 caracteres, pero no tiene cuatro dígitos (una posición en la longitud del campo se reserva para el signo). El manipulador de flujo internal indica que los caracteres de relleno debieran apa recer entre el signo y el valor numérico. Procedamos oon la ejecución de la primera instrucción de nuestro programa, ♦1009 en la locali dad 00. Como indicamos, la estructura switch simula esto mediante la ejecución de la instrucción en C++: cin >> memoria [ oparando ]; Para indicar la entrada del usuario, se debe desplegar un signo de interrogación (? ) en la pantalla, an tes de que se ejecute la instrucción cin. El Simpletron espera que el usuario digite un valor y presio ne la tecla Fjitrar. Entonces, el valor se lee dentro de la localidad 09. En este punto, la simulación de la primera instrucción está completa. Todo lo que resta es preparar a Simpletron para ejecutar la siguiente instrucción. La instrucción que se acaba de ejecutar no era una transferencia de control, de manera que solamente necesitamos incrementar el registro del contador de instrucciones de la siguiente manera: ♦♦contador; Esto completa la simulación de la ejecución de la primera instrucción. El proceso completo (es decir, d ciclo de ejecución de la instrucción) comienza de nuevo con la búsqueda de la siguiente instrucción a ejecutar.


392


REGISTROS: acumulador contador regístroDelnstruccion codi goDeOperac ion operando

Capítulo 5

♦0000 00 ♦0000 00 00

MEMORIA: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 +0000 +0000 ♦0000 ♦0000

R gura 5.42

1 ♦0000 ♦ 0000 ♦ 0000 ♦0000 ♦ 0000 ♦ 0000 + 0000 ♦ 0000 ♦0000 ♦ 0000

2 ♦ 0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦ 0000 ♦0000 ♦ 0000 ♦0000 ♦ 0000

3 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000

4 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000

5 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 +0000 ♦0000 ♦0000

6 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 +0000 ♦0000 ♦0000

7 ♦ 0000 ♦ 0000 ♦ 0000 ♦ 0000 ♦ 0000 ♦ 0000 ♦ 0000 + 0000 ♦ 0000 ♦ 0000

8 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 +0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000

9 ♦ 0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000 +0000 ♦0000 ♦0000 ♦0000

Un v a c ia d o d e muestra.

Ahora coas ideremos cómo simular las instrucciones para bifurcación (es decir, la traasferencia de control). Todo lo que necesitamos hacer es ajustar el valor en el contador de la instrucción de manera apropiada. Por lo tanto, la instrucción incondicional de bifurcación (40) se simula en s w itc h c o m o : contador - oparando: La instrucción condicional “bifurca si acumulador es cero" se simula como: if ( acumulador -- 0 ) contador - oparando; En este punto, usted debe implementar su simulador Simpletron y ejecutar cada uno de los programas LMS que escribió en el ejercicio 5.18. Usted puede embellecer LMS con características adicionales y proporcionarlas para su simulador. Su simulador debe verificar varios tipos de errores. Por ejemplo, durante la fase de carga del pro grama, cada número que el usuario digita dentro de la memoria del Simpletron debe estar en el ran go de -9 9 9 9 a +9999. Su simulador debe utilizar un cid o while para verificar que cada número que se introdujo se encuentra en este rango, si no es así. siga con la indicación al usuario para que reintro duzca el número hasta que digite d número correcto. Durante la fase de ejecución. su simulador debe verificar distintos errores serios, tales como los intentos de división entre cero, intentos de ejecución de códigos de operadón inválidos, desborda miento del acumulador (es decir, las operaciones aritméticas generan valores mayores que +9999 o menores que -9 9 9 9 ), y otros semejantes. Dichos errores serios se llaman errores fatales. Cuando se detecta un error fatal, su simulador debe imprimir un mensaje de error como: *** Intento de división entre cero *** *** Terminación anormal da Simpletron *** y debe imprimir un variado completo de la computadora con el formato que explicamos previamente, fisto ayudará al usuario a localizar el error en el programa.



Capitulo 5

393

MÁS EJERCICIOS CON APUNTADORES 5.20

Modifique el programa para barajar y repartir cartas que aparece en la figura 5.24, de manera que las operaciones para barajar y repartir se realicen en la misma función (bara jaYReparta). La función debe contener una estructura con un ciclo anidado similar a la función barajar de la figura 5.24.

5.21

¿Qué hace este programa?

1 2 3 4 5 ó 7

// Ej. 5.21* ej05_21.cpp // ¿Qué haca asta programa? ffinclude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17

18 19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 5.22 1 2 3 4 5 6 7

void mistarioK char *, const char * );

// prototipo

int main()

( char cadañal! 80 ]; char cadana2[ 80 ]; cout << "Introduzca dos cadanas* "/ cin >> cadañal >> cadana2; mistariol( cadañal, cadena2 ); cout << cadañal << endl; raturn 0;

// indica tarminación axitosa

> // fin da main // ¿Qué haca asta función? void mistariol( char *sl, const char *s2 ) { whila ( *sl I- '\0' ) ++sl; for ( ;

i

*sl - *s2; sl-M-, s2++ ) // instrucción vacia

) // fin da la función mistariol ¿Qué hace este programa? // Ej. 5.22: ej05_22.cpp // ¿Qué haca asta programa? tinclude using std::cout; using std* tcin; using std::andl;

8 9

int mistario2( const char * );

// prototipo


394


Capítulo 5

10 11

12 13 14 15 16 17 18 19

int nain()

{ char cadañal[ 80 ]; cout << "Introduzca una cadena: "; cin >> cadenal; cout << mlaterio2( cadenal ) << endl; return 0;


20 21

} // fin de main

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 5 .2 3

// ¿Qué hace esta función? int misterio2( const char *s ) { int x; for ( x - 0; *s 1++X;

'\0 '¡

s++ )

return x; > // fin de la función misterio2 Encuentre el error en cada uno de los siguientes segmentos. Si el error se puede corregir, explique cómo.

a) int *numero;

cout << numero << endl; b) d o u b l e * p t r R e a l ; lo n g * p tr E n ta r o ; p trE n te ro ■ p trR e a l;

C) int * x, y ; x - y; d) char s[] ■ "este es un arreglo de caracteres" for ( ; *s 1- '\0'/ s+«-) cout « • » « ' * j e) short "ptrNum, resultado; void *ptrOenerico - ptrNum; resultado - "ptrOenerico * I j 0 double x ■ 19.34; double ptrX - &x; cout << ptrX << endl; g) char *s; cout << s << endl; 5 .2 4

( Quicksort) En los ejemplos y en los ejercicios del capítulo 4. explicamos las técnicas de ordenamien to burbuja, ordenamiento en cubetas y ordenamiento por selección. Ahora presentamos la técnica de or denamiento recursivo llamada Quicksort. El algoritmo básico para un arreglo de valores con un solo su bíndice es el siguiente: a) Paso de partición: tome el primer elemento del arreglo desordenado y determine su ubicación final en el arreglo ordenado (es decir, todos los valores a la izquierda del elemento en el arreglo son meno res que el elemento, y todos los valores a la derecha del elemento en el arreglo son mayores). Enton ces tenemos un elemento que se encuentra en la ubicación apropiada y dos arreglos desordenados. b) Paso recursivo: realiza el paso 1 en cada uno de los arreglos desordenados.



Capitulo 5

395

Cada vez que se realiza el paso l dentro de un subarreglo, se coloca otro elemento en la posición final del arreglo ordenado, y se crean dos arreglos desordenados. Cuando un subarreglo consiste en un solo ele mento, ese subarreglo debe estar ordenado; por lo tanto, ese elemento se encuentra en su ubicación final. R algoritmo básico parece lo suficientemente sencillo, pero ¿cómo determinamos la posición fi nal del primer elemento de cada subarreglo? Como ejemplo, considere el siguiente conjunto de valores (el elemento en negritas es el elemento de partición; éste se colocará en su posición final dentro del arreglo ordenado).

37 2 6 4 89 8 10 12 68 45 a)

Si comienza por el elemento de la derecha del arreglo, compare cada elemento con 37 hasta que se encuentre un elemento que sea menor que 37. Entonces, intercambie 37 con ese elemento. R pri mer elemento menor que 37 es 12. de manera que se intercambian 37 y 12. Ahora, los valores re siden en el arreglo de la siguiente manera:

12 2 6 4 89 8 10 37 68 45 H elemento 12 está en cursivas para indicar que se acaba de intercambiar con 37. b) Si comienza por la izquierda del arreglo, pero posterior a 12, compare cada elemento con 37 hasta que encuentre un dem ento mayor que 37. Entonces, intercambie 37 con dicho elemento. R primer elemento mayor que 37 es 89. de manera que se intercambian 37 y 89 se intercambian. Ahora, los valores residen en d arreglo de la siguiente manera: 12 2 6 4 37 8 10 89 68 45 c)

Si comienza por la derecha, pero con el elemento anterior a 89. compare cada elemento con 37 has ta que se encuentre el dem ento menor que 37. Entonces, intercambie 37 y ese elemento. H primer dem ento menor que 37 es 10, de manera que se intercambian 37 y 10. Los valores ahora residen en d arreglo de la siguiente manera:

d)

Si comienza por la izquierda, pero con el elemento posterior a 10, compare cada dem ento con 37 hasta que encuentre un elemento mayor que 37. Entonces, intercambie 37 con dicho demento. No existen más elementos mayores que 37, de manera que compare 37 con el mismo, sabemos que 37 se colocó en su posidón final dentro del arreglo ordenado.

12 2 6 4 10 8 37 89 68 45

Una vez que se aplica la partición al arreglo, existen dos subarreglos desordenados. H subarre glo con valores menores que 37 contienen 12, 2, 6, 4, 10 y 8. R subarreglo oon los valores mayo res que 37 contienen 89, 68 y 45. R ordenamiento continúa con la partidón de ambos arreglos de la misma manera que el arreglo original. Basado en la explicación anterior, escriba la función recursiva quickSort para ordenar un arreglo entero con un solo subíndice. La fundón debe redbir un arreglo entero, un subíndice de ini d o y un subíndice final como argumentos. La fundón partición debe llamarse quickSort para realizar d paso de partición.

5.25

(Recorrido de laberintos ) La red de gatos ( • ) y puntos ( . ) de la figura 5.43 es una representación de un arreglo con dos subíndices pora un laberinto. En el arreglo con dos subíndices, los gatos ( • ) repre sentan las paredes del laberinto y los puntos representan los pasillos en las posibles rutas a través del laberinto. Los movimientos del arreglo solamente se pueden hacer hacia una ubicadón en el arreglo que contenga un punto. Existe un algoritmo send llo para caminar a través de un laberinto que garantiza encontrar la sali da (suponiendo que dicha salida existe). Si no existe salida, usted llegará nuevamente a la posidón inidal. Coloque su mano derecha en la pared a su derecha y comience a caminar a hacia delante. Nunca quite su mano derecha de la pared. Si d laberinto da vudta a la derecha, siga la pared hada la derecha. Mientras usted no quite su mano de la pared, tarde o temprano usted llegará a la salida del laberinto. Pueden existir rutas más cortas que las que usted toma, pero es una garantía que usted saldrá del labe rinto si sigue el siguiente algoritmo.


396


Capítulo 5

. # . # . # # #

« • . i . . . . .. . . • i • .

...... • . Figura 5.43

Arreglo con dos subíndices, el cual representa un laberinto.

Escríba una fundón recursiva llamada recorrebabarinto para caminar a través del laberin to. 1.a fundón debe rcdbir como argumentos un arreglo de caracteres de 12 por 12 que represente el la berinto y la ubicación inicial del laberinto. Mientras racorrababarinto intenta localizar la salida dd laberinto, debe colocar el carácter X en cada posidón de la ruta. La fundón debe desplegar el labe rinto después de cada movimiento, de manera que el usuario pueda ver cómo se resuelve el laberinto.

5.26

( Generación aleatoria de laberintos) Escriba una fundón generadorbabarintos que tome como argumentos un arreglo de caracteres con dos subíndices de 12 por 12 y que produzca laberintos al azar. La función debe proporcionar además las ubicaciones inicial y final del laberinto. Pruebe su función ganeradorbabarintoa del ejercicio 5.25 con diversos laberintos generados al azar.

5.27

(laberintos de cualquier tamaño ) Generaliza las fundones racorrababarinto y generador-

baberintos de los ejerddos 5.25 y 5.26 para procesar laberintos de cualquier ancho y alto. 5.28

(Arreglos de apuntadores a funciones ) Rescriba d programa de la figura 4.23 para utilizar una interfaz basada en menús. El programa debe ofrecer al usuario a n co opdones de la siguiente manera (se debe desplegar lo siguiente en la pantalla):

Introduzca una opcion: 0 Imprime al arreglo da calificaciones 1 Encuentra la calificación mínima 2 Encuentra la calificación máxima 3 Imprime el promedio de todos los exámenes de cada estudiante 4 Fin del programa

Una restriedón en el uso de arreglos de apuntadores a fundones es que todos lo apuntadores deben tener d mismo tipo. Los apuntadores deben ser funciones d d mismo tipo de retorno que redben argu mentos dd mismo tipo. Por esta razón, se deben modificar las fundones de la figura 4.23, de manera que cada una devuelva el mismo tipo y tome los mismos parámetros. Modifique las fundones minimo y máximo para imprimir d valor mínimo o el valor máximo, y que no devudva nada. Para la opdón 3, modifique la fundón promedio de la figura 4.13 para mostrar d promedio de cada estudiante (no un estudiante en espedal). l a fundón promedio no debe devolver valor alguno y debe tomar los mis mos parámetros que imprimeArreglo. minimo y máximo. Almacene los apuntadores de las cua tro funciones en el arreglo proceeaCalificacionee. y utilice las opciones dd usuario como subíndice dentro dd arreglo para llamar a cada fundón.

5.29

( Modificaciones al simulador Simpletron) En el ejerd do 5.19. usted escribió un simulador de softwa re de una computadora que q'ecuta programas escritos en Lenguaje Máquina Simpletron (LMS). En es-



Capitulo 5

397

te ejercicio, proponemos distintas modificaciones y mejoras al simulador Simpletron. En los ejercicio 17.26 y 17.27. propondremos la construcción de un compilador que convierte programas escritos en un lenguaje de programación de alto nivel (una variante de BASIC) a LMS. Probablemente se requerirán algunas de las siguientes modificaciones y mejoras para ejecutar los programas producidos por el com pilador. (Nota: algunas modificaciones podrían tener conflictos con otras y, por lo tanto, se debe hacer por separado.) a) Extienda la memoria del simulador Simpletron para que contenga 1,000 posiciones de memoria, para permitir que Simpletron maneje programas más grandes. b) Permita que el simulador realice el cálculo del módulo. Esto requiere una instrucción adicional pa ra el lenguaje Máquina Simpletron. c) Permita que el simulador realice cálculos de exponenciación. Esto requiere una instrucción adicio nal para el I-enguaje Máquina Simpletron. d) Modifique el simulador para que utilice valores hexadecimales en lugar de valores enteros para representar las instrucciones en Lenguaje Máquina Simpletron. e) Modifique el simulador para que permita la salida de una nueva línea. Esto requiere una instruc ción adicional pora el Lenguaje Máquina Simpletron. f) Modifique el simulador pitra procesar valores de punto flotante, además de valores enteros. g) Modifique el simulador para manipular la entrada de cadenas, [Pista: cada palabra Simpletron se puede dividir en dos grupos, cada una compuesta por un entero de dos dígitos. Cada entero de dos dígitos representa el equivalente ASCII decimal de un carácter. Agregue una instrucción en lengua je máquina que permita la entrada de una cadena y que almacene el inicio de la cadena en una po sición específica de la memoria de Simpletron. La primera mitad de la palabra en dicha posición será un contador del número de caracteres de la cadena (es decir, la longitud de la cadena). Cada media palabra subsecuente contiene un carácter ASCII expresado como un decimal de dos dígitos. La instrucción en lenguaje máquina convierte cada carácter a su equivalente en ASCII y lo asigna a la mitad de la palabra. ] h) Modifique el simulador para manipular la salida de cadenas almacenadas en el formato de la parte (g). [ftsta: agregue una instrucción de lenguaje máquina que imprima la cadena que comienza en derta posidón específica de la memoria de Simpletron. La primera mitad de la palabra en dicha posidón es un contador del número de caracteres en la cadena (es decir. la longitud de la cadena). Cada mitad de palabra subsecuente contiene un carácter ASCII expresado mediante dos dígitos dedm ales. 1.a instrucdón en lenguaje máquina verifica la longitud e imprime la cadena mediante la traducción de cada número de dos dígitos en su carácter equivalente.] i) Modifique el simulador para incluir la instrucdón l m s _d e b u q que imprima un vadado de memo ria después de cada ejecudón de la instrucción. Propordone a l m s _d e b ü q un código de operadón igual a 44. La palabra +44 01 enciende el modo de depuradón, y +4400 apaga el modo de depuradón. 5.3 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

¿Qué hace este programa?

// Ej. 5.30: ej05_30.cpp // ¿Qué hace asta programa? •inelude using std::cout; uaing atd::cin; using std::endl; bool misterio3( const char *, const char * ); int main() { char cadañal[ 80 ], cadena2[ 80 1;


// prototipo

398

15 16 17 18 19 20


Capítulo 5

cout << "Introduzca dos cadenas: *; cin >> cadañal >> cadena2; cout << "El resultado es " << misterios( cadañal, cadena2 ) << endl; return 0;


21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

} // fin de main // ¿Qué hace esta función? bool misterio3( const char "al, const char *s2 ) { for ( ; *sl I - ' \ 0 ' && *s2 I - » \ 0 ' ; slee, s2++ ) if ( *sl 1- *s2 ) return false; return true; } // fin de la función misterio

EJERCICIOS DE MANIPULACIÓN DE CADENAS 5.31

Escriba un programa que utilice la función strcmp para comparar dos cadenas introducidas por el usua rio. El programa debe establecer si la primera cadena es menor, igual o mayor que la segunda cadena.

5.32

Escriba un programa que utilice la función strncmp para comparar dos cadenas introducidas por el usuario. El programa debe introducir el número de caracteres a comparar. El programa debe establecer si la primera cadena es menor, igual o mayor que la segunda cadena.

5.33

Escriba un programa que utilice la generación de números aleatorios para crear oraciones. El programa debe utilizar cuatro arreglos de apuntadores a char llamados articulo, sustantivo, verbo y preposición. El programa debe crear una oración mediante la selección al azar de una palabra de cada arreglo en el siguiente orden: articulo, sustantivo, verbo, preposición, articu lo y sustantivo. Conforme seleccione cada palabra, debe concatenarla con las palabras previas de un arreglo que sea lo suficientemente largo para almacenar la oración completa. Las palabras se deben separar mediante espacios. Cuando aparezca la oración final, debe comenzar con una letra mayúscula y terminar con punto. El programa debe generar 20 oraciones. Los arreglos se deben llenar de la siguiente manera: articulo debe contener los artículos "el", "un", "uno", "algunos" y "cualquier"; el arreglo sustantivo debe contener los sustanti vos "nino", "nina", "perro", "pueblo" y "automóvil"; el arreglo verbo debe contener los verbos "condujo", "salto", "corrio", "camino" y "evito"; el arreglo preposición debe contener las preposiciones "a", "desde", "sobre", "bajo" y *en". Después de terminar el programa, modifíquelo para producir una pequeña historia con varias de estas oraciones. (¿Qué piensa acerca de la posibilidad de ser un escritor de términos al azar?)

5.34

(Quintillas) Una quintilla es un verso de cinco líneas en el cual, la primera y la segunda línea riman con la quinta, y la tercera línea rima con la cuarta. Mediante técnicas similares a las desarrolladas en el ejer cicio 5.33, escriba un programa en C++ que produzca quintillas al azar. Pulir el programa para produ cir buenas quintillas es un problema desafiante, ¡pero el resultado valdrá la pena!

5.35

Escriba un programa que codifique frases en español a frases en latín cerdo. El latín cerdo es una for ma de lenguaje utilizado a menudo para divertirse. Existen muchas varientes en los métodos utilizados para formar frases en latín cerdo. Por sencillez, utilice el siguiente algoritmo: para formar una frase en latín cerdo a partir de una frase en español, divida la frase en palabras mediante la fundón strtok.



Capitulo 5

399

Para traducir cada palabra en español a latín cerdo, coloque la primera letra de la palabra en español al final de la palabra en español y agregue las letras “ae". Entonces, la palabra “■alta" se convierte a “altasae". la palabra *‘al” se convierte en “leaa" y la palabra "computadora” se convierte en “omputadoracae”.Los blancos entre las palabras permanecen como blancos. Suponga que la frase en español consiste en palabras separadas por blancos, que no existen signos de puntuación y que to das las palabras tienen dos o más letras. I-a función imprimePalabraEnLatin debe desplegar ca da palabra. (Pista: cada vez que se encuentre un token en la llamada a strtok, pase el apuntador del token a la función imprimePalabr&EnLatin e imprima la palabra en latín cerdo.) 5 .3 6

Escriba un programa que introduzca un número telefónico como una cadena de la forma ( 5 5 5 ) 5 5 5 5555. El programa debe utilizar la función strtok para extraer el código de área como un token, los primeros tres dígitos del número telefónico como un token, y los cuatro últimos dígitos del número te lefónico como un token. I>os site dígitos del número telefónico se deben concatenar dentro de la cade na. Se deben imprimir tanto el código de área como el número telefónico.

5.3 7

Escriba un programa que introduzca una línea de texto, que divida la línea en tokens mediante la fun ción strtok y que muestre los tokens en orden inverso.

5 .3 8

Utilice las funciones de comparación de cadenas que explicamos en la sección 5.12.2 y las técnicas para ordenamiento de arreglos desarrollados en el capítulo 4. para escribir un programa que ordene alfabé ticamente una lista de cadenas. Utilice los nombres de 10 o 15 poblaciones de su Estado como datos para su programa.

5.3 9

Escriba dos versiones de cada una de las funciones de copia y concatenación de cadenas de la figura 5.27. La primera versión debe utilizar arreglos con subíndices, la segunda debe utilizar apuntadores y aritmética de apuntadores.

5.4 0

Escriba dos versiones de cada función de comparación de cadenas de la figura 5.27. La primera versión debe utilizar arreglos con subíndices, y la segunda versión debe utilizar apuntadores y aritmética de apuntadores.

5.41

Escriba dos versiones de la función s t r l e n correspondiente a la figura 5.27. La primera versión debe uti lizar aneglos con subíndices, y la segunda versión debe utilizar apuntadores y aritmética de apuntadores.

SECCIÓN ESPECIAL EJERCICIOS AVANZADOS DE MANIPULACIÓN DE CADENAS Los siguientes ejercicios son claves para el libro y están diseñados para evaluar la comprensión del lec tor sobre los conceptos fundamentales de la manipulación de cadenas. Esta sección incluye una co lección de ejercicios intermedios y avanzados de manipulación de cadenas. El lector encontrará estos ejrcicios desafiantes, pero divertidos. Ix» problemas varían considerablemente en dificultad. Algunos requieren una hora o dos para escribir e ¡mplementar el programa. Otros son útiles como tareas de labo ratorio que pudieran requerir dos o tres semanas de estudio c implementación. Algunos son proyectos terminales desafiantes. 5.4 2

(Análisis de textos) La disponibilidad de computadoras con capacidades de manipulación de cadenas ha dado como resultado algunos interesantes métodos para analizar los escritos de grandes autores. Se ha puesto mucha atención en si realmente vivió William Shakespeare. Algunos estudiosos creen que exis te evidencia importante que indica que en realidad Christopher Marlowe y otros autores escribieron las obras maestras que se atribuyen a William Shakespeare. Los investigadores utilizaron computadoras pa ra encontrar similitudes en los escritos de estos dos autores. Este ejercicio examina tres métodos para analizar textos mediante una computadora. a) Escriba un programa que lea varias líneas de texto desde el teclado e imprima una tabla que indi que el número de ocurrencias de cada letra del alfabeto en el texto. Por ejemplo, la frase:

Ser o no ser: ese es el dilema: contiene una *‘a”, ninguna “b”, ninguna ”c”, etcétera. b) Escriba un programa que lea varias líneas de texto e imprima una tabla que indique el número de pala bras de una letra, de dos letras, de tres letras, etcétera, que aparecen en el texto. Por ejemplo, la frase:

¿Qué «s más nobls para «1 espíritu?


400

Capítulo 5


contiene las siguientes longitudes y ocurrencias

c)

longikid de palabra

Ocurrencia

1

0

2

2

3

2

4

1

5

1

6

0

7

0

8

1

Escriba un programa que lea varias líneas de texto e imprima una tabla que indique el número de ocurrencias de cada palabra diferente en el texto. La primera versión de su programa debe incluir las palabras en la tabla en el mismo orden en el cual aparecen dentro del texto. Por ejemplo, las líneas:

Ser o no i«r: ese es el dilema; ¿Qué es más noble para el espíritu? contiene las palabras “ser” dos veces, la palabra “esc” una vez. la palabra “o" una, etcétera. Una muestra más interesante (y útil) podría ser intentar con las palabras ordenadas alfabéticamente. 5 .4 3

( Procesamiento de palabras) Una función importante en los sistemas de procesamiento de palabras es la justificación de texto, es decir, la alineación de palabras tanto a la izquierda como a la derecha en los márgenes de la página. Esto genera un documento con vista profesional que da la apariencia de haber sido introducido y preparado en una máquina de escribir. La justificación de texto se puede lleva a cabo en sistemas de cómputo mediante la inserción de caracteres en blanco entre cada una de las palabras en una línea, de manera que la palabra que se encuentra en el extremo derecho se alinea con el margen de recho. Escriba un programa que lea varias líneas de texto y que imprima este texto en formato justifica do. Asuma que el texto se va a imprimir en papel de 8.5 pulgadas de ancho y con márgenes de una pul gada tanto a la derecha como a la izquierda de la página de impresión. Asuma que la computadora im prime 10 caracteres por pulgada horizontal. De esta manera, su programa debe imprimir 6.5 pulgadas de texto, o 65 caracteres por línea.

5 .4 4

( Impresión de fechas en distintos formatos ) Las fechas comúnmente se imprinten en distintos formatos en la correspondencia de negocios. Dos de los formatos más comunes son:

21/07/1955 21 Julio, 1955 Escriba programas que lean una fecha en el primer fomato e impriman dicha fecha en el segundo for mato. 5 .4 5

( Protección de cheques) Con frecuencia se utilizan computadoras para sistemas de escritura de cheques, tales como aplicaciones para nóminas y para pagos. Existen muchas historias extrañas acerca de che ques de pago que se imprimen con montos (por error) que se exceden por millones. En ocasiones se imprimen extraños montos en los sistemas computarizados de emisión de cheques, debido al error hu mano o a una falla de la máquina. Los diseñadores de sistemas construyen controles en sus sistemas pa ra prevenir la emisión de cheques erróneos. Otro problema serio es la alteración intencional del monto de un cheque por alguien que intenta cobrar un cheque de manera fraudulenta. Para prevenir la alteración de un monto, muchos sistemas computarizados emplean una técnica llamada protección de cheques.



Capitulo 5

401

Los cheques diseñados para impresión por computadora contienen un número fijo de espacios en los cuales la computadora puede imprimir un monto. Suponga que dicho cheque contiene ocho espa cios en blanco, en los cuales se supone que la computadora debe imprimir el monto de un cheque de nómina semanal. Si el monto es grande, entonces se llenarán los ocho espacios, por ejemplo:

1,230.60

(monto del cheque)

12345678

(números de posición)

Por otra parte, si el monto es menor que $1,000, entonces varios espacios quedarán vacíos. Por ejem plo:

99.87 12345678 contiene tres espacios en blanco. Si un cheque se imprime con espacios en blanco, es más fácil para al guien altera el monto del cheque. Para prevenir que se altere el cheque, muchos sistemas para escribir cheques insertan (átenseos al principio de éste para proteger el monto, de la siguiente manera:

***99.87 12345678 Escriba un programa que introduzca un monto a imprimir sobre un cheque y que lo escriba mediante el formato de protección de cheques, con asteriscos al principio si es necesario. Suponga que existen nueve espacios disponibles para imprimir el monto.

5.46

(Escritura en letras del monto de un cheque) Como continuación del ejemplo anterior, reiteramos la im portancia de diseñar sistemas para la escritura de cheques para evitar la alteración de los montos de los cheques. Un método común de seguridad requiere que el monto del cheque se escriba tanto en núme ros como en letras. Aún si alguien es capaz de alterar el monto numérico del cheque, es extremadamen te difícil modificar el monto en letras. Escriba un programa que introduzca el monto numérico de un cheque y que escriba su equivalente en letras. Su programa debe ser capaz de manipular montos de cheques tan grandes como $999.99. Por ejemplo, el monto 112.43 se debe escribir como:

CIENTO DOCE CON 43/100

5.47

(Clave Mor se) Quizá el más famoso esquema de código de todos es el denominado clave Morse, desarro llado por Samuel Morse en 1832 para su uso con sistemas telegráficos. El código Morse asigna una se rie de puntos y guiones a cada letra del alfabeto, cada dígito y algunos caracteres especiales (tales como el punto, la coma, el punto y coma y los dos puntos). En sistemas de control de sonido, el punto repre senta un sonido corto, y el guión representa un sonido largo. Otras representaciones de puntos y guio nes se utilizan para sistemas orientados a luces y sistemas de señalización con banderas. La separación entre palabras se indica mediante un espacio, o, sencillamente, con la ausencia de un punto o un guión. En sistemas orientados a sonido, un espacio se indica mediante un punto corto de tiempo durante el cual no se transmite sonido alguno. En la figura 5.44. aparece la versión inter nacional del código Morse. Escriba un programa que lea una frase en español y que oodifique la fiase en clave Morse. Además, escriba un programa que lea una frase en clave Morse y que la convierta en su equivalente en español. Utilice un espacio en blanco entre cada letra en clave Morse y tres espacios en blanco entre cada pa labra en clave Morse.


402


Carácter

C ódigo

A

Capítulo 5

Carácter

C ódigo

T

B

"•• •

U

C

V

D

W

E

.

X

F

Y

G

Z

H

••••

I

•• . -----

J K

• • •“

Dígitos

.---

1 2

L

3

M

—

N

4 5

—

O

6

P

7

*"• • •

Q R

8

••

9

S

0

figura 5.44

5 .4 8

A lfabeto en cla ve Morse.

(Programa de conversión al sistema métrico ) Escriba un programa que ayude al usuario a realizar con versiones de unidades al sistema métrico. Su programa debe permitir al usuario especificar los nombres de las unidades como cadenas (es decir, centímetros, litros, gramos, etcétera, para el sistema métrico, y pulgadas, cuartos, libras, etcétera, para el sistema inglés), y debe responder a preguntas tales como:

"¿Cuántas pulgadas hay en 2 metros?* "¿Cuántos litros hay en 10 cuartos?* Su programa debe reconocer conversiones inválidas. Por ejemplo, la pregunta:

"¿Cuántos pies hay en 5 kilogramos?* no es correcta, debido a que los "pies* son unidades de longitud, mientras que los "kilogramos* son unidades de masa.

UN DESAFIANTE PROYECTO DE MANIPULACIÓN DE CADENAS 5 .4 9

(Generación de un crucigrama ) Mucha gente ha resuelto crucigramas, pero pocos han intentado ge nerar uno. Generar un crucigrama es un problema difícil. Aquí lo sugerimos como un proyecto de manipulación de cadenas que requiere una cantidad importante de sofisticación y esfuerzo. Existen mu chos asuntos que el programador debe resolver antes, para incluso echar a andar un generador de cru cigramas muy sencillo. Por ejemplo, ¿cómo se representa la malla de un crucigrama dentro de la


Capitulo 5


403

computadora? ¿Debemos utilizar una serie de cadenas, o debemos utilizar arreglos con dos subíndices? El programador necesita una fuente de palabras (es decir, un diccionario computanzado) al que el pro gramador pueda hacer referencia de manera directa. ¿De qué forma se deben almacenar estas palabras para facilitar las complejas manipulaciones que requiere el programa? El lector realmente ambicioso querrá desarrollar la parte de las "claves’’ del crucigrama, en la que las breves pistas para cada palabra "horizontal" y ‘Vertical” se imprimen para quien resuelve el crucigrama. La sola impresión en blanco del crucigrama no es un problema sencillo.


6 Clases y abstracción de datos

Objetivos • C o m p r e n d e r lo s c o n c e p to s d e la in g e n ie r ía d e s o f tw a r e c o n r e s p e c to a l c n c a p s u la m ic n to y al o c u lta m ie n to d e d a to s . • C o m p r e n d e r la s n o c io n e s d e la a b s tr a c c ió n d e d a to s y lo s tip o s d e d a to s a b s tra c to s ( A D T s ). • S e r c a p a z d e c r e a r A D T s e n C + + , a d e c ir, c la se s. • C r e a r , u tiliz a r y d e s tr u i r o b je to s d e c la s e s . • C o n tr o la r e l a c c e s o a lo s d a to s y f u n c io n e s m ie m b r o d e lo s o b je to s . • C o m e n z a r a a p r e c ia r e l v a lo r d e la o r ie n ta c ió n a o b je to s .

M is objetivos, todos sublimes, deberé cotiseguirlos a tiem po. W. S. G ilb e rt

¿Es éste un m u ndo en el cu a l esco n d er virtudes? W illia m S h a k e s p e a re

Tus s i n ientes p úblicos te s in 'e n correctam ente. A d la i S te v e n s o n

Rostros p riva d o s en lugares públicos son m ás sabios y am ables que los rostros p úblicos en lugares privados. W. H. A u d en



Capitulo 6

405

Plan general 6.1

Introducción

6.2

Definiciones de estructura

6.3 6.4 6.5

Acceso a los miembros de una estructura Implemento clon del tipo T ie m p o definido por el usuario mediante una s t r u c t u r e al estilo C Implementación del tipo de dato abstracto T ie m p o mediante una c l a s e

6.6 6.7

Alcance de una clase y acceso a los miembros de la clase Separación de la interfaz y la imple mentación

6.8 6.9 6.10

Control de acceso a los miembros Funciones de acceso y funciones de utilidad Iniciallzación de los objetos de una clase: constructores

6.11 6.12

Uso de argumentos predeterminados con constructores Destructores

6.13 6.14 6.15

Invocación de constructores y destructores Uso de las funciones set (establecer) y get (obtener) Trampa sutil: retomo de una referencia a un dato miembro p r i v a d o

6.16 6.17 6.18

Asignación predeterminada de miembros Reutilización de software (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: Comienzo de la programación de las clases para el simulador del elevador

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoe\xüuación • Ejercicios

6.1 Introducción A h o ra c o m e n z a r e m o s c o n n u e s tra in tr o d u c c ió n a la o r ie n ta c ió n a o b je to s e n C + + . ¿ P o r q u ó d if e r im o s la p r o g ra m a c ió n o r ie n ta d a a o b je to s h a s ta e l c a p ítu lo 6 ? L a r e s p u e s ta e s q u e lo s o b je to s q u e c o n s tr u ir e m o s e s ta r á n c o m p u e s to s p o r a lg u n a s p a rte s d e la p ro g ra m a c ió n e s tru c tu r a d a , d e m a n e ra q u e n e c e s itá b a m o s e s ta b le c e r p r im e r o la s b a s e s d e é s ta . A tr a v é s d e n u e s tra s s e c c io n e s “A c e rc a d e lo s o b je to s ” a l fin al d e lo s c a p ítu lo s d e l 1 a l 5 , in tr o d u jim o s lo s c o n c e p to s b á s ic o s (e s d e c ir , “ p e n s a r e n o b je to s ” ) y l a te r m in o lo g ía (e s d e c ir, “ h a b la r d e o b je to s ” ) d e la p r o g ra m a c ió n o r ie n ta d a a o b je to s e n C + + . E n e s ta s s e c c io n e s e s p e c ia le s , ta m b ié n e x p lic a m o s la s té c n ic a s d e l

diseño orientado a objetos (DOO). A n a liz a m o s

u n e n u n c ia d o típ i c o d e un

p r o b le m a q u e r e q u e r ía la c o n s tr u c c ió n d e u n s is te m a (e l s im u la d o r d e u n e le v a d o r) , la d e te r m in a c ió n d e la s c la s e s n e c e s a r ia s p a r a ¡m p le m e n ta r e l s is te m a , la d e te r m in a c ió n d e lo s a tr ib u to s q u e e s ta s c l a s e s d e b ía n te n e r , la d e te r m in a c ió n d e l c o m p o r ta m ie n to q u e d e b ía n e x h ib ir l o s o b je to s d e e s ta s c la s e s y l a e s p e c ific a c ió n d e la m a n e ra e n q u e lo s o b je to s d e b ía n in te r a c tu a r e n t r e s í p a r a lle v a r a c a b o la s m e ta s g e n e r a le s d e l sis te m a . R e v is e m o s b r e v e m e n te a l g u n o s c o n c e p to s c la v e y la te r m in o lo g ía d e la o r ie n ta c ió n a o b je to s . L a p ro g ra m a c ió n o r ie n ta d a a o b je to s (P C X )) e n p a q u e te s lla m a d o s

clases;

encapsula

d a to s ( a tr ib u to s ) y f u n c io n e s (c o m p o r ta m ie n to )

lo s d a to s y la s f u n c io n e s d e u n a c la s e s e e n c u e n tr a n ín tim a m e n te lig a


406


Capítulo 6

d o s entre sí. U na cla se e s co m o un anteproyecto. A partir de un anteproyecto, un constructor puede construir una casa. A partir d e una clase, un programador puede crear un objeto. Un anteproyecto se p uede reutilizar m uchas v e c e s para hacer varias casas. Una cla se s e puede reutilizar m uchas veces para hacer m uchos ob jetos d e la m ism a clase. En la secció n 6 .5 , d efin irem os la cla se Tiempo, la

tiempo (por ejem p lo, horaljevantarse. horaDesayuno. horaAlmuerzo. horaCena, horaDormir. etcétera).

cual puede utilizarse para crear m uchos objetos d e tipo

Las cla ses tienen la propiedad de ocultar inform ación. Esto sign ifica q u e aunque lo s ob jetos de una clase pueden saber cóm o com unicarse entre sí, a través de interfaces bien definidas, por lo general a las cla ses no se les perm ite saber có m o se im plcm cntan otras cla ses; los detalles d e im plcm cntación están ocultos dentro de las m ism as clases. C on toda seguridad e s posible conducir un autom óvil d e manera efectiva sin con ocer lo s d etalles de c ó m o funcionan internam ente lo s sistem as del motor, la transm isión, y de escape. V erem os por q u é el ocultam iento de inform ación es tan importante pa ra la buena ingeniería d e softw are. En C y en otros lenguajes Je prvgranutción p o r procedim ientos, la program ación tiende a ser orientada a acciones, m ientras que en C + + el ideal es programar co n orientación a objetos. En C, la unidad d e programación es la fu n ció n . En C + + , la unidad de program ación es la clase, a partir d e la cual s e generan las instancias d e todos lo s ob jetos (e s decir, se crean). Los program adores en C s e concentran en escribir funciones. L os conjuntos de a ccio n es que realizan alguna tarea s e agrupan en fun cion es, y la s fu n cion es se agrupan para formar programas. C iertam ente, los datos son im portantes en C, pero la visión e s que lo s datos existen primordial m en te para apoyar las accion es que realizan las funciones. En la esp ecifica ció n de un sistem a, lo s verbos ayudan al programador en C a determ inar el conjunto de fun cion es q u e trabajarán juntas para im plem entar el sistem a. Los program adores en C + + s e concentran en crear su s propios tipos definidos p o r el usuario lla m ados clases. A las c la ses tam bién se les denom ina tipos definidos p o r e l prvgranutdor. Cada clase con tien e datos, a sí co m o e l conjunto d e fun cion es que manipulan e s o s datos. A lo s datos que co m p o nen una cla se se le s llam a datos m iem bro. A las fu n cion es que com p onen una cla se se le s llam a fu n cio n es m iem bro (o m étodos, en otros lenguajes orientados a objetos). A sí co m o a una instancia d e un tipo d e dato predefinido co m o int s e le llam a variable, a una instancia de un tipo de dato definido por el usuario (es decir, a la instancia de una cla se) se le llam a objeto. En la com unidad de C + + , los térm inos variable y objeto a m enudo s e utilizan de manera indistinta. El fo c o d e atención en C + + se centra en las clases, en lugar de las funciones. L os sustantivos q u e se encuentran en las esp ecifica cio n es de un sistem a ayudan al programador e n C + + a determinar el conjunto d e cla ses que utilizará para crear los objetos q u e trabajarán jun tos para im plem entar el sistem a. Las c la ses en C + + son la evolución natural d e la noción

struct en C. A n tes de continuar con

las particularidades del desarrollo d e cla ses en C ++, exp licarem os las estructuras, y construirem os un tipo definido por el usuario basado en la estructura al estilo de C. En las se cc io n e s su bsecuentes, las d eb ilid ades que expondrem os en este m étodo nos ayudarán a m otivar la noción de una clase.

6.2 Definiciones de estructura Las estructuras son tipos de d atos adicionales, esto e s , se pueden construir utilizando elem en to s de otros tipos, in clu so co n otras estructuras. C onsidere la sigu ien te definición d e estructura:

// 0-23 (formato de reloj de 24 horas) // // 0-59 0 1 ui «o

struct Tiempo { int hora; int minuto; int segundo;

}; // fin de la estructura Tiempo



Capitulo 6

407

La palabra reservada e t r u c t introduce la d efinición de la estructura. El identificador Tiempo es la etiqueta de la estructura q u e da nom bre a la d efinición de la estructura, y se utiliza para declarar las variables del tip o de la estructura. En este ejem p lo, el nuevo nombre de tipo es Tiempo. L os nom bres declarados entre las llaves de la d efinición de la estructura son lo s m iem bros d e la estructu ra. L o s m iem bros de la m ism a estructura deben tener nom bres ú nicos, pero d o s estructuras diferentes pueden con ten er m iem bros con el m ism o nom bre sin co n flicto alguno. Cada definición de estructu ra termina con un punto y com a. La exp licación anterior tam bién es válida para las cla ses; co m o v e rem os pronto, en C ++ las estructuras y las c la ses son bastante sim ilares. La definición d e Tiempo con tien e tres m iem bros d e tip o int: hora, minuto y segundo L os m iem bros d e la estructura pueden ser de cualquier tipo, y una estructura puede contener m iem bros de m uchos tipos diferentes. Sin em bargo, una estructura no puede con ten er una instancia de s í m ism a. P or ejem p lo, no s e puede declarar un m iem bro d e tipo Tiempo en la d efin ición d e la es tructura Tiempo. Sin em bargo, se puede incluir un apuntador hacia otra estructura Tiempo. A una estructura q u e con tien e un m iem bro q u e e s un apuntador hacia e l m ism o tipo de estructura se le lla ma estructura autorreferencial. C o m o verem os en e l capítulo 17, las estructuras autorreferenciales son útiles para form ar estructuras de d atos ligadas tales co m o listas ligadas, co la s, pilas y árboles. La d efin ición anterior de estructura no reservan esp acio en m em oria; en v e z d e ello , la d efin i ción crea un nuevo tipo de dato que se utiliza para declarar variables. Las variables d e estructura se declaran co m o las variables de otros tipos. Las declaraciones:

Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo

objetoTiempo; arregloTiempo[ 10 ] ; *ptrTiempo ■ ¿objetoTiempo; ¿refTiempo ■ objetoTiempo;

// objeto de clase Tiempo // apuntador hacia un objeto Tiempo // referencia hacia un objeto Tiempo

declaran a objetoTiempo com o una variable de tip o Tiempo, a arregloTiempo co m o un arreglo d e 10 elem en tos d e tipo Tiempo, a ptrTiempo co m o un apuntador al objeto Tiempo, el cual s e inicializa m ediante la dirección de objetoTiempo y refTiempo. para q u e se a una re ferencia al ob jeto Tiempo que se inicializa con objetoTiempo.

6 .3 A c c e s o a lo s m i e m b r o s d e u n a e s t r u c t u r a El acceso a lo s m iem bros de una estructura (o de una clase) se realiza mediante lo s operadores de acce so a miembros: el operador punto ( . ) y el operadorflecha ( - > ) . El operador punto accede a un m iem bro de una estructura o de una clase mediante el nombre de la variable del objeto o mediante una referen cia al objeto. Por ejem plo, para imprimir el m iem bro hora de objetoTiampo, utilice la instrucción:

cout << objetoTiempo.hora; Para im prim ir el m iem bro hora d el ob jeto Tiempo, rcfcrcnciado m ediante refTiempo. utilice la instrucción:

cout << refTiempo.hora; El operador flecha, el cual con siste en un sig n o m en os ( - ) y un sig n o de m ayor (> ) sin esp a c io in term edio, acced e a lo s m iem bros d e una estructura o de una cla se m ediante un apuntador a l objeto. Suponga que el apuntador ptrTiempo se declara para apuntar hacia un objeto Tiempo, y que la dirección d e objetoTiempo se asigna a ptrTiempo. Para im prim ir el m iem bro hora d e ob jetoTiempo m ediante el apuntador ptrTiempo. utilice la instrucción:

cout << ptrTiempo-»hora;


408


Capítulo 6

La expresión p t r T i e m p o - >hora es equivalente a ( * p t r T i e m p o ) . h o r a , el cual desreferen c ia al apuntador y acced e al m iem bro h o r a m ediante el operador punto. Los paréntesis son n ecesa rios aquí d eb id o a que e l operador punto ( . ) tien e un nivel de precedencia m ás alto q u e el operador de desreferencia del apuntador (* ). FJ operador Hecha y el operador punto, junto con los paréntesis y los corchetes ( [ ] ) tienen el segundo nivel de precedencia m ás alto (después del operador de resolución de alcance que presentam os en el capítulo 3); esto s operadores se asocian de izquierda a derecha.

___

Error común d© programación 6.1 La expresión ( * p t r T l a m p o ) .h o r a hace referencia al miembro h o r a de la estructura a la que apunta p t r T i a a p o . El operador . tiene un nivel de precedencia más alto que *, de numera que omi tir los paréntesis ocasionaría que la expresión se evaluara como si los paréntesis estuvieran de la si guiente manera * ( p t r H o r a .h o r a ). Esto sería un error de sintaxis debido a que con apuntadores, usted debe utilizar el operador flecha para hacer referencia a un miembro.

6 .4 I m p le m e n t a c ió n d e l t ip o T ie m p o d e f in id o p o r e l u s u a r io m e d ia n t e u n a e s t r u c t u r a a l e s tilo C La figura 6.1 crea una estructura Tiempo definida por el usuario (lín ea s 14-19) co n tres m iem bros enteros: hora, minuto y segundo. Fl programa d efin e una estructura individual d e Tiempo lla mada hor&Cena (línea 2 6 ) y utiliza el operador punto para ¡nicializar lo s m iem bros de la estruc tura con los valores 18 para hora, 30 para minuto y 0 para segundo (lín ea s 2 8 -3 0 ). D esp ués, la linca 33 im prim e la hora en formato universal (tam bién llam ado formato d e reloj de 24 horas), y la lín ea 35 im prim e la hora en form ato estándar (es decir, form ato d e reloj de 12 horas). O bserve que las fun cion es imprimeUniversal (lín eas 5 0 -5 6 ) y i m p r i m e E s t a n d a r (lín ea s 5 9 -6 7 ) reci ben las referencias a lo s ob jetos con stantes de Tiempo. E sto o casion a que los objetos de Tiempo s e pasen por referencia hacia las fun cion es d e im presión, lo que elim ina la sobrecarga al copiar aso ciada con el paso por valor de estructuras d e objetos; y utilizar const evita que lo s objetos Tiempo sean m odificados por las fun cion es de im presión. A dem ás, ob serv e q u e las fun cion es imprimeUniversal e imprimeEstandar utilizan el m anipulador parametrizado de flujo s e t f i l l para esp ecificar el ca rácter de relleno que se d esp lieg a cuando aparece un entero d e una longitud de cam po m ayor que el número de d íg ito s del valor. D e manera predeterm inada, los caracteres d e relle n o aparecen antes de lo s dígitos del núm ero. En este ejem plo, si el valor para minuto es 2 , éste se desplegará com o 02. Si el número que se muestra llena el ancho del cam po, el carácter de relleno no aparecerá. O b serve q u e una v e z que s e esp e cific a el carácter de rellen o m ed iante setfill, éste s e ap lica subsecuentem ente a todos lo s cam pos que s e impriman. E sto e s lo contrario a setw, el cual só lo s e aplica al sigu ien te cam p o que se imprima.

1 2 3

// Fig. 6.1t fig06_01.cpp // Crea una estructura, establece sus miembros, y la imprime. finclude

4

5 6 7 8 9 10 11

using std::cout; using stditendí; finelude using std::setfill; using stdt:setw;

Figura 6.1

Creación de una estructura, establecimiento de sus miembros e Impresión de la estructura. (Parte 1 de 3.)



Capitulo 6

12 13 14 15 16 17 18 19

// definición de struct Tiempo { int hora; int minuto; int segundo;

409

la estructura // 0-23 (formato de reloj de 24 horas) // 0-59 // 0-59

}; // fin de la estructura Tiempo

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

void imprimeUniversal ( conat Tiempo & ); void imprimeEstandar( conat Tiempo & ); int main()

{ Tiempo horaCena;

// variable del nuevo tipo Tiempo

horaCena.hora ■ 18; horaCena.minuto -30;

// establece el valor del miembro hora de horaCena // establece el valor del miembro minuto de horaCena // establece el valor del miembro segundo de horaCena

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63


horaCena.segundo - 0;

cout << **ba cena se servirá a las " j imprimeUniversal( horaCena ); cout << * en hora universal, \nla cual es *; imprimeEstandar( horaCena ); cout << ** en hora estándar.\n*;

horaCena.hora - 29; // establece hora a un valor no válido horaCena. mi ñuto - 73; // establece minuto a un valor no válido cout << "\nHora con valores no validos: "; imprimeUni ver sal (horaCena );

cout << endl; retura 0; } // fin de main // imprime la hora en el formato universal de tiempo void imprimeUniversal ( const Tiempo &t )

{ cout << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << t.hora << << setw( 2 ) << t.minuto « *i* << setw( 2 ) << t.segundo; ) // fin de la función imprimeUniversal

// imprime la hora en el formato estándar de tiempo void imprimeEstandar ( const Tiempo &t )

{

figura 6.1

0 || t.hora -- 12 ) ? 12 : t.hora % 12 ) « *:» « setfill< '0' ) << setw( 2 ) << t.minuto « *:*

cout << ( { t.hora —

Creación de una estructura, establecimiento de sus miembros e Impresión de la estructura. (Parte 2 de 3.)


410


64 66

Capítulo 6

<< setw( 2 ) << t.segundo « ( t .hora < 12 ? * AM" * » PMW );

66 67

} // fin da la función imprimas standar

La cana sa servirá a laa 18:30:00 an hora universal, la cual aa 6:30:00 PM an hora astandar. Hora con valoras no validos: 29:73:00

Figura 6.1

Creación d e una estructura, establecimiento de sus miembros e Impresión d e la estructura. (Parte 3 d e 3.)

Tip de rendimiento 6.1 De manera predeterminada, las estructuras se pasan por valor. Para evitar la sobrecarga de copias de la estructura, pase la estructura por referencia.

Observación de ingeniería de software 6.1 Para evitar la sobrecarga de los pasos por valor y aún obtener el beneficio de la protección de los da tos contra modificaciones, p
hora y

minuto d el objeto Tiempo horaCena. Si el programador m odifica la im plem entación de etruct (por ejem p lo, la hora se puede re presentar com o el número d e segundos desde m edianoche), todos los programas que utilizan struct se deben m odificar de manera acorde. E sto se debe a que el programador m anipula de manera direc ta la representación d e datos. N o ex iste una “interfaz” d e la representación d e datos para garantizar que el programador utiliza lo s se rv icio s del tipo d e dato de manera correcta y para garantizar que los datos perm anecen en un estado consistente.

Observación de ingeniería de software 6.2 M hÉU Es importante escribir programas que sean claros y fáciles de mantener. Cambiar es la regla, en vez

j e ¡a excepción. Los programadores deben prever que su código se modificará. Como veremos, las cla ses facilitan la modificación de programas. Existen otros problem as asociad os con las estructuras de estilo C. En C, las estructuras n o se pueden imprimir co m o unidad; en vez de esto , sus m iem bros se deben im prim ir y formatear uno a la vez. Es p osible escribir una función para imprimir los m iem bros de una estructura m ediante un form ato apropiado. El capítulo 8 . Sobrecarga d e operadores: ob jetos d e tipo cadena y de tipo arre g lo , m uestra la manera de sobrecargar al operador << para permitir a lo s objetos d e un tip o d e e s tructura o d e clase im prim irse de manera fácil. En C, la s estructuras n o s e pueden com parar en su to talidad; éstas d eben com pararse m iem bro a m iem bro. El capítulo 8 m uestra también la manera de sobrecargar los operadores de igualdad y lo s de relación, para com parar ob jetos de tipo estructura (C + + ) y clase.



Capitulo 6

411

La siguiente sección vuelve a iniplementar la estructura Tiempo com o una clase de C ++ y dem ues tra algunas de las ventajas d e crear tipos de datos abstractos co m o clases. Veremos que en C ++, las cla ses y las estructuras se pueden utilizar casi d e manera idéntica. La diferencia entre ambas se encuentra en el acceso predeterminado asociado con lo s miembros de am bos. En un m om ento explicarem os esto.

6.5 Implementación del tipo de dato abstracto Tiempo mediante una clase Las d a se s permiten al programador modelar objetos que tienen atributos (representados com o datos

m iem bro ) y com portamientos u operaciones (representados com o funciones miembro). F.n C ++, lo s tipos que contienen datos miembro y funciones miembro se definen mediante la palabra reservada class. A lgunas v eces, en otros lenguajes de program ación orientada a ob jetos, a las fun cion es m iem bro s e les denom ina m étodos y se invocan en respuesta a lo s m ensajes que se envían a un objeto. Un m ensaje corresponde a una llam ada a una función m iem bro enviada d e un objeto a otro, o enviada d esd e una función hacia un objeto. U na vez que se d efine una cla se, el nom bre de la cla se se v u elv e un nom bre d e tipo, e l cual se puede utilizar para declarar ob jetos de dicha clase. La Figura 6 .2 con tien e una d efinición sencilla pa ra la d a s e Tiempo. Nuestra d efin ición d e la clase Tiempo com ien za co n la palabra reservada class (lín ea 1). El

cuerpo de la d efin ición de la cla se está d elin ead o co n las llaves izquierda y derecha ( { y ) ) d e las lí neas 1 y 14. La d efin ición de la cla se termina co n un punto y com a (lín ea 14). Tal co m o la d efin i ción de la estructura Tiempo de la figura 6 .1 , nuestra definición de la clase Tiempo contiene lo s m iem bros d e tipo entero

hora, minuto y segundo (lín eas 10-12).

Error común de programación 6.2 Olvidar el punto y coma al final de una definición de clase (o de una estructuraA es un error de sintaxis. Las partes restantes de la definición d e la cla se son nuevas. Las etiquetas public : y private : (lín eas 3 y 9 ) s e llam an especificadores de acceso a m iembros. C ualquier dato o función m iem bro q u e se declara después d el csp ccificad or de a cceso a m iem bros public (y antes d el sigu iente especificador de a cceso a un m iem bro) e s accesib le d esd e cualquier parte en la que el ob jeto Tiem po se encuentre al alcance. C ualquier dato o función m iem bro que se declara d esp u és d el e sp e c ifi cador de a cceso a m iem bros private (y antes del sigu ien te esp ecificad or de a cceso a m iem bros) s ó lo e s a ccesib le a fun cion es m iem bro d e la clase.

1

class Tiempo {

2 3 4 5 6 7

public: TiempoO; // constructor void estableceHorat int, int, int ); // establece hora, minuto, segundo void imprimeDniversal (); // imprime el tiempo en formato universal void imprimeEstaxxdar () ; // imprime el tiempo en formato estándar

8 9 10 11 12 13 14

private: int hora; int minuto; int segundo;

// 0 - 23 (formato de reloj de 24 horas) // 0 - 59 // 0 - 59

); // fin de la clase Tiempo

Rgura 6.2 Definición d e la clase Tiempo


412


Capítulo 6

L os especificadores de a cceso a m iem bros terminan siem pre con dos puntos ( s ), y pueden apa recer varias v eces y en cualquier orden dentro d e la d efin ición de la clase. Durante el resto d el libro, cu an do hagam os referencia a lo s especificadores de a cceso a m iem bros public y prívate en la exp licación d e nuestros programas, om itirem os lo s d os puntos, tal co m o lo h icim o s en esta oración. E l capítulo 9 introduce un tercer especificador de a c c e so a m iem bros, protected. con form e e x p licam os la herencia y el papel que desem peña en la program ación orientada a objetos. La definición d e la clase contiene prototipos para las siguientes cuatro funciones m iem bro después d el esp ecificad or d e a cc eso a m iem bros public: Tiempo. estableceHora. imprimeUniversal e imprimeEstandar. Éstas son las fu n cio n es m iem bro public de la cla se (tam bién con ocid as co m o servicios p úb licos, com portam ientos públicos o interfaz de la cla se). Estas fun cio n es serán utilizadas por lo s clientes (por ejem p lo, p orciones de un programa que son usuarios) de la clase para manipular los datos de dicha clase. Pronto verem os que las c la ses también pueden tener fun cion es m iem bro no públicas. L os d atos m iem bro de la cla se permiten el en v ío de los s e n ic io s que la cla se proporciona a su s clien tes, a través d e sus fu n cion es m iem bro. E stos serv icio s permiten al có d ig o clien te interactuar con un ob jeto d e dicha cla se.

Buena práctica de programación 6.1 Para mayor claridad, utilice cada especificador de acceso a miembros una sola vez dentro de la defi nición de la clase. Primero coloque los elementos público», en donde sean fáciles de localizar. O bserve la función m iem bro que tiene el m ism o nombre d e la clase; a ésta se le denom ina fun ció n constructor de la clase. Un constructor es una función m iem bro esp ecial que ¡nicializa lo s datos m iem bro de un objeto d e la clase. S e invoca a un constructor d e la cla se, cu an do el programa crea un ob jeto d e dicha clase. V erem os que e s com ún tener varios constructores para una clase: esto se lleva a cabo a través de la sobrecarga d e funciones. O bserve que no es p osible especificar tipo de re tom o alguno para el constructor.

Error común de programación 6.3 Especificar un tipo o un valor de retorno para un constructor, es un error de sintaxis. Los tres núm eros en teros aparecen d esp u és del especificador d e a cceso a m iem bros prívate. Esto indica que estos datos m iem bro d e la clase son accesib les só lo para las funciones m iem bro (y, c o m o verem os e n e l sigu ien te capítulo, son “am ig o s”) de la clase. Por lo tanto, solam en te se puede acced er a lo s datos m iem bro de la clase Tiempo m ediante la s cuatro funciones, cu y o s prototipos aparecen en la d efinición de la clase. Por lo general, lo s datos m iem bro se listan en la parte privada d e la cla se, y las fun cion es m iem bro se listan en la porción pública. C om o verem os m ás adelante, es p osib le tener fu n cion es m iem bro privadas y datos públicos; el u so d e datos p úb licos n o e s com ún y s e considera co m o una m ala ingeniería d e softw are. U na v e z q u e se d efine la clase, se puede utilizar co m o un tipo dentro de las declaraciones de ob jeto s. arreglos, apuntadores y referencias, d e la sigu iente manera:

Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo

atardecer; arregloDeTiempoa( 5 ], &horaCondda - atardecer; *ptrTiempo - &horaComida,

// // // //

objeto de tipo Tiempo arreglo de objetos Tiempo referencia a un objeto Tiempo apuntador a un objeto Tiempo

El nom bre de la clase se convierte en un especificador d e tipo. Puede haber tantos o b jeto s de una clase, com o variables de tipo int. El programador puede crear nuevos tipos de clases, co m o sea nece sario. Ésta es una de las razones por las cu ales se dice que C + + es un lenguaje q u e se p u ede ampliar.


Clases y abstracción do datos

Capitulo 6

La figura 6 .3 u tiliza la cla se

413

Tiempo (definida en las lín eas 14-27). La lín ea 6 8 crea una in s

tancia llamada t a partir de un ob jeto sen cillo d e la cla se Tiempo. C uando s e crea la instancia d el objeto, s e llam a al constructor Tiempo (lín eas 3 1 -3 5 ) para inicializar en 0 a cada dato m iem bro pri vado. E ntonces, las líneas 7 2 y 75 realizan la im presión d el tiem po en form atos universal y estándar para confirm ar que lo s m iem bros s e inicializaron d e manera apropiada. La lín ea 77 esta b lece una nueva hora m ediante la invocación de la función estableceHora. y las líneas 81 y 84 imprimen nuevam ente la hora en am bos form atos. La línea 86 intenta utilizar estableceHora para esta b le cer los datos m iem bro en valores no válid os. La función estableceHora recon oce esto y esta b lec e lo s valores no válidos en 0 para m antener el ob jeto en un estado consistente. Por últim o, las lí neas 91 y 9 4 im prim en d e nuevo la hora en a m b os form atos.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

// Fig. 6.3: fig06_03.cpp // Clase Tiempo. #inelude using std: tcout; using std:rendí; •inelude usina std:rsetfill; usina std::setw;

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

// Definición del tipo de dato abstracto (XDT) Tiempo class Tiempo { public: TiempoO; // constructor void estableceHora( int, int, int ); // establece hora, minuto, segundo void imprimeüniversal (); // imprime el tiempo en formato universal void imprimeEstandar(); // imprime el tiempo en formato estándar private: int hora; // 0 - 23 (formato de reloj de 24 horas) int minuto; // 0 - 59 int segundo; // 0 - 59 ); // fin de la clase Tiempo //el constructor Tiempo inicializa cada dato miembro en cero y // garantiza que todos los objetos Tieopo comiencen en un estado consistente Tiempo: :Tiempo() { hora - minuto ■ segundo - O; ) // fin del constructor Tiempo // establece un nuevo valor para Tiempo de acuerdo con la hora universal, realiza la validación // de los valores de datos y establece los valores no válidos en cero void Tiempo::estableceHora( int h, int m, int s ) { hora - ( h >- 0 && h < 24 ) ? h : 0;

Figura 6.3

Implementación del tipo de dato abstracto Tie m p o como una clase. (Parte 1 de 3.)


414

42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94


Capítulo 6

minuto ■ ( m >- 0 && m < 60 ) ? m s 0; segundo « ( i >■ 0 M » < 60 ) ? * i 0| } // fin de la función astablacaBora // imprime Tiempo en formato universal void Tiempot:imprimeUniversal() { cout << setfi 11 ( '0' ) << setw( 2 ) << hora << mi " « setw( 2 ) << minuto « *i" << setw( 2 ) << segundo; } // fin de la función imprimeUni versal // imprime Tiempo en formato estándar void Tiempo::imprimeBstandar() { cout << ( ( hora « 0 || hora — 12 ) ? 12 x hora % 12 ) << << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << minuto « n t " « setw( 2 ) << segundo << ( hora < 12 ? * AM" * » PM" ); ) // fin de la función imprimes standar int main() { Tiempo t;

Rgura 6.3

// crea la instancia del objeto t de la clase Tiempo

// muestra los valores iniciales del objeto t de Tiempo cout << "I*a hora universal inicial es t .imprimeUniversal () ; // 00:00:00 cout << *\nLa hora estándar inicial es " ; t .imprimeEstandar () ; // 12:00:00 AH t .estableceHora( 13, 2 7 , 6 );

// modifica hora

// muestra los nuevos valores del objeto t de Tiempo cout << "\n\nl>a hora universal después de estableceHora es "¡ t .imprimeUniversal () ; // 13:27:06 cout << *\nJâ hora estándar después de estableceHora es •; t .imprimeEstandar (); // 1:27:06 PM t .estableceHora( 99, 99, 99 ); // intenta establecer valores no válidos // muestra los valores de t después de especificar valores no válidos cout << "\n\nDespues de intentar establecer valores no validos:*' << *\nHora universal: " t t .imprimeUniversal() ; // 00:00:00 cout << "\nHora estándar: •; t .imprimeEstandar () ; // 12:00:00 AM hnpiementaclón del tipo de dato abstracto T ie m p o como una clase. (Parte 2 de 3.)


Clases y abstracción d o datos

Capitulo 6

95 96 97 98 99

415

cout << endl; return 0; ) // fin de main

La hora universal inicial es 00:00:00 La hora estándar inicial es 12:00:00 AM La hora universal después de estableceHora es 13:27:06 La hora estándar después de estableceHora es 1:27:06 PM Después de intentar establecer valores no validos: Hora universal: 00:00:00 Hora estándar: 12:00:00 AM

Rgura 6.3

hnp lem entaclón d el tip o d e d a to a b stra cto Tiem po co m o una c la se . (P arte 3 d e 3 .)

O bserve que lo s datos m iem bro hora, minuto y segundo (lín eas 2 3 -2 5 ) están precedidos por el especificador de a cceso a m iem bros private (línea 22). Por lo general, lo s datos m iem bro privados d e una clase no son accesib les fuera de la clase. (D e nuevo, verem os e n el capítulo 7 que los a m ig o s de una clase pueden acceder a su s m iem bros privados.) A quí, la filo so fía es que la repre sentación d e lo s datos q u e se utiliza en la cla se no le con cierne a lo s clien tes d e la clase. Por ejem plo, sería perfectam ente razonable para la cla se representar la hora d e manera interna co m o el nú m ero de segun dos a partir de m edianoche. L os clien tes podrían utilizar las m ism as fun cion es m iem bro públicas y obtener lo s m ism os resultados sin darse cuenta de esto. En este sentid o, se dice que la im plem entación de una clase se oculta a sus clientes. D icho ocultam iento de información prom ueve la modificación del programa y sim plifica la percepción del cliente con respecto a una clase.

Observación de ingeniería de software 6.3 Los clientes de una clase la utilizan sin conocer los detalles internos acerca de la manera en que se implementa. Si se modifica la implementación de una clase (por ejemplo, para mejorar el rendimien to), debido a que la interfaz de la clase permanece constante, el código fuente cliente de la clase no requiere modificación (tumque el código cliente deberá ligarse de nuevo). Esto hace mucho más fácil la modificación de sistemas. En la figura 6 .3 , el constructor Tiempo (lín eas 3 1 -3 5 ) inicializa lo s datos m iem bro en 0 (e s decir, el equivalente universal de las 12 A M ). E sto garantiza q u e cuando se crea el ob jeto, éste se encuentra en un estad o con sistente. N o es p osible alm acenar valores no v álid os en lo s datos m iem bro de un ob jeto Tiempo, debido a que se invoca al constructor cuando se crea d ich o objeto y a que se escrutan m ediante la función estableceHora todos lo s intentos su b secu en tes d e un clien te pa ra m odificar los datos m iem bro.

Observación de ingeniería de software 6.4 Por lo general, las funciones miembro son más pequeñas que las que se encuentran en programas no orientados a objetos, debido a que los datos almacenados en los datos miembro se validan por medio del constructor, o por medio de las funciones miembro que almacenan los nuevos datos. Debido a que los datos ya se encuentran en el objeto, las llamadas a las funciones miembro a menudo se hacen sin argumentos, o al menos tienen menos argumentos que las típicas llamadas a funciones en lenguajes no orientados a objetos. Por lo tanto, las llamadas, las definiciones de función y los prototipos de las fun ciones son más cortos. O bserve que los datos m iem bro d e una cla se n o se pueden inicializar en la parte en que están declarados dentro del cuerpo d e la clase. E stos datos m iem bro s e deben inicializar m ediante el co n s


416

Clases y abstracción d e datos

Capítulo 6

tructor de la clase, o pueden ser valores asign ados m ediante fu n cio n es set (tal co m o e s t a b l e c e -

H o r a en las lin cas 39 -4 5 de la figura 6.3).

Error común de programación 6.4 Intentar ¡nicializar explícitamente un dato miembro de una clase en la definición de ésta, es un error de sintaxis. A una función co n el m ism o nom bre d e la cla se, pero precedida por el carácter tilde ( ~ ) se le denom ina el destructor de la clase. (E ste ejem plo no in clu ye explícitam ente un destructor, de m ane ra que la im plem entación d e C + + “colo ca uno dentro” para usted.) E l destructor realiza la “labor de finalización" en cada ob jeto d e la clase, antes d e que e l sistem a reclam e la m em oria de dicho objeto. L os destructores no pueden tomar argum entos y tam poco se pueden sobrecargar. E xplicarem os los constructores y lo s destructores con m ayor detalle posteriorm ente en este capítulo y en el capítulo 7.

Observación de ingeniería de software 6.5 Los clientes tienen acceso a la interfaz de la clase, pero no debe tener acceso a la implementación de la clase. lai definición de la clase con tien e las d eclaraciones de lo s datos y de las fu n cion es m iem bro. Las declaraciones d e las fun cion es m iem bro son lo s prototipos de las fun cion es q u e exp lica m o s en cap í tulos anteriores. Las fun cion es m iem bro se pueden definir dentro de una c la se , pero e s una buena in geniería d e softw are definir d ich as fu n cion es fuera de la d efinición de la clase.

Observación de ingeniería de software 6.6 Declararfunciones miembro dentro de la definición de una clase (mediante sus prototipos defunción) y definir dichas funciones miembro fuera de la definición de la clase separa la interfaz de una clase de su implementación. Esto promueve la buena ingeniería de software, los clientes de una clase no pue den ver la implementación de las funciones miembro de la clase y no necesitcm recompilarlas si cam bia la implementación. O bserve el uso del operador b in a rio d e resolución de flu jo ( t s ) en cada definición d e función m iem bro (lín eas 3 1 , 3 9 , 4 8 y 57) que se encuentra d esp u és de la definición de la clase en la figura 6.3. U na v e z que se d efine la clase y s e declaran su s fu n cion es m iem bro, éstas se d eben definir. Por cada función m iem bro definida d esp u és de su correspondiente d efinición d e cla se, el nombre d e la fun ción e s precedido por el nombre de la clase y el operador binario de resolución de flujo ( s *). Es to “ata” el nom bre d el m iem bro al nom bre d e la cla se para identificar d e manera única a la s fun cio n es d e una cla se en particular.

Error común de programación 6.5 Cuando se define a las funciones miembro de una clase fuera de ésta omitir el nombre de la clase y el operador de resolución de alcance en el nombre de la función es un error. A unque una función m iem bro declarada en la d efin ición de una cla se tam bién puede definirse fuera de dicha definición ( y “atarse” a la clase m ediante el operador binario de resolución de flujo), esa función m iem bro aún se encuentra dentro d el alcance de la clase, e s decir, su nom bre solam ente e s co n ocid o para otras fu n cio n es m iem bro de la cla se, a m en os que se haga referencia a éste m edian te un ob jeto de la clase, m ediante una referencia a un objeto de la cla se o m ediante un apuntador a un objeto de la clase. En un m om ento verem os más sobre el alcance d e la clase. Si una función m iem bro se define dentro del cuerpo de la definición de la clase, el com pilador de C + + intenta insertar el cód ig o de la función que s e invoca en la función miem bro. Las funciones m iem bro que se definen fuera de la definición d e la clase se pueden insertar mediante la palabra reservada inline. Recuerde que el com pilador se reserva el derecho de no insertar el có d ig o de una función.

Típ de rendimiento 6.2 t e

Definir una función miembro pequeña en la definición de la clase permite la inserción del código de ésta (si el compilador elige hacerlo). Esto mejora el rendimiento.



Capitulo 6

417

Observación de ingeniería de software 6.7 Definir una función miembro pequeña dentro de la definición de la clase no promueve la mejor inge niería de software, ya que los clientes de dicha clase podrán ver la implementación de la función y el código cliente deberá recompilarse si la definición de la función cambia

Observación de ingeniería de software 6.8 Solamente las funciones miembro más sencillas y más estables deben definirse dentro del encabezado de la clase (es decir, aquellas en las que es poco probable que ocurra un cambio). E s interesante que las fu n cion es m iem bro i m primeUniversal e i m p r i m e E s t a n d a r no tom en argum entos. E sto se debe a que estas fun cion es m iem bro saben d e manera im plícita que imprimirán los datos m iem bro d el objeto Tiempo, en esp ecial para las que fueron invocadas. Esto hace que las llam adas a las fun cion es m iem bro sean m ás con cisas que la s llam adas a las fun cion es con ven cion ales en la program ación por procedim ientos.

Tip para prueba y depuración 6.1 El hecho de que las llamadas a funciones miembro por lo genera! no tomcm argumentos o toman menos argumentos que las llamadas a funciones convencionales de los lenguajes de programación no orien tados a objetos, reduce la posibilidad de pasar argumentos erróneos, de tipo incorrecto o un número incorrea o de argumentos.

Observación de ingeniería de software 6.9 A menudo, utilizar el método de prognunación orientada a objetos simplifica la llamada a funciones mediante la reducción del número de parámetros que se pasan. Este beneficio de la programación orientada a objetos se deriva del hecho de que el encapsulamiento de los datos y las funciones miem bro dentro de un objeto permite que las funciones miembro tengan acceso a los datos miembro. Las c la ses sim p lifican la program ación debido a que el clien te (o el usuario del ob jeto de la cla se) solam en te necesita preocuparse por la s operaciones encapsuladas o incrustadas en el objeto. Por lo general, dichas op eracion es se diseñan para estar orientadas al clien te en lugar d e estar orientadas a la im plem entación. L o s clien tes no necesitan preocuparse por la im plem entación de la cla se (aun que, por supuesto, el clien te d esea una im plem entación correcta y eficiente), l^ s interfaces cam bian, pero con m en os frecuencia que las im plem entaciones. C uando una im plem entación cam bia, el có d i g o que depende d e la im plem entación debe cam biar en concordancia. Ocultar la im plem entación elim ina la posibilidad de que otras partes del programa se hagan dependientes de lo s d etalles de la im plem entación de la clase. A m enudo, las cla ses no tienen que crearse "a partir de cero”. En vez de e llo , pueden incluir o b je to s de otras c la ses co m o m iem bros, o pueden derivarse a partir d e otras cla ses que proporcionan atributos y com portam ientos que las nuevas c la ses pueden utilizar. Tal reutilización d e softw are pue de m ejorar en gran m edida la productividad d el programador. A la in clu sión d e ob jetos d e clases co m o m iem bros de otras cla ses se le llam a com posición (o agregación ) y la explicarem os en el cap í tulo 7. A la derivación de c la se s a partir de c la ses existen tes se le denom ina herencia y la exp licare m os en el cap ítulo 9.

Observación de ingeniería de software 6.10 Uno de los temas centrales de este libro es “reutilizar, reutilizar, reutilizar". Explicaremos cuidadosa mente un buen número de técnicas para "depurar " las clases y mejorar su uso. Nos enfocaremos en la “elaboración de clases útiles " y en la creación de “activos de software” útiles. La gen te que es nueva en la program ación orientada a ob jetos a m enudo m uestra preocupación por el hecho de que los objetos pudieran ser m uy grandes debido a que contienen datos y funciones. Por lógica, esto es verdad; el programador podría pensar en los ob jetos co m o contenedores de datos y funciones. Sin em bargo, físicam ente esto n o es verdad.


418


Capítulo 6

Tip de rendimiento 6.3 Los objetos sólo contienen datos, por lo que son mucho más pequeños que si además contuvieran fun ciones. Al aplicar el operador m lzeof al nombre de una clase o a un objeto de dicha clase, éste repor tará sólo el umiaño de los dalos de dicha clase. El compilador crea una copia (solamente) de las funciones miembro, separada de todos los objetos de la clase. Todos los objetos de la clase comparten esta ¡mica copia de las funciones miembro. Por supuesto, cada objeto necesita su propia copia de los datos de la clase, ya que estos datos pueden variar entre los objetos. No se puede modificar el código de la función (también denominado código entrante o procedimiento puro) y, por lo tanto, se puede compartir entre todos los objetos de una clase.

6 .6 A l c a n c e d e u n a c l a s e y a c c e s o a lo s m i e m b r o s d e l a c l a s e L os datos m iem bro d e una d a s e (variables declaradas dentro d e la d efinición d e la d a s e ) y las fun c io n e s m iem bro (fu n cion es declaradas dentro d e la d efin ición de la c la se ) pertenecen al alcance de esa clase. L as fu n d o n es que no son m iem bros se definen co n alcance de archivo. D entro del alcance d e una clase, se p uede acceder de inm ediato a lo s m iem bros de una clase d esd e todas las fu n cion es m iem bro de ésta, y se p uede hacer referencia a ella s m ediante su nombre. Fuera d el alcance d e la cla se, se h ace referencia a lo s m iem bros de ésta a través d e uno d e lo s m ani puladores de un objeto, un nombre de objeto, una referenria a l objeto o un apuntador al objeto. (En e l capítulo 7 verem os que el com pilador inserta un m anipulador im plícito en cada referencia a un da to m iem bro o a una función m iem bro dentro de un objeto.] Las fu n cion es m iem bro de una clase se pueden sobrecargar, pero s ó lo m ediante otras funciones m iem bro de dicha cla se. Para sobrecargar una función m iem bro, sim p lem en te proporcione un pro totipo para cada versión d e la función sobrecargada dentro de la definición d e la cla se, y proporcio ne una d efin ición de función separada para cada versión de la función. Las variables declaradas en la fun ción m iem bro tienen alcance d e fu n c ió n : éstas se co n o cen so lam ente en dicha función. Si una función m iem bro define una variable con el m ism o nom bre que la variable con el alcance de clase, la variable d e alcance de cla se s e oculta detrás d e la variable d e al can ce de archivo dentro de dicha función. Es p osible acceder a dicha variable oculta, s i antes del nom bre de la función se co lo ca el nom bre de la clase, se g u id o por el operador d e resolución de alcan ce ( : : X E s p osib le acceder a la s variables g lob a les ocultas m ediante el operador unario de resolu ció n d e flujo (v ea el capítulo 3). Los operadores que se utilizan para acced er a lo s m iem bros de una cla se son id én ticos a los op e radores que se utilizan para acceder a los m iem bros d e una estructura. A l operador pu n to d e selec ción de m iem bros ( . ) le antecede el nombre de un ob jeto o la referencia a un ob jeto para acced er a su s m iem bros. A l operador fle c h a d e selección d e m iem bros ( - > ) le an tecede un apuntador a un ob je to para acced er a sus m iem bros. La figura 6 .4 utiliza una clase sencilla llamada Cuenta (líneas 11-21) con el dato miembro público x de tipo int (línea 14) y la función m iem bro pública imprime (líneas 16-19), para ¡lustrar el a cce so a los m iem bros de una clase m ediante lo s operadores d e selección de m iem bros. Las líneas 25 a 27 crean tres variables relacionadas con Cuenta: c o n t a d o r (un objeto Cuenta), refContador (una referencia al objeto Cuenta) y ptrContador (un apuntador a un objeto Cuenta). La variable r e f C o n t a d o r hace referencia a contador, y la variable p t r C o n t a d o r apunta a contador. E s im portante notar que aquí, la clase C u e n t a declara el dato m iem bro x co m o p u b l i c sim p le m en te para dem ostrar la manera en que se acced e a lo s m iem bros p u b l i c sin m anipuladores (es decir, un nom bre, una referencia o un apuntador). C om o ya m en cion am os, por lo general hacem os que lo s datos sean privados, tal co m o verem os e n la m ayoría d e lo s ejem p los su bsecuentes. A l c o m ien zo d el capítulo 9 . Program ación orientada a objetos: Herencia, en algunas o ca sio n es haremos que lo s datos sean protegidos. En las líneas 3 0 y 31 y 34 a 3 5 , ob serve q u e el programa puede acced er a la variable m iem bro x c invocar a la función m iem bro imprime m ediante el u so d el nom bre d el ob jeto (contador), o m ediante una referencia al objeto (ref Contador) jun to con el opc-


Clases y abstracción d o datos

Capitulo 6

419

rador punto d e selección de m iem bros ( . ) . D e manera similar, las líneas 38 a 39 dem uestran que el programa puede acced er a la variable m iem bro x e invocar a la función m iem bro imprime m edian te e l u so d e un apuntador (ptrContador) y el operador flecha de selecció n de m iem bros ( - > ) .

1 2

// Fifl. 6.4: fig06_04.cpp // Demostración de loa operadores de acceso a los miembros de una

clase, . y ->. 3 4 5

// // ADVERTENCIA: |EN EJEMPLOS FUTUROS EVITAREMOS LOS DATOS PUBLICOSl tinclude

6 7

using std::cout;

8

using std:xendl;

9 10

11

// definición de la clase Cuenta class Cuenta {

12 13 14 15 16 17 18 19

public: int x; void imprime ()

{ cout << x << endl;

>

20 21

>; // fin de la clase Cuenta

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

int main()

{ Cuenta contador; Cuenta "ptrContador - ¿contador; Cuenta ¿refContador - contador;

// crea el objeto contador // crea el apuntador a contador // crea la referencia a contador

cout <<"Asigna l a x e imprime utilizando el nombre del objeto: "; contador.x - 1; // asigna 1 al dato miembro x contador.imprime(); // llama a la función miembro imprime cout << "Asigna 2 a x e imprime utilizando una referencia: refContador. x ■ 2 / // asigna 2 al dato miembro x refContador.imprime(); // llama a la función miembro imprime cout << "Asigna 3 a x e imprime utilizando un apuntador: " j ptrContador- >x - 3; // asigna 3 al dato miembro x ptrContador->imprime(); // llama a la función miembro imprime r e t u m 0; > // fin de main

Asigna l a x e imprime utilizando el nombre del objeto: 1 Asigna 2 a x e imprime utilizando una referencia: 2 Asigna 3 a x e imprime utilizando un apuntador: 3 R g u ra 6 .4

A c c e so a los d a to s y fu n cio n es m iem bro d e un o b jeto a travé s d e c a d a tip o d e m anip ulad o r d e l o b jeto , d e l no m b re d e l o b jeto , d e la re fe re n cia a l o b jeto y d e un a p u n ta d o r a l o b jeto .


420


Capítulo 6

6.7 Separación de la interfaz y la implementación U n o de los principios de la buena ingeniería de softw are e s separar la interfaz de la im plem entación. E sto facilita la m odificación de lo s programas. En lo que respecta a lo s clien tes, los cam b ios en la im plem entación d e la clase no afectan al clien te, m ientras la interfaz original d e la cla se proporcio nada al clien te perm anezca sin cam bios.

Observación de ingeniería de software 6.11 Coloque la declaración de la clase en un archivo de encabezado ( . b ) para que cualquier cliente que desee utilizar la clase pueda incluirlo. Esto conforma la interfaz pública de la dase (y proporciona al código cliente los prototipos de las funciones que necesita para poder llamar a las funciones miembro de la clase). Coloque las definiciones de las funciones miembro de la clase en un archivo fuente (• cppjL Esto conforma la implementación de la clase.

Observación de ingeniería de software 6.12 Los clientes de una clase no necesitan acceder al código fuente de la clase para poder utilizarla. Sin embargo, los clientes, necesitan poder ligarse al código del objeto de la clase (es decir, a la versión compilada de la clase). Esto motiva a los fabricantes independientes de software (ISV) a proporcionar bibliotecas de clases para venta o en licencia Los proveedores proporcionan solamente los archivos de encabezado y los módulos ejecutables. No se revela información alguna del propietario; lo que sí sucedería si se proporcionara el código fuente, la comunidad de usuarios de C++ se beneficia al te ner disponibles más bibliotecas de clases producidas por proveedores. En realidad, las co sa s no so n tan sencillas. L os archivos de encabezado contienen algunas par tes de la im plem entación y algunas pistas co n respecto a otros. Por ejem plo, las fun cion es m iem bro inline deben estar en un archivo d e en cab ezado, de m anera que cuando el com pilador co m p ile un clien te, el clien te pueda incluir la d efinición de función inline en su lugar. L o s m iem bros priva dos d e una clase se listan dentro de la definición de la cla se en el archivo de encabezado, d e m ane ra q u e estos m iem bros so n visib les a lo s clien tes aún cuando lo s clien tes no acceden a lo s m iem bros privados. En el capítulo 7, m ostram os cóm o utilizar la tam bién llam ada c la se p ro x y para ocultar in clu so lo s datos privados d e una cla se a lo s clien tes d e ésta.

Observoción de ingeniería de software 6.13 Es necesario incluir en el archivo de encabezado la información importante para la interfaz de una cla se. la información que se utilizará sólo de manera interna dentro de la clase y que no será necesaria para los clientes de la clase debe incluirse en el archivo fuente no publicado. Éste es otro ejemplo del principio del menor privilegio. El sigu ien te programa (figuras 6 .5 , 6 .6 y 6 .7 ) dem uestra la separación de la interfaz y la im plem entación m ediante la d ivisión d e la figura 6 .3 en m últiples archivos, una convención para la buena ingeniería d e softw are que seguim os en la m ayoría de lo s ejem p los d el resto de este libro. Cuando s e construye un programa en C + + , por lo general cada definición de cla se se co lo ca en un archivo

d e encabezado, y esas d efin icion es de las fun cion es m iem bro d e la cla se se colocan en un archivo de código fu e n te co n el m ism o nom bre base (por con ven ción). L os archivos d e encabezado se incluyen (m ediante # inelude) en cada uno de lo s archivos que utiliza la cla se, y el archivo de có d ig o fuen te s e com pila y se en laza con el archivo que co n tien e el programa principal. R evise la docum enta ció n de su com pilador para determinar cóm o com pilar y vincular programas que con sisten en varios có d ig o s fuente.

F.I programa con siste en el archivo de encabezado t iempol ,h (figura 6 .5 ), en el que se define la cla se Tiempo, el archivo fuente tiempol.cpp (figura 6 .6 ), en e l que se definen la s funciones m iem bro de la clase Tiempo y el c ó d ig o fuente f ig06_07 .cpp (figura 6 .7 ), en el que se define la función main. La salida de este programa e s idéntica a la salida d e la figura 6.3 .



Capitulo 6

1 2 3 4 5 6 7

421

// Fig. 6.5: tiempol.h // Declaración da la claaa Tiempo. // Las funcionas miembro se definan en tiempol.cpp // previene la inclusión múltiple del archivo de encabezado «ifndef TIEMPOIH «defina TlEMPOl_H

8 9 10

// Definición del tipo de dato abstracto Tiempo class Tiempo {

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

public: TiempoO; // constructor void estableoeHora( int, int, int ); // establece hora, minuto, segundo void imprimeUniversal () ; // imprime la hora en formato universal void imprimeEstandar () ; // imprime la hora en formato estándar prívate: int hora; int minuto; int segundo;


22 23 24 25

}; // fin de la clase Tiempo tendif

Figura 6.5

1 2 3 4 5

Definición de la clase Tie m p o

// Fig. 6.6: tiempol.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Tiempo. «inelude using std::cout;

6 7

«include

8 9 10

using std::setfill; using std::setw;

11 12 13 14 15 16 17 18 19

// definiciones de inelude para la clase Tiempo desde tiempol.h «include "tiempol.h" //El constructor Tiempo inicializa cada dato miembro en cero. // Asegura que todos los objetos de Tienpo inician en un estado consistente. Tiempo::Tiempo() { hora ■ minuto ■ segundo ■ 0;

20 21

} // fin del constructor Tiempo

22 Rgura 6.6

Definiciones de las funciones miembro d e la clase Tiem po. (Parte 1 d e 2.)


422

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50


// Establee* *1 nuevo valor de Tiempo mediante el formato universal. Realiza verificaciones // en cuanto a la validez de los valores de datos. Establece los valores no válidos en cero. void Tiempot :establ*ceHora( int h, int m, int s ) { hora - { h >- 0 && h < 24 ) ? h : 0; minuto ■ ( m >■ 0 && m < 60 ) ? m : 0; segundo - ( s >■ 0 && s < 60 ) ? s i 0; ) // fin de la función estableceHora // imprime Tiempo en formato universal void Tiempoi:imprimeUniversal() { cout << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << hora << *«* << setw( 2 ) << minuto<< "*:" << setw( 2 ) << segundo; ) // fin de la función imprimeDniversal // imprime Tiempo en formato estándar void Tiempo;:imprimeEstandar () { cout << ( ( hora -- 0 | | hora ■■ 12 ) ? 12 i hora H 12 ) << »*» << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << minuto << »«» « setw( 2 ) << segundo « ( hora < 12 ? * AM" i * PM" ); } // fin de la función imprimeEstandar

Figura 6 .6

1 2 3

4

Capítulo 6

Definiciones d e las funciones miembro d e la clase T i e m p o (Parte 2 d e 2.)

// Pig. 6.71 fig06_07.cpp // Programa para probar la clase Tiempo. // NOTA; Este archivo debe compilarse con tiempol.cpp. finelude

5

6 7

using std::cout; using stdiiendl;

8 9 10

// incluye la definición de la clase Tiempo desde tiempol.h finclud* "tiempol.h"

11 12

int main()

13

{

14

Tiempo t;

// crea la instancia del objeto t de la clase Tiempo

15

16 17 18 19 20

// muestra los valores iniciales del objeto t de Tiempo cout << *I*a hora universal inicial es"; t .imprimeUniversal() ; // 00:00:00 cout << "\nl*a hora estándar inicial es t.imprimeEstandarO; // 12:00:00 AM

21 Rgura 6.7

Programa p ara probar la clase Tiem po. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 6

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

t.estableceHora ( 13, 27, 6 );

423

// modifica la hora

// muestra los nuevos valores del objeto t de Tiempo, después de estableceHora cout << M\n\nLa hora universal después de estableceHora es t.imprimeUniversalO; // 13:27:06 cout << *\nLa hora estándar después de estableceHora es "; t .imprimeEstandar () ; // 1:27:06 PM t .estableceHora ( 99, 99, 99 );

// intenta valores no válidos

// muestra los valores de t después de especificar valores no válidos cout << "\n\nDespues de intentar establecer valores no validos:" << w\nHora universal: t.imprimeUniversalO; // 00:00:00 cout << *\nHora estándar: " j t .imprimeEstandar () ; // 12:00:00 AM cout << endl; return 0; } // fin de main

La hora universal inicial as 00:00:00 La hora estándar inicial es 12:00:00 AM La hora universal después de estableceHora es 13:27:06 La hora estándar después de estableceHora es 1:27:06 PM Después de intentar establecer valores no validos: Hora universal: 00:00:00 Hora estándar: 12:00:00 AM Rgura 6.7

Programa para probar la clase Tiem po. (Parte 2 de 2.)

O bserve que tanto la línea 13 d e tiempol.cppy co m o la línea 10 de fig06_07 .cpp inclu yen el archivo de encabezado tiempol.h.O b serve adem ás que el nombre del archivo d e en cab eza do s e encierra entre com illas ( " " ) en lugar d e las llaves d e á n gu lo ( o ) . Por lo general, lo s archivos de en cab ezad o definidos por el programador se co lo ca n en e l m ism o directorio q u e los archivos que incluyen lo s archivos de encabezado. C uando el preprocesador encuentra un archivo de encabezado entre co m illa s, éste asum e que el archivo de encabezado se encuentra en el m ism o directorio que el archivo en el cual aparece la directiva #include. Si el preprocesador no puede encontrar e l archi vo de encabezado en el directorio actual, busca el archivo de en cab ezad o en la m ism a ubicación que los archivos de encabezado d e la b iblioteca estándar d e C ++. C uando el preprocesador encuentra el nombre de un archivo de en cab ezad o dentro d e llaves angulares, sim p lem en te asum e que el en ca b e zado e s parte d e la b iblioteca estándar de C + + , y no busca en e l directorio local. En tiempol.cpp. el com pilador utiliza la inform ación d e tiempol.h para asegurarse de que lo s encabezados de la función m iem bro están d efinidos de manera correcta y que las fun cion es m iem bro utilizan los d a tos de la cla se de manera correcta. En fig06_07 .cpp. el com pilador utiliza la inform ación de tiempol.h para asegurarse de que el cód igo clien te (es decir, main) crea y manipula el objeto Tiempo de manera correcta. Por ejem p lo, para crear el objeto t de Tiempo de la línea 14, el co m pilador debe conocer el tamaño de un objeto d e clase Tiempo. Recuerde q u e só lo un dato del objeto s e encuentra en el objeto; la s fun cion es m iem bro s e alm acenan en otra parte. Al incluir tiempo.h en la línea 10, perm itim os que el com pilador acceda a la inform ación que necesita (figura 6.5 , líneas 19-21) para determ inar el tam año d e un ob jeto d e la clase Tiempo.


424


Capítulo 6

En la figura 6 .5 , observe que la definición d e la cla se se encierra en el sigu iente có d ig o d el preproccsador (lin cas 5-7 y 25):

// previene la inclusión múltiple del archivo de encabezado •ifndef TIEMPOI H idefine TIEMP01_H •endif C uando escribim os program as m ás grandes, tam bién se co lo ca n otras d efin icio n es y declaraciones dentro de lo s archivos d e encabezado. Las directivas de preprocesador anteriores previenen que se incluya el có d ig o que se encuentra entre la directiva ffifndef (que sig n ifica “si no está d efinido”) y la directiva fendif si el nom bre t i e m p o 1_h ya está definido. Si el en cab ezado no se incluyó antes dentro de un archivo, el nom bre TIEMP01_H se d efine m ediante la directiva #def ine, y se incluyen las instrucciones del archivo d e encabezado. S i e l archivo de encabezado se in clu y ó previa m ente, en tonces t i e m p o 1_ h ya está d efinido y el archivo de en cab ezad o ya no s e incluye de nue vo. Por lo general, los intentos d e incluir un archivo de en cab ezad o varias v e c e s (d e manera inadver tida) por lo general ocurren en programas grandes co n m uchos archivos d e encabezado que podrían incluir otros archivos de encabezado. [Nota: la co n ven ción que u tilizam os para el nom bre d e la c o n s tante sim b ólica dentro d e las directivas del preprocesador sim plem ente e s el nombre del archivo de en cab ezado con el subguión en lugar del punto.]

Tip para prueba y depuración 6.2 Utilice las directivas de preprocesador § l £ n d m f . i d * f i n * y H e n d í f , para prevenir que los archi vos de encabezado se incluyan más de una vez en un programa.

Buena práctica de programación 6.2 Utilice el nombre del archivo de encabezado con un subguión en lugar del punto, dentro de las direc tivas de preprocesador i i t n d e f v i d e f í n e de un archivo de encabezado.

Ó.8 Control de acceso a los miembros L o s especificadores de acceso a m iem bros publ ic y prívate (y protected. co m o verem os en e l cap ítulo 9 ) controlan e l a cc eso a lo s datos y a las fu n cion es m iem bro d e una clase. El m odo d e ac c e so predeterm inado para las cla ses e s prívate, d e manera q u e todos lo s m iem bros d esp u és del en cab ezado y antes del prim er especificador d e a cceso a m iem bros son privados. D esp u és de cada csp ccificad or de a cceso a m iem bros, se ap lica el m odo que llam ó d ich o esp ecificad or de a cceso a m iem bros, hasta el sigu iente esp ecificad or d e a cceso a m iem bros, o hasta la llave derecha d e term i nación ( ) ) de la d efin ición d e la clase. Es p o sib le repetir lo s esp ecificad ores de a cceso a m iem bros

publlc. prívate y protected. pero hacerlo no es com ú n y p uede resultar con fuso. S ó lo se puede acceder a lo s m iem bros privados d e una cla se m ediante fu n cion es m iem bro (y am igas, co m o verem os en el capítulo 7 ) d e dicha clase. Es p osible acceder a lo s m iem bros públicos d e una clase a través d e cualquier función dentro d el programa que contenga un m anipulador sobre un objeto de dicha d a s e .

Error común de programación 6.6 El intento por parte de una función, que no es miembro de una clase en particular, para acceder a los miembros privado* de esa clase provoca un error de compilación.

Observación de ingeniería de software 6.14 Cada elemento de una dase debe tener una visibilidad privada, a menos que se pueda probar que el elemento necesita tener visibilidad piiblica.



Capitulo 6

425

La figura 6 .8 dem uestra que los m iem bros privados de una cla se no están a cc esib les m ás a llá d el alcance de la clase. C uando este programa se com p ila, el com pilador genera d o s errores que esta b le cen que el m iem bro privado esp ecificad o en cada instrucción n o está a ccesib le. La figura 6 .8 inclu y e tiempol.h de la figura 6 .5 y s e com p ila co n tiempol.cpp d e la figura 6 .6 .

Buena práctica de programación 6.3 Si usted elige listar primero los miembro privado m en la definición de la clase, utilice de manera ex plícita el especificador de acceso a miembros privata, a pesar de que éste se asume de manera pre determinada Esto mejora la claridad del programa

Buena práctica de programación 6.4 A pesar de que los especificadores de acceso a miembros public y prívate se pueden repetir e in tercalar, coloque primero todos los miembros públicos de una clase en un grupo y después coloque to dos los miembros privados en otro grupo. Esto centra la atención del cliente en la interfaz pública del cliente, en lugar de la implementación de la clase. U n clien te de una cla se puede ser una función m iem bro de otra cla se, o puede ser una función global (es decir, una función estilo C de “pérdida” o “liberación" dentro d el archivo, tal co m o main. que no es una función m iem bro d e cla se alguna).

1 2 3 4

// Pig. 6.8t fig06_08.cpp // Muestra los errores resultantes al intentar // acceder a los miembros privados de la clase. iinclude

5 6

using std::cout;

7

8 9

// incluye la definición de la clase Tiempo de tiempol.h •inelude "tiempol.h"

10 11

int main()

12

{

13

Tiempo t;

// crea el objeto Tiempo

14

15 16

t.hora - 7;

// error: 'Tiempo::hora' no es accesible

17

18 19

// error: 'Tiempo::minuto' no es accesible cout << "minuto - " << t.minuto;

20 21

return 0;

22 23

) // fin de main

c:\mis documentos\jorge\pearson\c ♦+ deitel\cppdeitel_ejampios\ ch06\fig06_08\fig06_08.cpp(16) : error C2248: 'hora' : cannot access private member declarad in class 'Tiempo' c:\mis documentos\jorge\pearson\c ♦♦ deitel\cppdeitel_ejampios\ ch06\fig06_08\tiempol.h(19) : sea declaration of 'hora' c:\mis documentos\pearson\c ++ deitel\cppdeitel_ejamplos\ch06\ fig06_08\fig06_08.cpp(19) : error C2248: 'minuto' : cannot access private member declarad in class 'Tiempo' c:\mis documentos\pearson\c ++ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch06\ fig06_08\tiempol.h(20) : sea declaration of 'minuto' Rgura 6.8

Los miembros privados de una clase no son accesibles fuera d e la misma.


426


El acceso a m iem bros d e una cla se puede estab lecerse im plícitam ente a

Capítulo 6

prívate d e manera

predeterm inada, o puede estab lecerse d e m anera explícita a public, protected (co m o verem os en el capítulo 9 ) o prívate. El acceso predeterm inado para los m iem bros d e struct e s publ ic. El acceso a los miembros de struct también se puede establecer de manera explícita a public, pro

tected o prívate y s e estab lece d e m anera predeterminada a public. S ó lo porque un dato d e la cla se e s privado no necesariam ente sign ifica que lo s clien tes no pue dan efectuar m od ificacion es a d ich os datos. L os datos pueden m odificarse m ediante funciones m iem bro o a través d e am igas d e dicha clase. C o m o verem os, esta s fu n cion es deben estar diseñadas para garantizar la integridad de lo s datos. El acceso a lo s datos privados d e una clase d eb e controlarse cuidadosam ente m ediante las fun c io n e s m iem bro, llam adas fu n d o n e s Je acceso (tam bién denom inadas m étodos para acceso). Por ejem plo, para permitir a lo s clientes leer el valor de datos privados, la clase proporciona una función get (obtener). Para permitir a lo s clien tes m odificar datos privados, la cla se puede proporcionar una fun ción set (establecer). Dicha m odificación parece violar la idea d e lo s datos privados. Pero una función m iem bro set puede proporcionar capacidades de validación (tales com o verificación de rangos) para asegurarse d e que el valor s e estab leció de manera correcta. A dem ás, una función set p uede traducir la forma de lo s datos utilizados en la interfaz a la form a utilizada en la im plcm entación. Por ejem plo, un clien te podría considerar Tiempo co m o los com p onentes hora, m inuto, y segundo, pero la clase Tiempo podría representar la hora co m o el núm ero d e segundos d esd e m edianoche. U na fun ción g e t no n ecesita mostrar lo s datos en form ato “original"; en v ez d e e llo , puede editar los datos y lim itar la vista de lo s datos que el clien te verá.

Observación de ingeniería de software 6.15 Mantenga todos los datos de una clase como privados. Proporcionefunciones miembro públicas pa ra establecer los valores de los díaos miembro privados y para obtener los valores de los datos miembro privados. Esta arquitectura ayuda a ocultar la implementación de una clase de sus clientes, lo cual reduce errores y mejora la capacidad de modificación del programa

Observación de ingeniería de software 6.16 El diseñador de la clase no necesita proporcionar funciones get (obtener) o set (establecer) para cada elemento privado de datos; estas capacidades solamente se deben proporcionar cuando sea apropia do. Si un servicio es útil para el código cliente, dicho servicio se debe proporcionar en la interfaz pú blica de la clase.

Tip de prueba y depuración 6.3 Hacer que los datos miembro de una clase sean privados y que las funciones miembro de la clase sean públicas facilita la corrección de errores debido a que los problemas con la rmmipulación de datos se ubican en las funciones miembro de la clase o en las amigas de la clase.

6.9 Funciones de acceso y funciones de utilidad N o todas las fu n cion es m iem bro necesitan ser públicas para servir co m o parte d e la interfaz de una clase. A lgunas fun cion es m iem bro perm anecen co m o privadas y sirven co m o fu n cio n es de utilidad para otras fu n cion es de la clase (y para las am igas d e ésta).

Observación de ingeniería de software 6.17 Las funciones miembro tienden a caer en ciertas categorías diferentes: funciones get. las cuales obtie nen y devuelven el valor de los datos miembro privados; funciones set. las cuales establecen el valor de datos miembro privados; funciones que implementcm los servicios de la clase; funciones que realizcut distintas tareas mecánicas para la clase, tales como la inicialización de los objetos de una clase, la asignación de objetos de una clase, la conversión entre las clases y los tipos predefinidos (o entre clases y otras clases) y la manipulación de memoria para los objetos de la clase.



Capitulo 6

427

Las fun cion es de a cc eso a datos pueden leer o d esplegar datos. Otro u so com ún para fun cion es de a c c e so e s la de com probar la veracidad o falsedad d e con d icio n es, dichas fun cion es a m enudo se denom inan fu n cio n es predicado. U n ejem p lo d e función predicado es la función isErapty para cualquier cla se contenedora, e s decir, para una cla se capa/, de alm acenar m uchos objetos, tales c o m o una lista ligada, una pila o una cola. El programa com probará isEmpty antes de intentar leer otro elem en to d esd e el objeto contenedor. Una función predicado isFull podría evaluar un objeto de cla se contenedora para determ inar si la cla se ya no tien e esp acio libre. F u n cion es predicado para nuestra clase Tiempo podrían ser isAM e iePM. El programa que muestran las Figuras 6 .9 , 6 .1 0 y 6.11 dem uestra la idea de una fu n c ió n de uti lid a d (tam bién denom inada fu n c ió n de ayuda). U na función d e utilidad no es parte de una interfaz pública de la clase, en v ez de ello, e s una función m iem bro privada que perm ite la operación de las fun cion es m iem bro públicas d e la clase. La idea d e las fun cion es de utilidad no e s q u e las utilicen los clien tes de una cla se. La clase Vendedor (figura 6 .9 ) declara un arreglo d e 12 cifras de ventas m ensuales (línea 17) y lo s prototipos para el constructor de la cla se y d e las fun cion es m iem bro que m anipulan el arreglo. En la figura 6.1 0 , e l constructor

Vendedor (lín ea s 18-23) in icializa el arreglo ventas en c e

ro. La función m iem bro pública est&bleceVentas (lín eas 4 1 -5 0 ) estab lece lo s elem en tos d el arreglo ventas con valores sum inistrados por el usuario. La función m iem bro pública imprimeVentasAnuales (lín eas 5 3 -5 9 ) im prim e la s ventas totales d e lo s últim os 12 m eses. La función privada de utilidad totalVentasAnuales (lín ea s 6 2 -7 1 ) sum a las cantidades de ventas de los 12 m eses para b en eficio de imprimeVent as Anuales. La función m iem bro imprimeVentas Anuales edita las cantidades de ventas en el form ato de m oneda. En la figura 6.1 1 , observe que la función xnain de la aplicación só lo incluye una sencilla se cu en cia de llam adas a fun cion es m iem bro; no existen estructuras de control. La ló g ica d e m anipula ción d el arreglo ventas se encuentra com p letam en te encapsulada dentro d e la s fun cion es m iem bro de la cla se

1

2 3 4 5

Vendedor.

// Fig. 6.91 Vend.h // Definición de la clase Vendedor. // Funciones miembro definidas en Vend.cpp. •ifndef VEND H •define VKND_H

ó 7

class Vendedor (

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

publicx Vendedor()j void obtieneVentasDelUsuario() ;

// constructor // introduce ventas desde el teclado void estableceVentas( int, double ); // establece las ventas por mes void imprimeVentasAnuales(); // suma e imprima las ventas

prívate: double totalVentasAnuales(); // función de utilidad double ventas! 12 ] ; // 12 cantidades mensuales de ventas }; // fin de la clase Vendedor

20 21 Figura

tendif

6.9

Definición d e la clase

Vendedor.


428

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21


Capítulo 6

// Fig. 6.10: Vend.cpp // Funciones miembro para la clase Vendedor. #inelude using using using using

atd::cout; std::cin; std::endl; std::fixed;

linclude using std::setprecision; // incluye la definición de la clase Vendedor desde Vend.h finclude "Vend.h" // inicializa los elementos del arreglo ventas en 0.0 Vendedor::Vendedor() { for ( int i ■ 0; i < 12; i++ ) ventas[ i ] - 0.0;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

) // fin del constructor Vendedor // obtiene 12 cifras de ventas del usuario desde el teclado void Vendedor::obtieneVentasDelUsuario() < double cantVentas/ for ( int i - 1; i <- 12; i+* ) { cout << "Introduzca el monto de ventas del mes " <> cantVentas; estableceVentas( i, cantVentas ); ) // fin de for } // fin de la función obtieneVentasDelUsuario // establece una de las 12 cifras de ventas mensuales; la función resta // uno al valor del mes para establecer el subíndice apropiado en el arreglo ventas. void Vendedor::estableceVentas( int mes, double monto ) { // evalúa la validez de los valores del mes y del monto if ( mes >- 1 &6 mes <- 12 ft& monto > 0 ) ventas[ mes - 1 ] ■ monto; // ajuste para los subíndices 0-11 el se // valor de mes o monto inválido cout << "Valor de mes o de ventas no valido" << endl; } // fin de la función estableceVentas

Rgura 6.10

Definiciones de las funciones miembro de la clase V e n d e d o r. (Parte 1 de 2.)



Capitulo 6

52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

429

// imprime lee ventas totales anuales (con la ayuda de la función de utilidad) void Vendedor iximprimeVentasAnuales() ( cout << setprecision ( 2 ) « fixed << "\nLas ventas anuales totales son: $" << totalVentasAnuales() << endl; // llamada a la función de utilidad ) // fin de la función impr imeVentasAnual es // función privada de utilidad para sumar las ventas anuales double Vendedor:xtotalVentasAnuales() { double total «0.0; // inicializa total for ( int i - 0; i < 12; i++ ) // suma los resultados de las ventas total +■ ventas[ i ); return total; ) // fin de la función totalVentasAnuales

Figura 6.10

Definiciones d e las funciones miembro d e la clase Vendedor. (Parte 2 de 2.)

Observación de ingeniería de software 6.18 Un fenómeno de la programación orientada a objetos es que una vez que se define una clase, la crea ción y la manipulación de objetos de dicha clase a menudo implica solamente una sencilla secuencia de llamadas a funciones miembro; pocas, o ninguna estructura de control es necesaria. Por el contrario, es común tener estructuras de control en la imple mentación de las funciones miembro de una clase.

1 2

3 4 5 6 7 8 9 10

// Pig. 6.11: fig06_ll.cpp // Demostración da una función de utilidad. // Compile este programa con Vend.cpp // incluye la definición de la clase Vendedor de Vend.h fine lude *'Vend.h" int main() { Vendedor s;

// crea el objeto s de Vendedor

11 12

13 14 15 16 17

s.obtieneVentasDelDsuario(); s .imprimeVentasAnuales () ;

// observe el código en secuencia; no // hay estructuras de control en main

return 0; ) // fin de main

Figura 6.11

Demostración de una función de utilidad. (Parte 1 de 2.)


430


Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca Introduzca

el el el el el el el el el el el el

monto monto monto monto monto monto monto monto monto monto monto monto

de de de de de de de de de de de de

ventas ventas ventas ventas ventas ventas ventas ventas ventas ventas ventas ventas

Capítulo 6

del del del del del del del del del del del del

mes mes mes mes mes mes mes mes mes mes mes mes

1: 5314.76 2t 4292.38 3: 4589.83 4: 5534.03 5: 4376.34 6: 5698.45 7: 4439.22 8: 5893.57 9: 4909.67 10 1 5123.45 11: 4024.97 12: 5923.92

Las ventas anuales totales son: $60120.59 Figura 6.11

Demostración d e una función de utilidad. (Parte 2 de 2.)

6.10 Inicialización de los objetos de una clase: constructores C uando se crea un ob jeto d e una cla se, su s m iem bros pueden in icializarse m ediante una función

co n stru cto r de dicha clase. Un constructor es una función m iem bro esp ecia l que tien e e l m ism o n om bre que la clase y no d evu elve un tipo de dato. El programador proporciona el constructor, el cual se invoca en ton ces cada v ez que s e crea un ob jeto d e dicha cla se (se crea la instancia). I-os constructo res pueden sobrecargarse para producir distintas maneras de ¡nicializar a lo s ob jetos de una clase. L os datos m iem bro se pueden ¡nicializar dentro del constructor de una cla se, o su s valores pueden estab lecerse d e m anera posterior d esp u és de la creación del objeto. Sin em bargo, es una buena prác tica de ingeniería de softw are asegurarse de que un ob jeto se inicializa por co m p leto antes d e que el c ó d ig o cliente invoque a las fu n cion es m iem bro del objeto. En general, no co n fíe en el có d ig o c lie n te para asegurarse d e que un objeto s e inicializa d e manera correcta.

Buena práctica de programación 6.5 Cuando sea apropiado (casi siempre), proporcione un constructor para asegurarse de que cada obje to se inicialice de manera apropiada con valores significativos. En especial, los datos miembro apun tadores se deben inicializar con un valor legítimo de apuntador o con 0.

Tip de prueba y depuración 6.4 Cada función miembro (y amiga) que modifica los datos miembro privados de un objeto debe asegu rarse de que los datos restantes se encuentran en un estado consistente. Cuando se declara un objeto de la clase, es p osible proporcionar inicializadores entre paréntesis a la derecha del nom bre del objeto y antes del punto y com a. Estos inicializadores se pasan co m o argu m entos al constructor de la clase. En la siguiente sección, la figura 6 .1 4 muestra estas llamadas im plí citas al constructor. [Nota: aunque por lo general los programadores no llaman a los constructores, los programadores pueden proporcionar datos que se pasan a los constructores co m o argumentos.]

6.11 Uso d© argumentos predeterminados con constructores E l programa que aparece en las figuras 6 .1 2 , 6 .1 3 y 6 .1 4 mejora la cla se Tiempo para mostrar la form a en q u e los argum entos se pasan im plícitam ente al constructor. FJ constructor d efinido en tiempol.cpp (figura 6.6) inicializa hora, minuto y segundo en 0 (es decir, m edianoche en hora universal). C om o en otras funciones, lo s constructores pueden especificar argum entos predetermina dos. 1.a línea 13 de la figura 6 .1 2 declara e l constructor Tiempo para incluir argum entos de manera



Capitulo 6

431

predeterminada, m ediante la esp ecificación de un valor cero para cada argumento que se pasa al co n s tructor. En la figura 6.1 3 las lin cas 17 a 21 definen la nueva versión d el constructor Tiempo que re cibe los valores para lo s parámetros hr. min y seg. que se usarán para inicializar lo s datos m iem bro privados hora, minuto y segundo, respectivam ente. M ediante la esp ecificación de argum entos predeterminados para el constructor, in clu so si n o se proporcionan valores en una llam ada al construc tor, e s to garantiza que el objeto se in icialice en un estado consistente. A un constructor proporcionado por el programador que con tien e todos su s argum entos predeterm inados (o que de manera explícita no requiere argum entos) se le denom ina constructor predeterm inado, e s decir, un constructor que p u e de ser invocado sin argum entos. S ólo puede existir un constructor predeterminado por clase. En la figura 6 .1 3 , la línea 19 del constructor llam a a la función m iem bro estableceHora con el paso d e lo s valores al constructor (o lo s valores predeterm inados), para garantizar que e l valor sum inistrado para hora s e encuentra en e l rango de 0 a 2 3 , y que lo s valores para minuto y se gundo se encuentran en el rango de 0 a 5 9 . Si un valor se encuentra fuera d e rango, d ich o valor se estab lece en cero m ediante estableceHora (para garantizar que cada m iem bro dato perm anezca en estado con sistente).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 6.12: tiempo2.h // Declaración de la clase Tiempo. // Las funciones miembro se definen en tiempo2.cpp // previene la inclusión múltiple del archivo de encabezado ffifndef TIEMP02_H «defina TIEMP02_H // Definición del tipo de dato abstracto Tiempo clase Tiempo {

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

public> Tiempo( int - 0, int ■ 0, int «0); // constructor predeterminado void estableceHora( int, int, int ); // establece hora, minuto, segundo void imprimeüniversal (); // imprime la hora en formato universal void imprimeEstandar (); // imprime la hora en formato estándar prívate: int hora; int minuto; int segundo;

// // //

0 - 23 (formato de reloj de 24 horas) 0 - 59 0 - 59

22 23 24 25

); // fin de la clase Tiempo «endif

figura 6.12 1 2 3 4 5

Clase Tiempo que contiene un constructor co n argumentos predeterminados.

// Fig. 6.13: tiempo2.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Tiempo.

iinclude using std::cout;

figura 6.13

Definiciones d e las funciones miembro d e la clase Tiempo. Incluyendo un constructor q u e tom a argumentos. (Parte 1 d e 2.)


432


Capítulo 6

6 7

#include

8 9 10

using std::setfill; uaing atd::aetw;

11 12 13 14 15 16 17 18 19

// incluye definicionea para la claae Tiempo deade tlempo2.h iinclude "tiempo2.h" // B1 constructor Tiempo inicializa cada dato miembro en cero. // Garantiza que todos loa objetos de Tiempo inician en un estado conaiatente. Tiempo::Tiempo( int hr, int min, int seg ) { estableceHora( hr, min, seg ); // valida y establece la hora

20 21

) // fin del constructor Tiempo

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

// Establece el nuevo valor de Tiempo con formato universal. Realiza // laa validaciones de los valores de datos. Establece los valores no válidos en cero. void Tiempo: :estableceHora( int h, int m, int s ) { hora - ( h >- 0 && h < 24 ) ? h * 0; minuto ■ ( m > » 0 & & m < 6 0 ) ? m : 0; segundo - ( s >■ 0 6& s < 60 ) ? s : 0; } // fin de la función estableceHora // imprime Tiempo en formato universal void Tiempo::imprimeDniversal() { cout << setfill( *0' ) << aetw( 2 ) << hora << *:* << setw( 2 ) « minuto << * l " << setw( 2 ) << segundo; } // fin de la función imprimeUniversal // imprime Tiempo en formato estándar void Tiempo::imprimeEstandar() { cout << { ( hora — 0 | | hora — 12 ) ? 12 » hora % 12 ) << * i" << setfilM '0' ) << setw( 2 ) << minuto << * t " « setw( 2 ) << segundo << ( hora < 12 ? » A M " : • PM" ); } // fin de la función imprimeEstandar

Figura 6.13

Definiciones d e las funciones miembro d e la clase Tiem po. Incluyendo un constructor que tom a argumentos. (Parte 2 d e 2.)

O bserve que se podría escribir el constructor Tiempo para incluir las m ism as instrucciones que la función m iem bro estableceHora. Esto puede ser un p o co diferente d eb id o a que se elim ina ría la llamada extra a estableceHora. Sin em bargo, colocar el có d ig o del constructor Tiempo y la función m iem bro estableceHora de m anera idéntica haría m ás d ifícil el m antenim iento de es-



Capitulo 6

433

te programa. Si la ¡m plem entación de la función m iem bro estableceHora cam bia, la im plem entación d el constructor Tiempo tien e que cam biar en concordancia. H acer que el constructor

Tiempo llam e a estableceHora d e m anera directa requiere que cualquier cam b io que se haga a la ¡m plem entación d e estableceHora se haga una so la vez. E sto reduce la probabilidad d e erro res cuando se altera la ¡m plem entación. A dem ás, el rendim iento d el constructor Tiempo se puede mejorar si se declara de manera explícita el constructor inline. o m ediante la definición del con s tructor en la definición de la cla se (la cual introduce de manera im plícita la definición de la función).

Observación de ingeniería de software 6.19 S la función miembro de una clase proporciona toda o parte de la funcionalidad requerida por el cons tructor (o alRuna otra función miembro) de la clase, llame a dicha función miembro desde el construc tor (u otra función miembro). Esto simplifica el mantenimiento del código y reduce la posibilidad de un error si la ¡mplementación del código se modifica. Como regla general: evite repetir el código.

Observación de ingeniería de software 6.20 Sólo declare valores predeterminados para argumentos en el prototipo de la función dentro de la defi nición de la clase, en el archivo de encabezado.

Observación de ingeniería de software 6.21 Cualquier cambio a los valores de los argumentos predeterminados de una función requiere que se re compile el código cliente. Si existe la posibilidad de que los valores predeterminados cambien, utilice funciones sobrecargadas. De este modo, si cambia la ¡mplementación de una función miembro, el có digo cliente no necesita recompilarse. La función main de la figura 6 .1 4 inicializa cin co objetos Tiempo: uno co n los tres argum en tos predeterm inados en la llam ada al constructor (lín ea 13), uno con un argum ento esp ecifica d o (lí nea 14), uno co n d o s argum entos esp ecifica d o s (lín ea 15), uno co n tres argum entos esp ecifica d o s (lín ea 16 ) y uno con tres argum entos n o válid os esp ecifica d o s (lín ea 17). D esp u és el programa d e s p liega cada ob jeto en lo s form atos de hora universal y estándar.

1 2 3

// Fia. 6.14» fig06_14.cpp // Demostración de un constructor predeterminado para la clase Tiempo. iinclude

4

5 6 7 8 9

using std» scout; using std»:endl; // incluye la definición de la clase Tiempo desde tiempo2.h tinclude ntiempo2.h*

10 11

int main()

12

{

13 14

15 16 17

Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo

ti; // todos los argumentos predeterminados t2( 2 ); // minuto y segundo predeterminados t3( 21, 34 ); // segundo predeterminado t4( 12, 25, 42 ); // todos los valores especificados t5( 27, 74, 99 ); // todos los valores no válidos especificados

18 Rgura 6.14

Constructor con argumentos predeterminados. (Parte 1 de 2.)


434

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48


Capítulo 6

cout << "Construido con:\n\n" << "todos los argumentos predeterminados *\n ti.imprimeüniversal(); // 00:00:00 cout << "\n *; ti.imprimeEstandar(); // 12:00:00 AM

*;

cout << "\n\nhora especificada; minuto y segundo predeterminados:\n t2.imprimeüniversal(); // 02:00:00 cout << "\n *; 12. imprimeEstandar(); // 2:00:00 AM cout << "\n\nhora y minuto especificados; segundo predeterminado:\n t3.imprimeüniversal(); // 21:34:00 cout << "\n " t t3.imprimeEstandar(); // 9:34:00 PM cout << *\n\nhora, minuto, y segundo especificados:\n t4.imprimeüniversal(); // 12:25:42 cout << *\n " t 14. imprimeEstándar(); // 12:25:42 PM cout << "\n\ntodos los valores no validos:\n t5.imprimeüniversal(); // 00:00:00 cout << *\n 15. imprimeEst andar () ; // 12:00:00 AM cout << endl;

";


Rgura 6.14

Constructor con argumentos predeterminados. (Parte 2 de 2.)


"j


Capitulo 6

435

Si el programador n o d efine de manera ex p lícita al m enos un constructor para la cla se, el com pilador crea d e m anera im plícita un constructor predeterm inado. Tal constructor no realiza in icialización alguna d e variables de tipos predeterm inados (por ejem p lo, i n t , d o u b l e , apuntado res, etcétera), de m anera que cuando se crea el objeto, no ex iste la garantía de que se encuentre en estado co n sisten te.1

Observación de ingeniería de software 6.22 Es posible que una clase no contenga un constructor predeterminado: esto ocurre si el programador define al menos un constructor que recibe argumentos, y no define de manera explícita un construc tor predeterminado.

6.12 Destructores Un destructor es otro tipo de función m iem bro especial d e una clase. E l nom bre del destructor de una clase es el carácter tilde (~ ) segu id o por e l nombre de la clase. Esta co n ven ción es intuitivam en te atractiva d eb ido a que, co m o verem os en un capítulo posterior, el operador tilde es e l operador de com p lem en to a uno (operador d e m anipulación de bits) y, en cierto sentido, e l destructor es el c o m plem ento d el constructor. E l destructor d e una cla se e s llam ado cuando se destruye un ob jeto. E sto ocurro cuando, por ejem p lo, un ob jeto autom ático se destruye si la ejecu ción d el programa rebasa el alcance en e l que esc objeto fue croado. El destructor m ism o no destruye realm ente el objeto, éste realiza la lim pieza fin a l antes de que el sistem a se lo pida a la m em oria d el objeto, para que ésta pueda reutilizarse pa ra alm acenar nuevos objetos. U n destructor no recibe parám etros y no d ev u elv e un valor. U na cla se s ó lo puede tener un d e s tructor; la sobrecarga de destructores n o está permitida.

Error común de programación 6.7 Intentar pasar argumentos a un destructor para especificar un tipo de retorno para un destructor, para devolver valores de un destructor, o para sobrecargar a un destructor, es un error de sintaxis (incluso v o i d no puede especificarse). Aún cuando no h em os proporcionado los destructores para las cla ses presentadas hasta el m o m ento, toda clase tien e un destructor. Si e l programador no proporciona exp lícitam ente un destructor, el com pilador crea un destructor “vacío”.2 En el capítulo 8, construirem os destructores adecuados para las cla ses cu yos ob jetos contengan m em oria asignada dinám icam ente (por ejem p lo, para arre g lo s o cad en as), o q u e utilizan otros recursos del sistem a (por ejem p lo, archivos en d isco). [En el c a pítulo 7 analizarem os có m o asignar y liberar memoria.J

Observación de ingeniería de software 6.23 Como veremos en lo que resta del libro, los constructores y los destructores son mucho más importan tes en C++ y en la programación orientada a objetos, de lo que es posible dar a conocer después de la breve introducción que aquí presentamos.

6.13 Invocación de constructores y destructores El com pilador llam a im plícitam ente a lo s constructores y a lo s destructores. E l orden en el que o c u rren estas llam adas a función depende d el orden e n el q u e la ejecu ción introduce y rebasa el alcan-

1. Veremos que dicho constructor puede inicializar partes de objetos creados a través de la composición (capítulo 7) y la herencia (capítulo 9). 2. Veremos que dicho constructor creado implícitamente realiza operaciones importantes sobre objetos que se crean a través de la composición (capítulo 7) y la herencia (capítulo 9).


436


Capítulo 6

ce en el que esto s objetos se crean. Por lo general, las llam adas a un destructor se hacen en orden in verso al de la s llam adas a un constructor. Sin em bargo, co m o verem os en la figura 6 .1 7 , las clases d e alm acenam iento de ob jetos pueden alterar el orden en el que s e llam a a los destructores. I-os constructores son llam ados para ob jetos definidos con alcance global, antes de que cualquier otra función (incluyendo a main) en ese archivo com ience su ejecución (aunque el orden d e la eje cución de constructores de objetos globales entre archivos no está garantizada). L os destructores correspondientes son llam ados cuando main termina o cuando se llam a a la función exit. Los d es tructores no son llam ados para objetos globales, si el programa termina con una llamada a una función exit o a una abort. (Vea el capítulo 20 para más inform ación sobre las funciones anteriores.) S e llam a al constructor d e un objeto local autom ático cu an do la ejecu ción alcanza el punto en d ond e ese ob jeto está definido; se llam a al destructor correspondiente cu an do la ejecu ción rebasa el alcance del objeto (es decir, cuando se abandona e l bloque en el q u e e s c objeto se d efinió). S e llama a lo s constructores y a los destructores para objetos autom áticos cada v ez que los ob jetos se introdu ce n en el alcan ce, o cada vez que lo rebasan. L os destructores no so n llam ados para ob jetos autom á tico s, si el programa termina con una llamada a la función exit o a la función abort. S e llam a al constructor para un objeto local estático solam ente una v e z cuando la ejecu ción al canza por primera vez el punto en donde el objeto está definido; se llam a al destructor correspon d ien te cuando main term ina, o cuando el programa llam a a la función exit. L os objetos globales y lo s estáticos s e destruyen en orden inverso al d e su creación. L os destructores no son llam ados pa ra objetos estáticos, si el programa term ina con una llam ada a una función abort. R1 programa que aparece en las figuras 6 .1 5 ,6 .1 6 y 6 .1 7 dem uestra el orden en el que lo s c o n s tructores y lo s destructores son llam ados para objetos d e la cla se CreaYDestruye (figuras 6 .1 5 y 6 .1 6 ) d e varias c la ses d e alm acenam iento en d iversos alcances. Cada objeto de la cla se CreaYDes truye con tien e un entero (dato) y una cadena (mensaje) que se utilizan en la salida d el progra m a para identificar al objeto. Este ejem p lo m ecán ico e s m eram ente para propósitos p ed a g ó g ico s. Por esta razón, la lín ea 27 del destructor de la figura 6 .1 6 determ ina si el ob jeto que s e está destruyendo tien e un valor dato d e 1 o de 6. y si e s a sí. arroja un carácter d e nueva línea. Esta línea facilita el segu im ien to de los resultados d el programa.

1 2 3 4 5 6 7

I I Fig. 6.15: crea.h // Definición de la clase CreaYDestruye. // Funciones miembro definidas en crea.cpp. «ifndef CREA H «define CREA_H

class CreaYDestruye {

8 9 10 11

public: CreaYDestruye( int, char * ); // constructor -CreaYDestruye(); // destructor

12 13 14 15 16 17 18 19

private: int idObjeto; char "mensaje; ); // fin de la clase CreaYDestruye ffendif

Rgura 6.15

Definición d e la d a se CreaYDestruye



Capitulo 6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

437

// Fig. 6.16: crea.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase CreaYDestruye finclude using std:tcout; using std::endl; // incluye la definición de la clase CreaYDestruye desde crea.h finelude "crea.h" // constructor CreaYDestruye::CreaYDestruye( int numeroObjeto, char "ptrMensaje ) { idObjeto - numeroObjeto; mensaje ■ ptrMensaje; cout << "El Objeto" << idObjeto << * << mensaje << endl;

ejecuta el constructor

"

20 21

) // fin del constructor CreaYDestruye

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

// destructor CreaYDestruye::-CreaYDestruye() { //la linea siguiente es sólo para propósitos pedagógicos cout << { idObjeto -■ 1 || idObjeto 6 ? "\n" :**"); cout << "El Objeto " << idObjeto << * << mensaje << endl;

ejecuta el destructor

"

) // fin del destructor -CreaYDestruye

Rgura 6.16

Definiciones d e ios funciones miembro d e la clase CreaYDestruye

primero (lín ea 15) en un alcance global. Su constructor realm ente e s llam ado antes d e q u e cualquier instrucción en main se ejecu te, y su d e s El programa de la figura 6 .1 7 d efine al ob jeto

tructor e s llam ado al final del programa, d esp u és de que lo s destructores para todos los d em ás ob je tos se han ejecutado. La función main (líneas 17-36) declara tres objetos. L os objetos segundo (línea 21) y cuarto (lín ea 3 0 ) son o b jetos lo cales autom áticos, y el ob jeto tercero (lín eas 2 3 -2 4 ) es un ob jeto local estático. S e llama al constructor de cada uno d e estos objetos cuando la ejecución alcanza el punto en el que ese objeto se declara. S e llama al destructor para el objeto cuarto y después al destructor del objeto segundo (es decir, en el orden inverso en e l q u e s e llam ó a su s constructores), cuando la e je cución alcanza el final d e main. D ebido a que el ob jeto tercero e s estático, éste existe hasta la terminación del programa. S e llama al destructor para el objeto tercero antes del destructor para el objeto global primero, pero después de que todos los dem ás objetos son destruidos. La función crea (lín eas 3 9 -5 3 ) declara tres objetos: quinto (lín ea 4 3 ) y séptimo (líneas 4 8 -4 9 ) q u e son ob jetos lo ca les autom áticos, y sexto (lín eas 4 5 -4 6 ) que e s un objeto local estático. S e llam a al destructor para el objeto séptimo y desp ués al del ob jeto quinto (es decir, en e l orden inverso en el q u e se llam ó su s constructores), cuando crea finaliza. D ebido a que sexto e s está tico, éste ex iste hasta la term inación d el programa. S e llam a al destructor para sexto antes q u e a los destructores para tercero y primero, pero d esp u és de que todos los dem ás objetos son d e s truidos.


438


Capítulo 6

1 2 3 4 5

// Fig. 6.17: £ig06_17.cpp // Demostración del orden en el que ae Invoca a los constructores / / y a loa destructores. •inelude

6

using std::cout;

7

using std::endl;

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Incluye la definición de la clase CreaYDestruye desde crea.h ffinclude "crea.h" void crea( void );

// prototipo

// objeto global CreaYDestruye primero( 1, "(global antes de main)" ); int main()

{ cout << "\nFÜNCION MAIN: COMIENZA EJECUCION" << endl;

20 21

CreaYDestruye segundo( 2, "(automático local en main)" )/

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

static CreaYDestruye tercero( 3, "(estático local en main)" ); crea(); COUt

// llama a la función que crea los objetos

<< "\nFUNCION MAIN: RESUMEN DE EJECUCION" << endl;

CreaYDestruye cuarto( 4, "(automático local en main)" ); COUt

<< "\nFUNCION MAIN: TERMINA EJECUCION" << endl;

return 0; ) // fin de main // función para crear los objetos void crea( void ) { cout << "\nCREA FUNCION: COMIENZA EJECUCION" << endl; CreaYDestruye quinto( 5, "(automático local en crea)" ); static CreaYDestruye sexto (

6, "(estático local en crea)* ); CreaYDestruye séptimo( 7, "(automático local en crea)" ); COUt «

"\nFUNCION CREA: TERMINA EJECUCION" << endl;

} // fin de la función crea

Rgura 6.17

Orden en el que se llama a los constructores y a los destructores. (Parte 1 de 2.)



Capitulo 6

El Objeto 1

«jecuta el constructor

(global antes de nain)

FUNCION MAIN: COMIENZA EJECUCION El Objeto 2 ejecuta el constructor El Objeto 3 ejecuta el constructor

(automático local en main) (estático local en main)

CREA FUNCION: El objeto 5 El Objeto 6 El Objeto 7

(automático local en crea) (estático local en crea) (automático local en crea)

COMIENZA EJECUCION ejecuta el constructor ejecuta el constructor ejecuta el constructor

FUNCION CREA: TERMINA EJECUCION El Objeto 7 ejecuta el destructor El Objeto 5 ejecuta el destructor

(automático local en crea) (automático local en crea)

FUNCION MAIN: RESUMEN DE EJECUCION El Objeto 4 ejecuta el constructor

(automático local en main)

FUNCION MAIN: TERMINX EJECUCION El Objeto 4 ejecuta el destructor El objeto 2 ejecuta el destructor

(automático local en main) (automático local en main)

El objeto 6 El Objeto 3 El objeto 1

(estático local en crea) (estático local en main) (global antes de main)

R g u ra 6.17

ejecuta el destructor ejecuta el destructor ejecuta el destructor

439

Orden en el q u e se llama a los constructores y a los destructores. (Parte 2 de 2.)

6.14 Uso de las funciones s o t (e s t a b le c e r ) y g e t (o b t e n e r ) E s p osib le acced er a lo s datos m iem bro privados d e una cla se solam en te m ediante fu n cion es m iem bro (y am igas) de la clase. U na m anipulación típica podría ser el ajuste d el saldo bancario de un clien te (por ejem p lo, un dato m iem bro privado d e una cla se CuentaBancaria), m ediante una función m iem bro

calculalnteres.

Las cla ses con frecuencia proporcionan fu n cion es m iem bro públicas para permitir a los clien tes de la clase esta b lecer (es decir, escribir), u o b ten er (es decir, leer) lo s valores de lo s datos m iem bro privados. Estas fun cion es no necesitan que esp ecífica m en te se le s llam e set (establecer) y get ( o b tener), pero con frecuencia a sí se les llama. D e manera m ás específica, una función m iem bro q u e es

tablece el dato m iem bro tasalnteres podría llam arse establecerTasalnteres. y una función m iem bro q u e obtiene la tasalnteres podría llam arse obtieneTasalnteres. Las fun cion es obtener tam bién son con ocid as co m o fun cion es de “consulta”. Podría parecer que proporcionar tanto las capacidades establecer co m o obtener e s prácticam en te lo m ism o que hacer p úb licos lo s datos miem bro. Ésta es otra m ás de las su tileza s de C + + que ha c e tan d eseable al lenguaje para la ingeniería de softw are. S i un dato m iem bro es p úblico, en tonces los datos m iem bro pueden leerse o escribirse a voluntad por cualquier función d el programa. Si un dato m iem bro e s privado, una función pública obtener parecería permitir a otras fun cion es leer la in form ación a voluntad. Sin em bargo, la función obtener podría controlar el form ato en e l que la infor m ación s e d evu elve al cliente. U na función pública establecer podría exam inar cuidadosam ente (y m uy probablem ente lo haría) cualquier intento de m odificar el valor d e los datos m iem bro. Esto ga rantizaría que el nuevo valor fuera adecuado para e se elem en to d e d atos, es decir, que el elem en to de datos perm aneciera en un estado consistente. Por ejem p lo, intentar establecer el día d el m es en 37 s e rechazaría, intentar establecer el p eso d e una persona en cero o en un valor negativo s e recha zaría, intentar establecer una cantidad num érica e n un valor alfabético s e rechazaría, intentar esta


440


Capítulo 6

b le c e r la calificación de un exam en en 185 (cuando el rango adecuado es d e cero a 100) tam bién se rechazaría, etcétera.

Observación de ingeniería de software 6.24 Hacer prim óos los ótaos miembro y controlar el acceso, en especial el acceso óe escritura, para di chos ótaos miembros a través óe funciones miembro públicas, ayuóa a garantizar la integridad óe los datos.

Tip para prueba y depuración 6.5 la s beneficios óe la integridad de los datos no son auttmiáticos por haber hecho privados a los datos miembros; el programador debe proporcionar un extunen de validación adecuado. Sin embargo, C++ proporciona un marco de trabajo en el que los programadores pueden diseñar mejores programas de manera conveniente.

Observación de ingeniería de software 6.25 Las funciones miembro que establecen los valores de los datos privados deben verificar que los nue vos valores sean adecuados: si no lo son, las funciones establecer (set) deben colocar a los datos miem bro privados en el estado adecuado. El clien te de una clase debe ser n otificado cuando se intenta asignar un valor n o v á lid o a un dato m iem bro. L as fun cion es establecer de una cla se co n frecuencia se escriben para d evolver valores que indiquen que se intentó asignar un dato no v álid o a un ob jeto d e la clase. E sto perm ite a lo s clientes d e la cla se probar lo s valores de d evolu ción de las fu n cion es establecer, para determinar si el o b je to que están m anipulando e s un objeto v álid o y para hacer lo adecuado si e l objeto no lo es. El programa de las figuras 6 . 18 a 6 .2 0 mejora la cla se T i e m p o (figura 6 .1 8 y 6 .1 9 ) para incluir las fun cion es esta b lecer y o b ten er correspondientes a lo s datos m iem bro privados h o r a , m i n u t o y s e g u n d o . Las nuevas d efin icion es de la función m iem bro aparecen en la figura 6.19. L as funcio n es esta b lecer (definidas en las lín eas 3 4 -3 8 , 4 1 -4 5 y 4 8 -5 2 ) estrictam ente controlan la asignación de lo s datos m iem bro. C ualquier intento por esta blecer algún dato m iem bro en un valor incorrecto ocasionará que al dato m iem bro se le asig n e cero (lo que dejará al d ato m iem bro en un estado incon sistente). Cada función o b ten er (defin id as en la s lín eas 5 5 -5 9 , 6 2 -6 6 y 6 9 -7 3 ) sim p lem en te d evu el v e el valor adecuado del dato m iem bro.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 6.18: tiempo3.h // Declaración da la clase Tiempo. // Funciones miembro definidas en tiempo3.cpp // previene la inclusión múltiple del archivo de encabezado iifndef TIEMP03 H idefine TIEMP03_H

8 9 10 11 12 13 14 15 ló 17 18 19

class Tiempo { public: Tiempo( int - 0, int - 0, int - 0); // constructor predeterminado // funciones establecer void estableceHora( int, int,int ); // establece hora, minuto, segundo void estableceHoral ( int ); // establece hora void estableceMinuto( int ); // establece minuto void estableceSegundo( int ); // establece segundo

Rgura 6.18

Definición d e la clase T ie m p o con funciones e s ta b le c e r y o b te n e r. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 6

20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

// funciones obtener int obtieneHoral(); int obtieneMinuto(); int obtieneSegundo();

void imprimeüniversal (); void imprime Estándar () ; prívate: int hora; int minuto; int segundo;

// obtiene hora // obtiene minuto // obtiene segundo // imprime la hora en formato universal // imprime la hora en formato estándar


}; // fin de la clase Tiempo •endif

Figura 6.18

1 2 3 4 5 6 7

441

Definición d e la clase Tie m p o con funciones e s ta b le c e r y o b te n e r. (Parte 2 d e 2.)

// Pig. 6.19> tiempo3.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Tiempo. finclude using std::cout; finclude

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

using std::setfill; using std::setw; // incluye la definición de la clase Tiempo desde tiempo3.h finclude *tiempo3.h® // función constructor para inicializar datos privados; // llama a la ftinción miembro estableceHora para asignar los variables; // los valores predeterminados son 0 (vea la definición de la clase) Tiempo::Tiempo( int hr, int min, int seg ) { estableceHora ( hr, min, seg ); ) // fin del constructor Tiempo // establece los valores de hora, minuto y segundo void Tiempo::estableceHora( int h, int m, int s ) { estableceHoraK h ); estableceMinuto( m ); estableceSegundo( a ); ) // fin de la función estableceHora

Rgura 6.19

Definiciones d e la función miembro de la clase Tie m p o . Incluyendo a las funciones e s ta b le c e r y o b te n e r. (Parte 1 d e 3.)


442


33 34 35 36 37 38 39 40 41

// establece el valor de hora void Tiempos:estableceHoral( int h ) { hora ■ ( h >■ 0 && h < 24 ) ? h : 0;

42

{

43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

Capítulo 6

} // fin de la ftinción estableeeHoral // establece el valor de minuto void Tiempo: :estableceMinuto( int m ) minuto - ( m >- 0 && m < 60 ) ? m :

0;

> // fin de la función estableceMinuto // establece el valor de segundo void Tiempo: :estableceSegundo( int s ) { segundo - < s > - 0 & & s < 6 0 ) ? s : 0; } // fin de la función estableeeSegundo // devuelve el valor de hora int Tiempo::obtieneHoral() { return hora; ) // fin de la función obtieneHoral // devuelve el valor de minuto int Tiempo: :obtieneMinuto() { return minuto; ) // fin de la función obtianeMinuto // devuelve el valor de segundo int Tiempo: :obtieneSegundo() { return segundo; } // fin de la función obtienaSegundo // imprime Tiempo en formato universal void Tiempo::imprimeüniversal() { cout << setfi 11 ( '0' ) << setw( 2 ) << hora < < ’*:* << setw( 2 ) << minuto << *:* << setw( 2 ) << segundo; ) // fin de la función imprimeüniversal

Hgura 6.19

Definiciones d e las funciones miembro d e la clase Tie m p o . Incluyendo a las funciones e s ta b le c e r y o b te n e r. (Parte 2 d e 3.)



Capitulo 6

84 85

86

87

443

// imprima Tiempo an formato estándar vold Tiempo::imprimeEstandar ()

{ cout << ( ( hora -- 0 || hora ■■ 12 ) ? 12 j hora \ 12 )

88

<<

« setíilM '0' ) << setw(

89 90 91 92

<< «

"i* << setw( 2 ) << segundo ( hora < 12 ? * AM" * « PM" );

2 ) << minuto

} // fin de la función imprimeEstandar

Figura 6.19

Definiciones d e la función m iem bro d e la c la se Tiempo. Incluyendo a las fu n cio n es e s ta b le c e r y o b te n e r. (P arte 3 d e 3.)

En la figura 6 .2 0 , la función m&in (líneas 13-45) primero utiliza las fun cion es para establecer y para asignar lo s d atos m iem bro d el objeto Tiempo t (lín ea s 18-20) a valores válidos, desp ués uti liza las fun cion es obtener para recuperar lo s valores para la salida (lín eas 2 4 -2 6 ). Posteriorm ente, las fun cion es establecer intentan asignar los m iem bros hora y segundo a valores no v á lid o s (lincas 29 y 31) y el m iem bro minuto a un valor válid o (lín ea 3 0). D esp u és, el programa utiliza las fun cio n es obtener para recuperar los valores para la salida (lín ea s 3 6 -38). La salida confirm a que lo s valores no válid os ocasion an que lo s datos m iem bro se establezcan en cero. Por últim o, el programa establece el tiem po en 11:58:00 (línea 4 0 ) e increm enta el valor de lo s m inutos en 3, co n una lla mada a la fun ción increment&Minutos (línea 4 1). La función increment&Minutos (líneas 4 8 -6 7 ) e s una función no m iem bro que utiliza a las fun cion es establecer y o b ten er para increm entar el m iem bro minuto de un ob jeto Tiempo. Aunque esto funciona, al realizar m últiples llam adas a una fun ción se afecta al rendim iento. En el sigu ien te cap ítulo explicarem os la noción d e fun cion es am igas co m o m edio para elim inar esta carga en el rendim iento.

Observación de ingeniería de software 6.26 Debido a que C++ es un lenguaje híbrido, es posible tener una mezcla de dos tipos de llamadas a fu n ciones en un programa y, con frecuencia, unas con otras; es decir, llamadas de tipo C que pasan datos u objetos primitivos a funciones, yllamtulas C++ que pasan funciones (o mensajes) a objetos.

Error común de programación 6.8 Un constructor puede llamar a otras funciones miembro de la clase, como funciones establecer y ob tener, pero debido a que el constructor inicializa al objeto, es posible que los datos miembros aún no se encuentren en un estado consistente. Utilizar datos miembros antes de que se hayan inicializado ade cuadamente puede ocasionar errores lógicos. 1 2 3 4

// Pig. 6.20: fig06_20.cpp // Demostración de las funciones establecer y obtener de la clase Tienpo •inelude

5

using stdx:cout;

6

using std::endl;

7 8

// incluye la definición de la clase Tiempo desde tiempo3.h

9

#inelude *tiempo3,h*

10 11

void incrementaMinutos ( Tiempo 6, const int );

// prototipo

12 R g u ra 6.20

Funciones e s ta b le c e r y o b te n e r que manipulan un dato p r i v a d o d e un objeto. (Parte 1 d e 3.)


444

13 14 15


int main () { Tiempo t;

Capítulo 6

// crea el objeto de Tiempo

ló 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

// establece la hora mediante funciones establecer (set) individuales t.estableceHoral( 17 ); // establece hora en un valor válido t .estableceMinuto( 34 ); // establece minuto en un valor válido t.estableceSegundo( 25 ); // establece segundo en un valor válido // utilice funciones obtener (get) para obtener hora, minuto y segundo cout << "Resultado de establecer todos los valores validos:\n" << * Hora: * << t .obtieneHoral() << " Minuto: " << t.obtieneMinuto() << n Segundo: " « t .obtieneSegundo(); // establece hora mediante el uso de ftinciones individuales t .estableceHoraM 234 ); // establece hora no válida en 0 t.estableceMinuto( 43 ); // establece minuto en un valor válido t.estableceSegundo( 6373 ); // establece segundo no válido en 0 // despliega hora, minuto y segundo después de establecer // los valores no válidos de hora y segundo cout << "\n\nResultado del intento de establecer los valores no validos de minuto* << *y segundo:\n Hora: " « t .obtieneHoral () << * Minuto: * << t .obtieneMinuto() << * Segundo: " << t .obtieneSegundo() << "\n\n*; t .estableceHora( 11, 5 8 , 0 ); // establece hora incrementaMinutos( t, 3 ); //incrementa los minutos de t en 3 return 0/ } // fin de main // agrega el número especificado de minutos a un objeto Tiempo void incrementaMinutos( Tiempo &tt, const int cuenta ) ( cout << "Incrementa minuto * << cuenta << * veces:\nHora inicio: " t tt.imprimeEstandar(); for ( int i ■ 0; i < cuenta; i++ ) { tt .estableceMinuto( ( tt.obtieneMinuto() + 1 ) * 60 ); if ( tt.obtieneMinuto() — 0 ) tt. estableceHoral( ( tt .obtieneHoral () + 1 ) % 24 ); cout << "\nminuto ♦ 1: tt.imprimeEstándar()/ ) // fin de for cout << endl;

Figura 6.20

Funciones e s ta b le c e r y o b t e n e r que manipulan un dato p r i v a d o de un objeto. (Parte 2 de 3.)



Capitulo 6

445

66 67

) // fin de la fruición incrementaMinutos

Resultado de establecer todos los valores validos: Hora: 17 Minuto: 34 Segundo: 25 Resultado del intento de establecer los valores no validos de minuto y segundo: Hora: 0 Minuto: 43 Segundo: 0 Incrementa minuto 3 veces: Hora inicio: 11:58:00 AM minuto + 1: 11:59:00 AM minuto + 1 : 12:00:00 PM minuto ♦ 1: 12:01:00 PM

Figura 6.20

Fu n cio n es e s ta b le c e r y o b t e n e r q u e m an ip u lan un d a to o b jeto . (P a rte 3 d e 3 .)

privado d e un

U tilizar fu n cion es establecer (set) es m uy importante d esd e un punto de vista de ingeniería de softw are, ya que éstas pueden realizar un análisis de validación. Tanto las fu n cion es establecer c o m o las fu n cion es o b ten er (g e t ) tienen otra ventaja im portante de ingeniería d e softw are.

Observación de ingeniería de software 6.27 Acceder a datos privados a tra\és de funciones miembro establecer y obtener no sólo protege a los datos miembros de recibir valores no válidos, sino también protege a los clientes de la clase de la repre sentación de los díaos miembro. Entonces, si la representación de los díaos cambia por alguna razón (por lo general para reducir la cantidad de almacenamiento requerida o para mejorar el rendimiento), sólo las funciones miembro necesitan cambiar: los clientes no necesitarán cambio alguno, mientras la interfaz provista por las funciones miembro permanezca igual. Sin embargo, los clientes necesitarán resine ularse.

Observación de ingeniería de software 6.28 La presencia de métodos obtener (get) en una clase algunas veces sugiere que el código cliente que utiliza dicha clase se encuentra implementando servicios (es decir, funciones) que la clase deberla pro porcionar. Si un cliente de una clase proporciona un servicio que pudiera ser utilizado por otros clientes, ese servicio debería ser un miembro de la clase, no parte del cliente. Por ejemplo, si la función I n crementeMinutom de la figura 6.18 pudiera ser utilizada por otros clientes, ésta debería definirse como un miembro de la clase Tiempo. El ejercicio 6.8 le pide que implemente la función tic como un miembro de la clase Tiempo, la cual pueda ser utilizada por cualquier cliente de la clase T iem p o paro agregar un segundo al tiempo.

6.15 Trampa sutil: retorno de una referencia a un dato miembro

privado U na referencia a un objeto es un alias para el nom bre del objeto y, por lo tanto, puede utilizarse en el lado izquierdo de una instrucción de asignación. En este con texto, la referencia hace a un Ivalue perfectam ente aceptable para recibir un valor. U na form a de utilizar esta capacidad (¡por desgracia!) es para hacer que una función m iem bro pública de una cla se devuelva una referencia no cons tante a un dato m iem bro privado de esa clase. El programa d e la s figuras 6.21 a 6 .2 3 utiliza una clase sim plificada Tiempo (figuras 6.21 y 6 .2 2 ) para mostrar el retom o de una referencia a un dato m iem bro privado con una función m iem bro malEstablecimientoHora (declarada en la figura 6.21 en la línea 16 y definida en la fi-


446


Capítulo 6

gura 6 .2 2 en las líneas 34 -4 0 ). D ich o retom o en realidad hace una llamada a la función m iem bro

malEst&blecimientoHora. un alias para el dato m iem bro privado hora. La llam ada de función puede utilizarse de cualquier forma en que el dato m iem bro privado pueda utilizarse, in cluyend o co m o un Ivalue en una instrucción de asignación, ¡lo que permite a lo s clien tes d e la clase utilizar lo s datos privados de la clase a voluntad!

1 2 3 4 5 6

7

// Fig. 6.21: tiempo*.h // Declaración de la claae Tiempo. // Funciones miembro definidas en tiempo*.cpp // previene la inclusión múltiple del archivo de encabezado «ifndef TIEMPO* «define TIEMPO* H

8 9

class Tiempo {

10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

public: Tiempo( int ■ 0, int - 0, int - 0); void estableceHora( int, int, int ); int obtieneHoral(); int SmalEst abiselad.antoHora ( int ); // retorno PELIGROSO de referencia prívate: int hora; int minuto; int segundo;

22 23 24 25

>; // fin de la clase Tiempo «endif

Rgura 6.21 1 2

Retorno d e u n a re fe re n c ia a un d a to m iem bro privado

// Fig. 6.22: tiempo*.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Tiempo.

3 4 5

6

// incluye las definiciones de la clase Tiempo desde tiempo*.h «inelude "tiempo*.h*

7 8 9 10

// función constructor para inicializar datos privados; // llama a la función miembro estableceHora para establecer las variables; // los valores predeterminados son 0 (vea la definición de la clase) Tiempo::Tiempo( int hr, int min, int seg )

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

estableceHora ( hr, min, seg ); } // fin del constructor Tiempo // establece los valores de hora, minuto y segundo void Tiempo::estableceHora( int h, int m, int s ) { hora - ( h >- 0 &fc h < 2* ) ? h : 0;

Rgura 6.22

Retorno de una referencia a un dato miembro p r i v a d o (Parte 1 de 2.)



Capitulo 6

20 21

447

minuto ■ ( m >- 0 m < 60 ) ? m : 0; segundo ■ ( s >■ 0 && s < 60 ) ? s : 0;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

) // fin de la función est&bleceHora // devuelve el valor de hora int TiemposxobtieneHoralO ( return hora; ) // fin de la función obtieneHoral // MALA PRÁCTICA DE PROGRAMACIÓN: // Retorno de una referencia a un dato miembro privado. int fcTiempo::malEstablecimientoHora( int hh ) { hora - ( hh >- 0 &6 hh < 24 ) ? hh : 0; return hora;

// retorno PELIGROSO de referencia

) // fin de la función malEstablecimientoHora

figura 6.22

Retorno d e una referencia a un d a to miembro privado. (Parte 2 d e 2.)

La Figura 6 .2 3 declara al ob jeto d e Tiempo t (lín ea 14) y a la referencia refHora (lín ea 17), la cual es asignada a la referencia devuelta por la llam ada t .malEstablecimientoHora (20 ) . La línea 19 d esp liega el valor del alias refHora. D esp ués, la línea 2 2 utiliza e l alias para establecer el valor de hora en 3 0 (un valor no válid o), y la lín ea 24 d esp liega el valor devuelto por la fun ción obtenerHora para mostrar que asignar un valor a refHora en realidad m odifica al dato

privado en el ob jeto de Tiempo t. Por últim o, la línea 2 8 utiliza a la llamada de función malEstablecimientoHora co m o un Ivalue y asigna 74 (otro valor n o válido) a la referencia devuelta por la función. La línea 33 de nuevo desp liega el valor devuelto por la función obtener Hora para mostrar que asignar un valor al resultado de la llam ada d e función de la línea 28 m odi fica al dato privado en el ob jeto d e Tiempo t. 1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 6.23: fig06_23.cpp // Demostración de una función miembro pública que // devuelve una referencia a un dato miembro privado. finelude using std::cout; using std::endl;

8 9 10

// incluye la definición de la clase Tiempo de tiempo*.h finclude "tiempo*.h"

11 12 13 14 15 16 17

int main() { Tiempo t; // almacena en refHora la referencia devuelta por malEstablecimientoHora int fcrefHora - t .malEstablecimientoHora( 20 );

figura 6.23

Retorno de una referencia a un dato miembro p r i v a d o . (Parte 1 de 2.)


448

18 19


Capítulo 6

cout << "Hora antas da la modificación: * << rafHora;

20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

// uso de refHora para establecer un valor no válido en el objeto de Tiempo t refHora - 30; cout << *\nHora después da la modificación: " << t .obtieneHoral () ; // {Peligro: Llamada a la función que devuelve // una referencia que se puede utilizar como un lvaluet t .malEstablecimientoHora ( 12 ) >74; cout << << << << <<

*\n\n*********************************\n" «MALA PRCTICA DE PROGRAMACION!1I11\n" "malEstablecimientoHora contiena un 1valué, Hora: " t .obtieneHoral() «\n********************************#* <
return 0; } // fin de main

Hora antes de la modificación: 20 Hora después de la modificación: 30 MALA PRACTICA DE PROGRAMACION! III! malEstablecimientoHora contiene un 1valué, Hora: 74

Figura 6.23

Retorno d e una referencia a un d a to miembro

privado. (Parte 2 de 2.)

Tip para prueba y depuración 6.6 Nunca haga que una función miembro pública devuelva una referencia no constante (o un apuntador) a un dato miembro privado. Devolver una referencia como ésa viola el encapsulamiento de la clase. De hecho, devolver cualquier referencia o apuntador a datos privados hace dependiente al código cliente en cuanto a la representación de los datos de la clase. Entonces, devolver apuntadores o refe rencias a datos privados es una práctica peligrosa que debería evitarse.

6 .1 6 A s i g n a c i ó n p r e d e t e r m i n a d a d e m i e m b r o s E l operador de asignación (■ ) puede utilizarse para asignar un objeto a otro objeto del m ism o tipo. D e m anera predeterminada, tal asignación se lleva a cab o m ediante la asignación d e m iem bros ; cada m iem bro del objeto a la derecha d el operador d e asignación se asigna d e m anera individual al m is m o m iem bro del ob jeto a la izquierda d el operador de asign ación. La lín ea 4 9 de la figura 6 .2 4 uti liza la asignación predeterm inada de m iem bros para asignar lo s valores del objeto Fecha, fechal, al ob jeto Fecha, fecha2. En este ca so , el m iem bro mes de fechal se asigna al m iem bro mes d e fecha2, e l m iem bro dia d e f echal se asigna al m iem bro dia de fecha2 y el m iem bro anio d e fecha 1 se asign a al m iem bro anio d e fecha2 . [Ñola: la asignación d e m iem bros puede ocasionar serios problem as cuando se utiliza co n una cla se cu y o s datos m iem bro contienen apuntadores hacia localidades asignadas dinám icam ente; en el cap ítulo 8 explicarem os esto s proble m as, y m ostrarem os có m o lidiar con ellos.)



Capitulo 6

1 2 3 4 5 6 7

449

// Fig. 6.24: £ig06_24.cpp // Demostración de que los objetos de las clases se pueden asignar // entre si mediante la asignación predeterminada de miembros. finclude using std::cout; using std::endl;

8 9 10

// definición de la clase Fecha class Facha <

11 12 13 14 15 16 17 18 19

public: Fecha( int ■ 1, int - 1, int ■ 1990 ); // constructor predeterminado void imprimeO; private: int mes; int dia; int anio;

20 21

>; // fin de la clase Fecha

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

// constructor Fecha sin verificación de rango Fecha::Fecha( int m, int d, int a ) ( mes » ra; dia ■ d; anio ■ a; ) // fin del constructor Fecha // imprime Fecha en el formato mm-dd-aaaa void Fecha:: imprime () { cout << mes << ' - ' << dia << '- * << anio; } // fin de la función imprime int main() { Fecha £echal( 7, 4, 2002 ); Fecha fecha2; // el valor predeterminado de fecha2 es 1/1/1990 cout << "fechal - " j fechal.Imprime(); cout << *\n£echa2 £echa2.imprime ()/ fecha2 - fechal;

Rgura 6.24

// asignación predeterminada de miembros

Asignación predeterminada de miembros. (Parte 1 de 2.)


450

51 52 53 54 55 56 57


Capítulo 6

cout << w \n\nDespu«s de la asignación predeterminada de miembros, fecha2 fecha2.imprime () ; cout << endl; return 0; ) // fin de main

fechal - 7-4-2002 fecha2 - 1-1-1990 Después de la asignación predeterminada de miembros, £echa2 - 7-4-2002 Figura 6 .2 4

Asignación predeterm inada de miembros. (Parte 2 d e 2.)

Los ob jetos pueden pasarse co m o argum entos d e función y pueden ser d evu eltos de funciones. D ich o paso y retom o s e realiza m ediante el p aso por valor predeterm inado; e s decir, s e pasa o se d evu elve una cop ia del objeto. En tales casos, C + + crea un nuevo objeto y utiliza un co nstructor Je

copia, para cop iar lo s valores originales del ob jeto en el nuevo objeto. Para cada cla se, el co m p ila d or proporciona un constructor predeterm inado de co p ia , el cual cop ia cada m iem bro d el objeto original en el m iem bro correspondiente d el nuevo objeto. C om o la asign ación de m iem bros, los constructores d e cop ia pueden ocasionar serios problem as, cuando se utilizan con una cla se cu yos datos m iem bro contienen apuntadores hacia localid ades asignadas dinám icam ente. El cap ítulo 8 ex plica cóm o es que los program adores pueden definir un constructor de co p ia personalizado q u e cop ie adecuadam ente lo s objetos que contienen apuntadores a m em oria dinám ica.

Tip de rendimiento 6.4 Pasar un objeto por valor es bueno desde un punto de vista de seguridad ya que la Junción llamada no tiene acceso al objeto original de la Junción que llama, pero pasar por valor puede degradar el rendimien to, cuando se hace una copia de un objeto grande. Un objeto puede pasarse por referencia mediante el pato de un (q)untador o de una referencia hacia el objeto. Pasar por referencia ofrece un buen rendimien to, pero es más débil desde un punto de vista de seguridad, ya que a la función llamada se le da acceso til objeto original. Pasar por referencia constante es una alternativa segura y con buen rendimiento.

6.17 Reutilización de software La gen te que escribe programas orientados a objetos se concentra en implementar cla ses útiles. Existe una gran m otivación por capturar y catalogar las cla ses para que puedan estar d isponibles a grandes segm entos de la com unidad de programación. E xisten m uchas bibliotecas J e clases im portantes y otras s e están desarrollando alrededor del m undo. El softw are se construye cada v ez m ás a partir de com ponentes existentes, bien definidos, cuidadosam ente probados, bien docum entados, portables, d e al to rendim iento, y que están am pliam ente disponibles. Esta cla se de reutilización de softw are agiliza el desarrollo d e softw are poderoso y de alta calidad. F.I Jesarrollo rápiJo Je aplicaciones a través de lo s m ecanism os de rcutilización de com p onentes se ha convertido en un cam po importante. Sin em bargo, los problem as importantes deben resolverse antes de que pueda llevarse a cabo una reutilización de softw are con tod o su potencial. N ecesitam os catalogar esquem as, m ecanism os de pro tección para garantizar que la s cop ias maestras d e las clases no se corrom pan, esquem as d e descrip ción para que los diseñadores d e nuevos sistem as puedan determinar qué clases están d isponibles y qué tan cercanos se encuentran de cum plir con lo s requerim ientos del dcsarrollador de softw are, et cétera. M uchos problem as de investigación y desarrollo interesantes deben resolverse. E xiste una gran m otivación para resolver estos problem as, ya q u e el valor potencial d e sus solu cion es e s enorm e.



Capitulo 6

451

En este capítulo com en zam os nuestra presentación sobre program ación basada e n objetos. M o s tram os có m o am pliar C + + m ediante la creación de tipos d efin id o s por e l usuario llam ados cla ses, d esp u és exp licam os có m o crear y utilizar en lo s programas ob jetos d e dichas clases. Presentam os m uchas características com u n es d e clases, incluyendo a la s cla ses m iem bro privadas y públi

cas. a lo s constructores, a los destructores, y a las fun cion es establecer (set) y o b ten er (get). En el cap ítulo 7 presentarem os características ad icio n a les de la program ación basada e n o b jetos, incluyen do cla ses m iem bro constantes, objetos constantes, co m p o sició n , am istad, asignación diná m ica de m em oria y cla ses m iem bro

estáticas.

6.18 (Ejemplo práctico opcional) A cerca de los objetos: Com ienzo de la programación de las clases para el simulador del elevador En las se cc io n e s “A cerca de los objetos” de lo s capítulos 1 a 5, introdujim os los fundam entos de la orientación a ob jetos y desarrollam os el d iseñ o orientado a o b jeto s para un sim ulador de un elevador. En el cu erpo d el capítulo 6, introdujim os lo s d etalles d e la program ación con las cla ses d e C ++. A h o ra com en zam os la im plem cntación de nuestro d iseñ o orientado a ob jetos en C + + . En esta secció n , utilizam os nuestro diagram a U M L para delinear lo s archivos de en cab ezad o de C + + que definen nuestras clases.

Implementación: visibilidad En el cuerpo d el capítulo 6 , introdujim os los cspccificadores de a c c e s o public y private. A n tes de crear lo s archivos de en cab ezad o d e la clase, prim ero deb em os considerar cu áles elem en to s de nuestro diagrama de cla ses deben ser públicos y cu á les deben ser privados. En el capítulo 6 , exp licam os por qué por lo general lo s datos m iem bro deben ser privados. Tam bién d eb em os considerar qué visibilidad deben tener la s fun cion es m iem bro. lu is operaciones de una clase son sus funciones miem bro. Estas operaciones deben invocarse m ediante los clientes d e dicha clase; por lo tanto, las fu n cion es m iem bro q u e corresponden a la s operaciones deben ser públicas. En U M L, la visibilidad pública se indica m ediante la co lo ca ció n d e un sig n o m ás (■*■) antes de un elem en to en particular (e s decir, una fun ción m iem bro o dato m iem bro); un sig n o m en os ( - ) indica visibilidad privada. Las fun cion es m iem bro que corresponden a una acción que un ob jeto inicia por s í m ism o deben ser privadas. La figura 6 .2 5 m uestra nuestro diagram a de c la ses actualizado con las notaciones de visibilidad incluidas. (O bserve q u e agregam os la operación lleg&Persona a la clase Piso d e nuestro diagram a d e secu en cia en la figura 4 .2 7 , a s í co m o m uchos otros m iem bros que exp licam os a través de esta secció n .) M ientras escrib im os los archivos d e encabezado en C + + para las cla ses de nuestro sistem a, co lo ca m o s lo s elem en tos d esign ad os con dentro de las s e c cio n es públicas y lo s elem en tos d esign ados con dentro de las se cc io n e s privadas de las d e claraciones de la s cla ses.

Implementación: manipuladores Para q u e un objeto de la cla se A se com unique co n un objeto de la cla se R, el objeto d e la cla se A debe tener un m anipulador para el objeto de la cla se B. Esto sign ifica que el objeto d e la cla se A debe saber el nom bre d el ob jeto de la clase B , o q u e el objeto d e la cla se A debe alm acenar una referen cia (sec ció n 3 .1 7 ) o un apuntador (capítulo 5 ) al objeto de la cla se B.-' La figura 5 .3 4 con tien e una lista d e la s interacciones entre o b jetos en nuestro sistem a. L o s ob jetos de las cla ses e n la colum na iz- 3

3. En situaciones en las que c! nombre del objeto de la clase B no está disponible para el objeto de la clase A, prefe rimos las referencias en lugar de los apuntadores (donde sea adecuado), debido a que las referencias son más se guras que los apuntadores.


452


Bevador -enMovimiento: Booleano = falso -dirección : Entero -pIsoActud: Entero - 1 -tlempoUegada: Entero -c a p a c id a d : Entero = 1 + llamaElevador() + preparaParaPartlr( ) + HempoProceso( tiempo: Entero) + entraPersona() + salePersona() Bitácora - tlempoUegada Piso1 : Entero - tlempoUegada Ptso2: Entero

- tiempo : Entero = 0

- abierta : Boleano = falso

marcaSeg() + obtleneTlempo() : Entero

+abrePuerta() + clerraPuerta()

_____________ Piso___________ - capacidad : Entero - 1 - numeroPIso: Entero - ocupado: 8ooleano ■ falso + estaOcupodo() : Booleano + obtiene Numero() : Entero ♦ llega PersonaQ + HegadaDeElevador() + elevadorParte() BotonPiso - presionado: Booleano - falso - nuneroPIso: Entero ♦presiona Boton() + restableceBoton()__________

- ID : Entero

- encendida: Boleano = falso - numeroPIso: Entero_______ + encender() + apagor()

BotonElevador

* obtlenelD( ) : Entero + entraAPIso( ) * entraElevador() * saleElevador()

R gura 6.25

Puerta

Reloj

____________Luz____________

♦ tlempoProceso{ tiempo: Entero ) - 11empoBltacora< piso : piso ) - tlempoRetardo( piso: piso) Persona

Capítulo 6

- presionado : Boleano = falso + presionaBoton() ♦ restableceBoton<)

Edificio ♦ ejecutaSlmulodor()

D iagram a d e c la se s q u e Incluye atributos y o p e r a c io n e s.

quierda de la tabla necesitan m anipuladores para lo s o b jeto s de las cla ses en la colum na derecha, pa ra enviar m ensajes a d ich os objetos. La figura 6 .2 6 lista lo s m anipuladores para cada cla se, basán d o se en la inform ación que aparece en la tabla d e la figura 5.34. En e l cuerpo d el cap ítulo 6 , exp licam os la manera de im plem entar los m anipuladores en C ++ com o referencias y apuntadores a objetos. E ntonces, estas referencias se convierten en atributos (datos) de la clase. Hasta que exp liq u em os la com p osición en el capítulo 7, n o p odem os representar cada elem en to de la figura 6 .2 6 dentro de nuestros archivos d e encabezado. E xplicarem os esto s ca s o s esp ecia les m uy pronto.

Clases

Manipuladores

Elevador Reloj Bitácora Persona Piso BotonPiso BotonElevador

BotonElevador, Campana, Piso, Puerta

Rgura 6.26

Persona, Piso BotonPiso, BotonElevador, Elevador, Piso BotonPiso, Luz Elevador Elevador

Lista de manipuladores para ca da clase. (Parte 1 de 2.)



Capitulo 6

Clases

Manipuladores

Puerta Campana Luz Edificio

Persona

Rgura 6.26

453

Reloj, Bitácora, Elevador Lista d e manipuladores para c a d a clase. (Parte 2 d e 2.)

Im p le m en ta c ió n : arch ivo s de encabezado p a ra clases Ahora que ya exp licam os las cla ses para program ación de C + + , estam os listos para com enzar a escri bir el cód ig o para nuestro sim ulador d el elevador. En esta secció n , exp lica m o s los archivos de encabezado para cada cla se de nuestro sistem a. En la secció n “A cerca d e lo s ob jetos” al final del capítulo 7, presentam os e l có d ig o com p leto y funcional para el simulador. En el cap ítulo 9 , m odifi cam os este cód ig o para incorporar la herencia. Para dem ostrar el orden en el que se ejecutan lo s constructores y lo s destructores, in clu im os un constructor y un destructor para cada una de las c la ses que desp liegan lo s m ensajes que indican que estas fu n cion es s e encuentran en ejecu ción . En nuestros archivos d e en cab ezado in clu im os lo s pro totipos d e los constructores y lo s destructores; in clu im os su s im plcm cn tacion cs en lo s archivos .cpp que presentam os en el capítulo 7. La figura 6 .2 7 lista el archivo de encabezado para la clase Campana. A través de nuestro d ia grama d e cla ses (figura 6 .2 5 ). declaram os un constructor (lín ea 9), un destructor (lín ea 10) y la fun ción m iem bro suenaCampana (línea 11); cada una de estas fu n cion es m iem bro tienen visibilidad pública. N o identificam os más elem en tos p úb licos o privados para esta cla se, de manera que nues tro archivo de en cab ezad o está com p leto.

Reloj. Incluim os un constructor y marc&Seg() y obtieneTiempo ( ) (lín eas 11-12) d e la figura 6.2 5 . Im plem entam os el atributo tiempo m ediante la declaración del dato m iem bro privado tiempo de tipo int (línea 15). Un objeto d e cla se Edificio invoca a la función m iem bro obtieneTiempo d e Reloj para obtener el valor actual d e tiempo, e in voca a la función m iem bro marcaSeg para increm entar tiempo. La figura 6 .2 8 lista e l archivo de encabezado para la cla se un destructor (lín eas 9 -1 0 ) y la s fun cion es m iem bro públicas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

// 7ig. 6.27: campana.h // Definición de la clase campana . •ifndef CAMPANA H •define CAMPANA H class Campana { public: Campana(); -Campana(); void suenaCampana() const;

// constructor // destructor // suena la campana

}; // fin de la clase Campana •endif // CAMPANA H

Rgura 6.27

Archivo de encabezado de la clase Campana


454


Capítulo 6

1 2 3 4 c O

// Fig. 6.28: reloj.h // Definición de la clase Reloj. •ifndef RELOJ_H •define RELOJ Jí

6

class Reloj {

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

public: Reloj(); -Reloj(); void marcaSegO; int obtieneTiampof) const;

// // // //

prívate: int tiempo;

// tiempo del reloj

constructor destructor incrementa el reloj en un segundo devuelve el tiempo actual del reloj

}; // fin de la clase Reloj •endif // RELOJ H

Figura 6.28

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase Reloj.

El archivo de en cab ezado para la clase Persona (figura 6 .2 9 ) co n tien e la declaración d e un constructor (línea 9 ) con un parámetro int, el cual identifica el p iso al que llega la persona. U n o b jeto Persona utiliza este valor para propósitos de salida. La línea 18 declara el atributo ID, y las lín eas 13 a 15 declara las op eracion es EntraAPiso, EntraElevador y saleElevador d es d e nuestro diagram a d e cla ses (figura 6.2 5 ). La línea 11 declara la función m iem bro obtienelD que d evu elve el número de ID d e la persona. U tilizam os esta operación para dar seg u im ien to a la gente en nuestra sim ulación.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

// Fig. 6.29: persona.h // Definición de la clase Persona. «ifndef PERSONA H «define PERSONA_H

class Persona < public: Persona ( int ~PersonaQ;

);

int obtieneID() const;

// constructor // destructor // devuelve el ID de la persona

12 13 14 15

void entraXPiso( Piso & ); void entraElevador ( Elevador t. Piso fc );

void saleElevador( const Piso &, Elevador 6 ) const;

16 17 18 19 20 21 22

prívate: const int ID;

// i único de ID de lapersona

}; // fin de la clase Persona iendif // PERSONA H

Rgura 6.29

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase P e rs o n a



Capitulo 6

L os ob jetos de la clase

455

Persona no están creados al principio de la sim ulación; la bitácora lo s

crea de manera dinám ica y al azar durante la ejecu ción de la sim ulación. Por esta razón d eb em os im plem entar la clase Persona de manera diferente a la im plem entación de otras c la se s en nuestro sistem a. D esp ués de exp licar la forma de crear o b jeto s de manera dinám ica en el capítulo 7. agrega rem os elem en tos sig n ificativos para el archivo d e encabezado para la cla se Persona. La figura 6 .3 0 lista el archivo de en cab ezad o para la cla se Puerta. Las líneas 11 y 12 d ecla ran un constructor y un destructor, y las lín eas 14 y 15 declaran las fun cion es m iem bro públicas

abrePuerta y cierraPuerta. La lín ea 18 declara el dato m iem bro privado abierto de la clase. La tabla de la figura 6 .2 6 estab lece que la cla se Puerta necesita un m anipulador para la cla se Persona. Sin em bargo, d eb ido a que lo s objetos de la cla se Persona se crean d e manera diná m ica en nuestro sistem a, no p odem os asegurar en este punto có m o im plem entar lo s m anipuladores de los ob jetos d e la cla se Persona. Esto lo exp licarem os en el capítulo 7. En la figura 6.31 m ostram os e l archivo de encabezado para la cla se Luz. La inform ación d el diagram a de cla ses d e la figura 6.2 5 n o s indica que d eclarem os las fun cion es m iem bro públicas en ciende y apaga (lín eas 11-12) y el dato m iem bro privado encendido de tipo bool (línea 15). En este archivo de en cab ezado, tam bién in clu im os la habilidad de distinguir entre diferentes ob jetos de la m ism a clase. Por ejem p lo, sab em os que la sim ulación co n tien e d os ob jetos de la cla se Luz: un objeto pertenece al primer piso, y el otro objeto pertenece al segun do piso. Q uerem os distinguir e n tre estos ob jetos para propósitos d e salida, de manera que d eb em os asignar un nom bre a cada uno. Por lo tanto, d eclaram os el atributo int numeroPiso en la secció n private d e la declaración de la cla se (lín ea 16). A dem ás agregam os un parámetro int al constructor (línea 19), para in icializar cada núm ero de piso del ob jeto Luz. La figura 6 .3 2 lista el archivo d e encabezado de la clase Edificio. La secció n public d e la declaración de la clase in clu ye un constructor (linca 9), un destructor (lín ea 10) y la función miembro e jecutas imuí ador (línea 11) d e la figura 6 .2 5 . C uando identificam os por primera v e z la opera ción •

1 2 3 4 5 6 7 / 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

j ecuta simulador en el capítulo 4, n o sabíam os a que objeto invocaría la función para

// Pig. 6.30: puerta.h // Definición de la claae Puerta. •ifndef PUERTA_H •define PUERTA H clase Elevador;

// declaración forward

clase Puerta { public: PuertaO; -Puerta()/

// constructor // destructor

void abrePuerta{ Persona * const. void cierraPuerta( const Piso & ); private: bool abierto;

// abre la puerta // cierra la puerta

// abierto o cerrado

); •endif // PÜERTA_H

Figura 6.30

Archivo de encabezado de la clase P u e r t a


456

1 2 3 4 c 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


Capítulo 6

// Fig. 6.31: luz.h // definición de la clase Luz. •ifndef LüZ H •define LDZ_H class Luz { public: Luz( int ); -Luz(); void enciende(); void apaga();

// // // //

constructor destructor enciende la luz apaga la luz

private: bool encendido; const int numeroPiso;

// verdadero si está encendida; falso si está apagada // número del piso que contiene la luz

); // fin de la clase Luz •endif // LüZ_H

Rgura 6.31

Archivo d e e n ca b e za d o para la clase Luz

com enzar la sim ulación. A hora que ya exp licam os las cla ses en C-f-+, sabem os que es necesario d e clarar un objeto Edificio en xnain. e l cual invoca a la función m iem bro e jecutasimilador. También eleg im o s incluir en la declaración a un parámetro de tipo int. El ob jeto Edificio ejecuta el sim ulador d el elevador durante el número de segundos esp ecifica d o s por este parámetro. La tabla de la figura 6 .2 6 indica que la clase Edificio necesita m anipuladores para su s objetos com p onentes. En este punto, n o p odem os im plem entar esto s m anipuladores, debido a que no hem os exp licad o la com p osición . Por lo tanto, retardamos la im ple m entación de lo s objetos com p onentes d e la clase Edificio hasta el cap ítulo 7 (vea lo s com entarios de las líneas 14-18 de la figura 6 .3 2 ).

1 2

3 4

// Fig. 6.32: edificio.h // Definición de la clase Edificio. üfndef EDIFICIO_H «define EDIPICIO_H

5

6 7 8 9 10

11

clase Edificio { public: Edificio(); -Edificio(); void ejecutasimilador ( int );

// constructor // destructor // controla la simulación

12 13 14 15 16 17 18

private: // En el capitulo 7, mostramos como incluir: // un objeto de la clase Reloj // un objeto de la clase Bitácora // un objeto de la clase Elevador // dos objetos de la clase Piso

Rgura 6.32

Archivo de encabezado de la clase E d i f i c i o . (Parte 1 de 2.)



Capitulo 6

19 20

>; // fin de la clasa Edificio

22

iandif // EDlFlCIO_H

21

figura 6.32

buto

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase

457

Edificio. (Parte 2 d e 2.)

La figura 6 .3 3 lista el archivo de encabezado para la cla se BotonElevador. D eclaram os el atri presionado (línea 18), las funciones m iem bro presionaBoton (línea 14) y restable-

ceBoton (línea 15) (del diagrama de clases de la figura 6.25), y el constructor y el destructor (líneas 11-12). La figura 6 .2 6 establece que la clase BotonElevador necesita un manipulador para el eleva dor. En la línea 21, incluim os este manipulador (observe que utilizam os una referencia para im plem entarlo). En el capítulo 7, exp licam os có m o enviar m ensajes al elevador m ediante esta referencia. U na referencia debe inicializarse cu an do se declara, pero no se perm ite asignar un valor al dato m iem bro d e la d a s e en el archivo de encabezado. Por lo tanto, es necesario inicializar una referen cia en el constructor; in clu im os una referencia a Elevador co m o un parámetro para el constructor en la línea 11. La línea 6 e s una declaración ¡o rn a rá de la clase Elevador. La declaración forward nos perm i te declarar una referencia a un objeto de la clase Elevador sin la necesidad d e incluir el archivo de encabezado para la clase Elevador en el archivo de encabezado d e la clase BotonElevador4.

1 2 3 4 oc 6 7 / 8 o 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

// Fiq. 6.33: BotonElevador.h // definición de la clase BotonElevador. •ifndef BOTONELEVADOR H •defina BOTONKLEVADORH class Elevador;


class BotonElevador { publici BotonElevador ( Elevador Se ); // constructor ~BotonElevador(); // destructor void presionaBoton(); void reatableceBoton(); prívate: bool presionado;

// presiona el botón // restablece
// referencia al elevador que contiene este botón Elevador &refElevador; ); // fin de la clase BotonElevador fendif // BOTONELEVADOR_H

figura 6.33

Archivo d© e n ca b e za d o d e la clase

BotonElevador.

4. Utilizar la declaración forward (cuando es posible), en lugar de incluir el archivo de encabezado completo, ayuda a evitar un problema llamado inclusión circular con el preprocesador. En el capítulo 7 explicaremos el problema de la inclusión circular con más detalle.


458


Capítulo 6

La figura 6 .3 4 lista el archivo de encabezado para la cla se

BotonPiso. Este archivo de en ca

b ezad o e s idéntico al archivo d e en cab ezado para la cla se BotonElevador, ex cep to porque la línea 18 declara un dato m iem bro privado numeroPiso d e tip o int. Los ob jetos d e la cla se BotonPlso necesitan saber a qué p iso pertenece para propósitos d e salida d el simulador. El número d e p iso se declara co m o un parámetro constructor co n propósitos de in icialización (lín ea 11). La figura 6 .3 5 lista el archivo de encabezado para la cla se Bitácora. Las líneas 25 y 2 6 d e claran los datos m iem bro privados d e Bitácora, lo s cu ales corresponden a lo s atributos que id en tificam os (figura 6.2 5 ). En la línea 13, d eclaram os la función m iem bro pública tiempoProceso. la cual corresponde a la operación que id en tificam os en la secció n 4 .1 0 .

1 2 3 4

// Fig. 6.34: botonPiso.h // Definición de la clase BotonPiso. tifndef BOTONPISO_H fdefine BOTONPISO.H

5

ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ló 17 18 19

class Elevador;


class BotonPiso { public: BotonPiso( int. Elevador & ); // constructor ~BotonPiso(); //destructor void presionaBoton(); // presiona el botón void restableceBoton(); // restablece el botón prívate: const int numeroPiso; bool presionado;

// número de piso del botón // estado del botón

20 21 22 23 24 25

// referencia al elevador utilizado para llamar //al elevado al piso Elevador &refElevador; }; // fin de la clase BotonPiso

26 27

iendif // BOTONPISO.H

Figura 6.34

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase BotonPiso.

// Fig. 6.35: bitácora.h // Definición de la clase Bitácora. •ifndef BITACORX.H •define BITACORA.H // declaración forward

class Piso; class Bitácora {

Rgura 6.35

Archivo de encabezado de la clase B i t á c o r a . (Parte 1 de 2.)



Capitulo 6

10 11 12 13 14 15 ló 17 18 19 20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30

public: Bitácora( Piso &, Piso & ); ~Bitacora(); void tiempoProceso( int );

459

// constructor // destructor // establece el tiempo de la bitácora

private: // hora de llegada a piso de la bitácora void programaTiempo ( Piso 6 ); // tiempo de retardo de llegada a piso void tiempoRetardo ( Piso & ); Piso &refPisol; Piso &re£piso2; int pisolTiempoLlegada; int piso2TismpoLlegada; }; // fin de la clase Bitácora iendif // BITACORA_H

Figura 6.35

Archivo de e n ca b e za d o d e la clase B it á c o r a . (Parte 2 d e 2.)

Las líneas 17 y 20 declaran la función que identificam os en el diagrama de secu en cia de la fi gura 4.2 7 . Cada una de estas fun cion es tom a co m o parámetro una referencia a un ob jeto de la cla se Piso. O bserve que no listam os estas fu n cion es co m o op eracion es (es decir, fun cion es m iem bro pu b lica s), debido a que lo s ob jetos del clien te no invocan esto s m étodos. En v ez de e s o . só lo la cla se Bitácora u tiliza d ich os m étodos para realizar sus propias a ccio n es internas. Por lo tanto, c o lo c a m os esto s m étodos en la sección private de la declaración de la clase. Las lín ea s 22 y 2 3 declaran los m anipuladores identificados en la figura 6 .2 6 . N uevam ente, im plem entam os cada m anipulador com o una referencia a un ob jeto de la cla se Piso. La cla se Bitácora necesita esto s m anipuladores para enviar el m ensaje estaOcupado a los dos p iso s de la sim u lación (vea el diagram a de la figura 4 .2 7 ). La lín ea 6 h ace una declaración forward d e la cla se Piso, para q u e podam os declarar la s referencias. La figura 6 .3 6 con tien e el archivo de en cab ezad o para la cla se Piso. D eclaram os la función m iem bro pública llegadaElevador (lín ea 2 1 ), la función estaOcupado (línea 14) y la fun ción llegaPersona (línea 18) de la figura 6 .2 5 . También declaram os la función m iem bro pública elevadorParte en la línea 24. Incluim os esta función m iem bro d e manera que el elevador pueda notificar al piso cu an do se prepara para partir. El elevador in voca la operación y e l p iso responde apagando su luz.

1 2 3 4 c o 6 7

// Pig. 6.36: piso.h // Definición de la clase Piso. •ifndef p i s o h •define PISO_H clase Elevador; class Persona;

Rgura 6.36

// declaración forward // declaración forward

Archivo de encabezado de la clase P is o . (Parte 1 de 2.)


elevadorParte,

460


Capítulo 6

8 9

ciaos Piso {

10 11 12 13 14 15

public: Piso{ int. Elevador & ); // constructor -Piso{); // destructor bool est&OcupadoO const; // devuelve verdadero si el piso está ocupado int obtieneNumero() const; // devuelve el número de piso

16 17 18 19 20 21

// pasa un manipulador a una nueva persona que entra al piso void llegaPersona( Persona * const ); // notifica al piso que el elevador llegó void llegadaElevador();

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

// notifica al piso que el elevador parte void elevadorParteO; // declaración del componente BotonPiso (vea el capitulo 7) private: int numeroPiso; //el número del piso Elevador &refElevador; // referencia al elevador bool estaOcupado; // verdadero si una persona está en un piso // declaración del componente Luz (vea el capitulo 7) }; // fin de la clase Piso ffendif // PISO_H

Figura 6.36

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase Piso. (Parte 2 de 2.)

En la lin ca 29, in clu im os en la cla se el dato m iem bro privado numeroPiso: in clu im os e s te valor para propósitos de salida, tal com o lo h icim os co n e l dato m iem bro numeroPiso d e la cla se BotonPiso. En la declaración del constructor in clu im os un parámetro de tipo int (lín ea 12), d e manera que el constructor puede inicializar d ich o dato m iem bro. N o n ecesitam os declarar el atri buto capacidad; en v e z d e esto , escrib im os nuestro có d ig o para garantizar que só lo una persona pueda estar e n un p iso al m ism o tiem po. También d eclaram os al m anipulador para la cla se Eleva dor (lín ea 3 0 ) identificado en la figura 6.26. D iferim os la declaración de los m iem bros com p onen tes de la clase Piso (vea la s líneas 2 6-33) hasta el cap ítulo 7. En la figura 6 .3 7 listam os el archivo d e en cab ezado para la cla se Elevador. En la sección public d el archivo de en cab ezado, declaram os las op eracion es llamaElevador (línea 13), preparaParaPartir (lín ea 14) y tiempoProceso (línea 15) que aparecen en la figura 6 .2 5 . Para diferenciar entre la gen te que espera en el p iso y la gen te que tom a el elevador, renom bram os las d o s últim as op eracion es listadas dentro d e la cla se Elevador. A estas operaciones las llam a m os pasajeroEntra (lín ea 16) y pasajeroSale (lín ea 17), y las declaram os en la sección public del archivo d e encabezado. También declaram os una referencia a cada uno de los d o s p isos (lín ea s 2 7 -2 8 ); el constructor (lín ea 11) in icializa estas referencias.

En la secció n private d el archivo d e encabezado, declaram os los atributos enMovimiento. dirección, pisoActual, tiempoLLegadaílíncas 2 2 -2 5 ) d e la figura 6 .2 5 . N o necesitahttp://alexyniorlls.blogspot.com 516 of 1380.


Capitulo 6

1

2 3 4 5 6

461

// Fig. 6.37: elevador.h // Definición de la claae Elevador, tifndef ELEVADOR H •define ELEVADOR_H clase Piso;


7 8

clase Elevador {

9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19

public: Elevador( Piso &, Piso & ); // constructor -Elevador() ; // destructor void llamaElevador( int ); // solicitud de servicio al piso void preparaParaPartir ( bool ); // prepara para partir void tienpoProceso( int ); // indica el tiempo actual al elevador void pasajeroEntra( ); // aborda un pasajero void pasajeroSale(); // sale un pasajero // declaración del componente BotonElevador (vea el capitulo 7)

20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

private: bool enMovimiento; int dirección; int pisoActual; int tiempoLlegada; Piso &refPisol; Piso fcrefPiso2;

// // // //

estado del elevador dirección actual ubicación actual tiempo de llegada al piso

// referencia al piso 1 // referencia al piso 2

// declaración del componente Puerta (vea el capitulo 7) // declaración del componente Campana (vea el capitulo 7) ); // fin de la clase Elevador •endif // ELEVADORH

Figura 6.37

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase Elevador

m os declarar el atributo capacidad; en vez d e ello , escribim os nuestro có d ig o para garantizar que s ó lo una persona pueda estar dentro d el elevador.

C onclusión En la sigu ien te sección “A cerca d e lo s ob jetos” (secció n 7 .1 1 ), presentarem os e l có d ig o com p leto para nuestro sim ulador del elevador. U tilizam os los co n cep to s ex p lica d o s en e l sigu iente capítu lo para im plem entar las relaciones com plem entarias, la creación dinám ica d e ob jetos de la cla se Persona y las fu n cion es y datos m iem bro const y static. En la secció n 9 .1 0 , utilizam os la h e rencia para mejorar aún más nuestro d iseñ o orientado a objetos del sim ulador d el elevador.

RESUMEN • Las estructuras son tipos de datos adicionales construidas mediante el uso de otros tipos de datos. • l a palabra reservada struct introduce la definición de una estructura. F.1 cuerpo de una estructura se deli mita mediante llaves ( { y }). Cada definición de una estructura debe terminar con punto y coma.


462


Capítulo 6

• EJ nombre que etiqueta a una estructura se puede utilizar para declarar variables del tipo de la estructura. • la s definiciones de estructuras no reservan espado en memoria; crean nuevos tipos de datos que se utilizan para declarar variables. • Se accede a los miembros de una estructura o de una clase mediante los operadores de acceso a miembros, es dedr, mediante el operador punto ( . ) y el operador flecha (-> ). H operador punto accede a los miem bros de una estructura mediante el nombre de la variable o la referencia al objeto. El operador flecha accede a los miembros de una estructura mediante el apuntador del objeto. • Las desventajas de crear nuevos tipos de datos mediante el elemento s t r u c t al estilo C son la posibilidad de tener datos sin inicializar. e inicializaciones incorrectas; todos los programas que utilizan s t r u c t se de ben modificar si la implcmentación de » t r u c t cambia y no se proporciona protección para asegurar que los datos se mantienen un estado consistente mediante los valores de dalos apropiados. • I.as clases permiten al programador modelar objetos con atributos y comportamientos, l-os tipos de clases en C++ se pueden definir mediante las palabras reservas c í a s » y s t r u c t , sin embargo, es preferible la pala bra reservada c l a s a . • Se puede utilizar el nombre de una clase como un nombre de tipo para declarar objetos de dicha clase. • Las definiciones de las clases comienzan con la palabra reservada c l a s a . El cuerpo de la definición de la clase se delinea con llaves ({ y }). Las definiciones de clase terminan con punto y coma. • Cualquier dato miembro o función miembro que se declara después de p u b l i c en una clase es accesible a cualquier función con acceso a un objeto de la clase. • Cualquier dalo miembro o función miembro que se declara después de p r i v a t a en una clase es accesible sólo a amigos y otros miembros de la misma clase. • Los espccificadores de acceso a miembros siempre terminan con dos puntos ( t ), y pueden aparecer más de una vez en cualquier orden en la definición de la clase. • La implcmentación de una clase se debe ocultar a sus clientes. • Un constructor es una función miembro especial con el mismo nombre de la clase y sin valor de retomo; se utiliza para inicializar los miembros de objetos de dicha clase. Se llama de manera implícita al constructor cuando se crea la instancia de un objeto de dicha clase. • 1.a función con el mismo nombre de la clase, pero precedida por el carácter tilde ( ~ ) s e llama destructor. • Al conjunto de funciones miembro p u b l i c de una clase se le llama interfaz de una clase o interfaz pública. • Cuando una función miembro se define fuera de la definición de la clase, el nombre de la función debe ser precedido por el nombre de la clase y por el operador binario de resolución de flujo ( : : ) . • Las funciones miembro definidas mediante el operador unario de resolución de flujo fuera de la definición de una clase se encuentran dentro del alcance de ésta. • Las funciones miembro definidas en la definición de una clase se declaran de manera implícita como i n l i n a . El compilador se reserva el derecho de colocar o no a cualquier función como i n l i n a . • Invocar fundones miembro es más con d so que llamar fundones en programadón por procedimientos, debi do a que la mayoría de los datos utilizados por la fundón miembro es accesible de manera directa dentro del objeto. • Dentro del alcance de una clase se puede hacer referenda a sus miembros simplemente por su nombre. Fue ra del alcance de la clase, se hace referencia a sus miembros a través del nombre del objeto, una referenda a un objeto o un apuntador a un objeto. • Los operadores para selecdón de miembros . y - > se utilizan para acceder a los miembros de una clase. • Por lo general, las definidones de clases se colocan en archivos de encabezado, y las definidones de fundo nes miembro por lo general se colocan dentro del código fuente de los archivos con el mismo nombre base. • El modo de acceso predeterminado de las clases es p r í v a t e , de manera que todos los miembros pos ten oresal encabezado de la clase y antes del primer espedficador de acceso a un miembro de la d ase son p r iv a d o s .



Capitulo 6

463

• Las miembros públicos de una dase presentan una vista de los servidos que proporciona la clase a sus dientes. • El acceso a los datos de una clase prívate se puede controlar de manera cuidadosa mediante las funciones miembro llamadas fundones de acceso. Si una clase quiere permitir a sus clientes leer datos prívate, la clase puede propordonar una función obtener ( get). Para permitir a los dientes modificar datos privados, la clase puede proporcionar una función establecer (set).

• Por lo general, los datos miembro de una d ase son de tipo prívate y las fundones miembro de una clase son publlc. Algunas fundones miembro pueden ser públicas y servir como fundones de utilidad para las otras funciones de la clase. • Ix>s datos miembro no pueden inidalizarse dentro de la definidón de la dase, feto s deben inidalizarse den tro de un constructor, o sus valores deben establecerse después de que su objeto fue creado. • Los constructores se pueden sobrecargar. • Una vez que se inidaliza de manera apropiada el objeto de una clase, todas las funciones miembro que mani pulan al objeto deben asegurarse de que el objeto permanece en un estado consistente. • Cuando se declara un objeto de una clase, se pueden proporcionar inicializadores. Estos inidalizadores se pasan al constructor de una clase. • Los constructores pueden especificar argumentos predeterminados. • Si no se define un constructor para una clase, el compilador crea un constructor predeterminado. Un cons tructor predeterminado suministrado por el compilador no realiza inid al izad ón alguna de variables con los tipos fundamentales; por lo tanto, cuando se crea un objeto de la d a se, no se garantiza que el objeto se en cuentre en un estado consistente. • Se invoca al destructor de un objeto automático cuando el objeto sale de su alcance (es dedr, la ejecudón de ja d bloque en d cual se define el objeto). FJ destructor en sí mismo en realidad no destruye al objeto, pero realiza la limpieza final antes de que d sistema reclame el almacenamiento del objeto. • Los destructores no redben parámetros y no devuelven valores. Una clase puede tener solamente un destruc tor. (Los destructores no se pueden sobrecargar.) • El operador de asignación ( - ) se utiliza para asignar un objeto a otro objeto del mismo tipo. Por lo general, dicha asignadón se realiza de manera predeterminada mediante la asignación de miembros. La asignadón de miembros no es ideal para todas las clases. • Para cada clase que no define su propio constructor de copia, d compilador proporciona un constructor de copia predeterminada que copia cada miembro del objeto original en d miembro correspondiente del nuevo objeto.

TERMINOLOGÍA alcance de archivo alcance de una clase archivo de código fuente archivo de encabezado asignadón de miembros atributo dases proxy

cía»» cliente de una clase código reutilizable comportamiento constructor constructor predeterminado control de acceso a miembros copia de un constructor creadón de la instanda de una clase

dato miembro definidón de clase desarrollo rápido de aplicaciones destructor diseño orientado a objetos (DOO) encaps ulamiento especi Creadores de acceso a miembros estado consistente de un dato miembro estructura estructura auto referendada extensibilidad fundón de acceso fundón de ayuda fundón de consulta fundón de utilidad fundón get (obtener)


464


función no-miembro función predicado función sel (establecer) funciones miembro hacer de una función miembro inline implementación de una clase iniciali/ación de un objeto de una clase instancia de una clase interfaz de una clase interfaz pública de una clase mensaje objeto objeto global objeto local no estático objeto local static ocultamiento de información operador binario de resolución de alcance ( : : ) operador de resolución de alcance ( s i ) T e r m in o lo g ía p a r a la s e c c i ó n

Capítulo 6

operador flecha ( - > ) de selección de miembros operador punto ( . ) de selección de miembros operador unario de resolución de alcance ( t :) operadores de selección de miembros ( . y - > ) principio del menor privilegio p r ív a te programación orientada a objetos (POO) programación por procedimientos p r o te c te d p u b lic reulilización de software servicios de una clase tilde ( ~ ) en el nombre de un destructor tipo de dato tipo de dato abstracto (ADT) tipo definido por el programador tipo definido por el usuario

o p c io n a l " A c e r c a d e lo s o b je to s ”

declaración forward manipulador problema de inclusión circular referencias venus apuntadores símbolo para visibilidad privada

símbolo para visibilidad pública visibilidad visibilidad privada visibilidad pública


Complete cada una de las siguientes oraciones: a) La palabra c la v e __________ introduce la definición de una estructura. b) Se accede a los miembros de una clase mediante el operador___________junto con el nombre de un objeto (o la referencia a un objeto) de la clase, o mediante el operador________ junto con un apuntador a un objeto de la clase. c) Los miembros de una clase especificados c o m o _________ están accesibles a las funciones miem bro de la clase y amigos de la clase. d) U n ___________es una función miembro especial utilizada para inicializar los datos miembro de una clase. e) FJ acceso predeterminado para los miembros de una clase e s _______ . 0 Una función___________se utiliza para asignar valores a datos miembro privados de una clase. g) __________se puede utilizar para asignar un objeto de una clase a otro objeto de la misma clase. h) Por lo general, las funciones miembro de una clase s o n ________ , y los datos miembro de una d a se por lo general s o n ____________ . i) Una función____________ se utiliza para recuperar valores de los datos privados de una dase. j) Al conjunto de fundones miembro públicas de una clase se les llam a__________de una clase. k) Se dice que la implementación de una d ase se oculta a sus dientes o que está ___________ . l) Las palabras reservadas__________y __________ pueden utilizarse para introducir la definición de una clase. m) Los miembros de una clase que se especifican c o m o __________están accesibles en cualquier par te dentro del alcance del objeto de la clase.

6 .2

Encuentre los errores en cada una de los siguientes segmentos de código y explique cómo corregirlos: a) Suponga que el siguiente prototipo se declara dentro de la clase T iem po: v o i d - T iem p o ( i n t ) ;



Capitulo 6

465

b) La siguiente es una definición parcial de la clase Tiempo:

clase Tiempo { public s // prototipo de la función private: int hora ■ 0; int minutos «0; int segundos - 0; ); // fin de la clase Tiempo c)

Suponga que el siguiente prototipo se declara dentro de la clase Empleado:

int Empleado ( conat char *, const char * );

RESPUESTAS A LOS EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN struct. b) punto ( . X flecha (-> ). c) private. d) constructor, e) private. f) set (establecer). g) Asignación de miembros predeterminada (realizada por el operador de asignación), h) públicos, privados, i) get; j) interfaz, k) encapsulada. 1) class, struct. m) públicos.

6.1

a)

6.2

a) Error: no se permite a los destructores devolver valores o tomar argumentos. Corrección: elimine de la declaración el tipo de retorno void y el parámetro int. b) Error: los miembros no se pueden inicializar de manera explícita en la definición de la clase. Corrección: elimine la inicializadón explícita de la definición de la clase e inicial ¡ce los dalos miembro en un constructor. c) Error: no se permite a los constructores devolver valores. Corrección: elimine el tipo de retomo int de la declaración.

EJERCICIOS 6.3

¿Cuál es el propósito del operador de resolución de alcance?

6.4

Compare y contraste los conceptos struct y class en C++.

6.5

Proporcione un constructor que sea capaz de utilizar la hora actual de la función time ( ) . declarada en la biblioteca estándar de C++, para inicializar un objeto de la clase Hora.

6.6

Gree una clase llamada Complejo para realizar aritmética con números complejos. Escriba un pro grama para evaluar sus clases. Los números complejos tienen la forma:

paxteReal + parteImaginaria * i en donde i es:

vCí Utilice variables double para representar datos de tipo private de una clase. Proporcione un cons tructor que permita inicializar un objeto de esta clase cuando se declare. F.1 constructor debe contener valores predeterminados en caso de que no se proporcionen inicializadoles. Proporcione funciones miembro de tipo public para cada uno de los siguientes: a) Suma de dos números Complejos: las panes reales se suman juntas y las partes imaginarias se suman juntas.


466


b)

c) 6 .7

Capítulo 6

Resta de dos números Complejos: la parte real del operando derecho se resta a la parte real del operando izquierdo, y la parte imaginaria del operando derecho se resta a la parte imaginaria del operando izquierdo. Impresión de números Compls jos de la forma (a. b). en donde a es la parte real y b es la par te imaginaria.

Cree una clase llamada R a c i o n a l para realizar aritmética con fracciones. Escriba un programa para evaluar sus clases. Utilice variables enteras para representar los datos de tipo privata de la clase, es dedr, el numera dor y el denominador. Proporcione un constructor que permita a un objeto de esta clase que se inicialice cuando se declare. El constructor debe contener valores predeterminados en caso de que no se proporcionen inicializadorcs y deben almacenar la fracción en su forma reducida. Por ejemplo, la fracción:

2 4 se almacenaría en el objeto como I en el numerador y 2 en el denominador. Proporcione una fun ción miembro public para realizar cada una de las siguientes tareas: a) Suma de dos números Racionales. El resultado se debe almacenar en forma reducida. b) Resta de dos números Racionales. El resultado se debe almacenar en forma reducida. c) Multiplicación de dos números Racionales. El resultado se debe almacenar en forma reducida. d) División de dos números Racionales. El resultado se debe almacenar en forma reducida. e) Impresión de números Racionales de la forma a/b. en donde a es el numerador y b es el de nominador. 0 Impresión de números Racionales en formato de punto flotante.

6.8

Modifique la clase Tiempo de la figura 6.18 para incluir una función miembro tic que incremente la hora almacenada en el objeto Tiempo en un segundo. El objeto Tiempo siempre debe permanecer en estado consistente. Escriba un programa que evalúe la función miembro tic, en un ciclo que imprima la hora en formato estándar durante cada iteración del ciclo para ¡lustrar que la función miembro tic funciona correctamente. Asegúrese de evaluar los siguientes casos: a) El incremento al siguiente minuto. b) El incremento a la siguiente hora. c) El incremento al siguiente día (es decir, 11:59:59 a 12:00:00 AM).

6 .9

Modifique la clase Tiempo de la figura 6.24 para realizar la verificación de errores sobre los valores de inicialización para los dalos miembro mes. dia y anio Además, proporcione una función miem bro diaSiguiente para incrementar en uno el día. El objeto Pecha debe permanecer siempre en estado consistente. Escriba un programa que evalúe la función diaSiguiente en un ciclo que im prima la fecha durante cada iteración para mostrar que diaSiguiente funciona correctamente. Ase gúrese de evaluar los siguientes casos: a) El incremento al siguiente mes. b) El incremento al siguiente año.

6 .1 0

Combine la clase Tiempo modificada en el ejercicio 6.8 y la clase modificada Pecha del ejercicio 6.9 en una sola clase llamada PechaYHora (en el capítulo 9. explicaremos la herencia, la cual nos per mitirá llevar a cabo esta tarea de manera rápida, sin modificar tas definiciones existentes de clases). Mo difique la función tic para llamar a la función diaSiguiente si la hora se incrementa al siguiente día. Modifique la función impresionPstandar e impresionUniversal para mostrar la fecha y la hora. Escriba un programa para evaluar la nueva clase fechaYHora. Específicamente, evalúe el incremento de la hora al siguiente día.

6. 11

Modifique las funciones sel (establecer) del programa de la figura 6.18 para devolver los valores correctos de error, si se hace un intento de establecer un dato miembro de un objeto de la clase Tiem po a un valor no válido. Escriba un programa que evalúe su nueva versión de la clase Tiempo. Des pliegue un mensaje de error cuando los métodos set (establecer) devuelvan valores de error.


Capitulo 6

6 .1 2


467

Cree una d ase Rectángulo con los atributos longitud y ancho, cada uno con un valor predeter minado igual a 1. Propordone funciones miembro que calculen el perímetro y el area del rectán gulo. Además, proporcione las fundones set (establecer ) y get (obtener) para los atributos longitud y ancho. Las funciones set (establecer) deben verificar que longitud y ancho contengan núme ros de punto flotante mayores que 0.0 y menores que 20.0.

6.13

Cree una clase Rectángulo más sofisticada que la que creó en el ejercicio 6.12. Esta clase sólo al macena las coordenadas cartesianas de las cuatro esquinas del rectángulo. El constructor llama a una set que acepta cuatro coordenadas y verifica que cada una de estas se encuentre en el primer cuadrante y que ninguna coordenada .r o y sea mayor que 20.0. La función set verifica también que las coordena das propordonadas formen, en realidad, un rectángulo. Proporcione funciones miembro que calculen la longitud, ancho, el parimatro y el araa. La longitud es la mayor de las dos dimensiones. Incluya una fundón predicado cuadrado que determine si el rectángulo es un cuadrado.

6.14

Modifique la dase Ractangulo del ejercido 6.13 para incluir una función dibuja que despliegue d rectángulo en una caja de 25 por 25 que contenga el primer cuadrante en el cual reside el rectángulo. Incluya una fundón aatablacaCaracRallano para espcdficar el carácter con d cual se rellena rá el rectángulo. Incluya una función aatablacaCatacParimatro para especificar el carácter que se utilizará para dibujar el borde del rectángulo. Si usted es am bidoso, podría incluir fundones para es calar el tamaño del rectángulo, rotarlo, y moverlo alrededor dentro de la porción designada dd primer cuadrante.

6.15

Oree una clase EnttroMuyL&rgo que utilice un arreglo de 40 elementos para almacenar enteros hasta de 40 dígitos de longitud. Propordone las fundones miembro entrada, salida, suma y resta. Para comparar objetos EnteroMuyLargo. proporcione las fundones eslgualQue. es-

DiferentaQue, esMayorQue. esHenorQue. esMayorOIgualQue. esMenorOIgualQue; cada una de éstas es una función "predicado" que devudve simplemente verdadero, si se cumple la reladón de los dos enteros muy largos, y falso si la rdación no se cumple. Además, propordone una fundón predicado esCero. Si se siente am bidoso, proporcione las funciones miembro multipli ca. divide y modulo. 6.16

G e e la clase Gato que le permita escribir un programa completo para jugar d juego dd galo. La d a se contiene como datos privados, un arreglo de enteros de dos subíndices de 3 por 3. El constructor debe inicializar todo el tablero en cero. Permita dos jugadores humanos. A cualquier lugar a donde el primer jugador mueva, coloque un 1 en d cuadro espedficado. Coloque un 2 en donde el segundo juga dor mueva. Cada movimiento se debe hacer en una posición vacía Después de cada movimiento, deter mine si alguien ganó d juego o si es un empate. Si se siente am bidoso, modifique su programa de manera que la computadora haga los movimientos para uno de los jugadores. Además, permita al juga dor espcdficar si desea tirar primero o segundo. Si usted se siente particularmente ambidoso, desarro lle un programa que juegue un gato en tres dimensiones sobre un tablero de 4 por 4. (Precaución éste es un proyecto sumamente desafiante que le podría tomar semanas de esfuerzo.)


Clases: Parte II

Objetivos • E s p e c if ic a r o b je to s y f u n c io n e s m ie m b r o

const

( c o n s ta n te s ). • C o m p r e n d e r el p r o p ó s ito d e la s f u n c io n e s y la s c la s e s

friend. • C o m p r e n d e r el u s o d e l a p u n ta d o r

thie.

• C r e a r y d e s tru ir o b je to s d e m a n e r a d in á m ic a . • C o m p r e n d e r c ó m o se u sa n lo s d a to s y la s f u n c io n e s m ie m b r o

static.

• C o m p r e n d e r el c o n c e p to d e u n a c l a s e c o n te n e d o ra . • C o m p r e n d e r el c o n c e p to d e c la s e s ite r a d o r a s q u e r e c o r r e n lo s e le m e n to s d e la s c la s e s c o n te n e d o ra s .

Pero acaso, p a ra servir a nuestros fin e s privados. ¿Se perdona e l engaño d e nuestros am igos? C h a rle s C h u rc h ill

En lugar de esta absurda división de sexos, se debería clasificar a las p erso n a s corno estáticas y dinám icas. E v e ly n W a u g h

Esto sobre todas las cosas: p ara ser tú m ism o, s é honesto. W illia m S h a k e s p e a re

N o tengas am ig o s diferentes a ti. C o n fu c io


Clases: Parte II

Capitulo 7

469

Plan general 7.1

Introducción

7.2

Objetos y funciones miembro c o n s t (constantes)

7.3 7.4

Composición: objetos como miembros de clases Funciones y clases f r i e n d

7.5 7.6

Uso del apuntador t h i s Administración de memoria dinámica con los operadores new y d e l e t e

7.7 7.8

Miembros de ciase s t & t i c Abstracción de datos y ocuitamiento de información 7.8.1 Ejemplo: tipo de dato abstracto Arreglo 7.8.2

7.9 7.10 7.11

Ejemplo: tipo de dato abstracto Cadena

7.8.3 Ejemplo: tipo de dato abstracto Cola Clases contenedoras e iteradores Clases proxy (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: programación de las clases para el simulador del elevador

Resumen • Terminología • Ejercicios de uutoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios

7.1 Introducción En este cap ítulo continuam os con nuestro estudio d e las c la ses y la abstracción d e datos. En el cap í tulo 8 exp licarem os m uchos tem as avanzados y prepararemos el terreno para la ex p licación de las cla ses y la sobrecarga de operadores. La exp licación de lo s cap ítulos 6 a 8 m otiva a lo s program ado res para utilizar ob jetos, lo que llam am os program ación basada en objetos (OBP). D esp u és, en lo s capítulos 9 y 10 presentam os la herencia y el p olim orfism o, la s técnicas de la verdadera program a ción orientada a ob jeto s (P O O ). En este capítulo utilizam os las cadenas basadas en apuntadores que presentam os en el capítulo 5 para ayudar al lector a dom inar lo s apuntadores y a prepararse para el m undo profesional en el que verá una gran cantidad de có d ig o heredado d e C ¡m plem entado en las dos últim as décadas. En el capítulo 8 , introducim os las cadenas co m o ob jetos de cla ses hech os y d e rechos. El cap ítulo 15 exp lica con detalle las cadenas co m o ob jetos d e cla ses bien conform adas. Por lo tanto, e l lector se familiarizará con lo s d os m étodos m ás im portantes para crear y manipular ca denas en C ++.

7.2 Objetos y funciones miembro c o n s t (constantes) A lo largo del libro hem os enfatizado el principio del m enor privilegio co m o uno de lo s principios fun dam entales de la buena ingeniería de softw are. Veam os cóm o s e aplica este principio a los objetos. A lgu n os ob jetos necesitan ser m od ificab les y otros no. El programador puede utilizar la palabra c o n s t para especificar q u e un ob jeto no s e puede m odificar y que cualquier intento para m odificar el ob jeto provocará un error del com pilador. La instrucción:

const Tiempo mediodía (12, 0, 0); declara un ob jeto c o n s t m e d i o d í a d e la cla se T i e m p o , y lo inicializa a las 12 del m edio día.


470

Clases: Parte II

Capítulo 7

Observación de ingeniería de software 7.1 Declarar un objeto como conat ayuda a reforzar el principio del menor privilegio. Los intentos de modificar el objeto se captan en tiempo de compilación, en lugar de ocasionar errores en tiempo de ejecución.

Observación de ingeniería de software 7.2 Utilizar conat es crucial para el diseño apropiado de clases, y para el diseño y la codificación de pro gramas.

Tip de rendimiento 7.1 Declarar xariables y objetos conat no solamente es una práctica efectiva de ingeniería de software, también puede mejorar el rendimiento. Los sofisticados compiladores actuales pueden realizar ciertas optimizaciones sobre constantes que no se pueden realizar sobre variables.

const, const. E s to e s v e r

L o s c o m p ila d o r e s d e C + + d e s h a b ilita n la s lla m a d a s a f u n c io n e s m ie m b r o p a r a o b je to s a m e n o s q u e la s f u n c io n e s m ie m b r o p o r s í m is m a s s e d e c la re n ta m b ié n c o m o d a d in c lu s o p a r a la s f u n c io n e s m ie m b r o

obtener (get) q u e

n o m o d if ic a n a l o b je to . A d e m á s , e l c o m p i

la d o r n o p e r m ite a la s f u n c io n e s m ie m b r o d e c la r a d a s c o m o

const tanto e n re s e rv a d a const d e s p u é s

U n a f u n c ió n s e e s p e c ific a in s e rc ió n d e la p a la b r a

const

m o d if ic a r a l o b je to .

su p r o to tip o c o m o e n su d e f in ic ió n , m e d ia n te la d e la lis ta d e p a r á m e tr o s d e la f u n c ió n y, e n e l c a s o

d e la d e fin ic ió n d e la f u n c ió n , a n te s d e q u e la lla v e d e r e c h a c o m ie n c e e l c u e r p o d e la fu n c ió n .

Error común d© programación 7.1 Definir como conat una función miembro que modifica un dato miembro de un objeto, es un error de compilación.

Error común de programación 7.2 Definir como c o n s t una función miembro que invoca a una función miembro no c o n s t a n t e de la clase en la misma instancia de la clase, es un error de compilación.

Error común de programación 7.3 Invocar una función miembro no c o n s t a n t e en un objeto c o n s t a n t e , es un error de compilación.

Observoción de ingeniería de software 7.3 Una función miembro c o n s t a n t e puede sobrecargarse con una versión no c o n s t a n t e . El compi lador decide cuálfunción miembro sobrecargada utilizar, basándose en si el objeto es c o n s t a n t e . P a ra lo s c o n s tr u c to r e s y lo s d e s tru c to r e s s u rg e u n p r o b le m a in te r e s a n te , y a q u e c a d a u n o d e e llo s p o r lo g e n e r a l m o d if ic a o b je to s . L a d e c la r a c ió n

const

n o e s tá p e r m itid a p a r a c o n s tr u c to r e s y d e s

tr u c to re s . U n c o n s tr u c to r d e b e te n e r p e r m is o p a ra m o d if ic a r u n o b je to , d e ta l m a n e r a q u e d ic h o o b je t o p u e d a in ic ia liz a r s c d e m a n e ra a p r o p ia d a . U n d e s tr u c to r d e b e s e r c a p a z d e r e a liz a r s u s ta rc a s d e lim p ie z a a n t e s d e q u e e l s is te m a r e c la m e la m e m o ria .

Error común de programación 7.4 Intentar declarar un constructor o un destructor cortat, es un error de sintaxis.

Definición y uso de las funciones miembro c o n s t Tiempo d e la s f ig u ra s 6 .1 8 y 6 .1 9 a l d e c la ra r imprimeUniversal c o m o const. E n e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o la s lín e a s 19 a 21 y 2 4 a h o r a in c lu y e n la p a la b r a re s e rv a d a const d e s

E l p r o g ra m a d e la s f ig u ra s 7.1 a 7 .3 m o d ific a la c la s e s u s f u n c io n e s

get ( obtener)

tiempoS.h ( fig u ra

7 .1 ) ,

e

p u é s d e c a d a lis ta d e p a r á m e tr o s d e la f u n c ió n . L a d e f in ic ió n c o r r e s p o n d ie n te d e c a d a f u n c ió n e n la f ig u ra 7 .2 ( lín e a s 5 5 , 6 2 , 6 9 y 7 6 , r e s p e c tiv a m e n te ) a d e m á s e s p e c if ic a la p a la b r a r e s e rv a d a d e s p u é s d e c a d a lis ta d e p a r á m e tr o s d e la fu n c ió n .


const

Clases: Parte II

Capitulo 7

1 2 3 4 5

// Fig. 7.1: tiempo5.h // Definición de la clase Tiempo. // Funciones miembro definidas en tiempos.cpp. «ifndef TIEMP05__H «define TIEMPOS_H

7

class Tiempo {

6

8 9 10

public: Tiempo( int - 0, int - 0, int - 0);

// constructor predeterminado

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// funciones establecer void estableceHora( int, int, int ); void estableceHoral( int ); void estableceMinuto( int ); void estableceSegundo( int );

// // // //

establece establece establece establece

hora hora minuto segundo

// fruiciones obtener (por lo general se declaran const) int obtieneHoral() const; // devuelve hora int obtieneMinuto() const; // devuelve minuto int obtieneSegundo() const; // devuelve segundo

22 23 24

// funciones de impresión (por lo general se declaranconst) void imprimeUniveraal() const; // imprime la hora en formato universal void imprimeEstándar () ; // imprime la hora en formato estándar

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

private: int hora; // 0 - 2 3 (formato de reloj de 24 horas) int minuto; // 0 - 59 int segundo; // 0 - 59 ); // fin de la clase Tiempo «endif

figura 7.1

Definición d e la clase Tiempo con funciones miembro const.

1 2 3 4 5

// Fig. 7.2: tiempo5.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Tiempo. iinclude

6

using std::cout;

7

«inelude

8 figura 7.2

Definición de las funciones miembro de la clase Tie m p o . Incluyendo las funciones miembro c o n s t . (Parte 1 de 3.)


471

472

9 10

Clases: Parte II

Capítulo 7


11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

// incluya la definición da la clase Tiempo desde tiempos.h ffinclude "tiempos.h" // fTinción constructor para inicializar datos privados; // invoca a la función miembro estableceHora para establecer las variables; // los valores predeterminados son 0 (vea la definición de la clase) Tiempo::Tiempo( int hora, int minuto, int segundo ) { estableceHora( hora, minuto, segundo ); ) // fin del constructor Tiempo // establece los valores hora, minuto y segundo void Tiempo::estableceHora( int hora, int minuto, int segundo ) { estableceHoral ( hora ); estableceMinuto( minuto ); estableceSegundo( segundo ); ) // fin de la función estableceHora // establece el valor de hora void Tiempo::estableceHoral( int h ) { hora ■ { h >■ 0 && h < 24 ) ? h : 0 ; ) // fin de la función estableceHoral // establece el valor de minuto void Tiempo: :eatableceMinuto( int m ) { minuto - ( m >- 0 && m < 60 ) 7 m : 0; ) // fin de la función estableceMinuto // establece el valor de segundo void Tiempo: :estableceSegundo( int s ) ( segundo ■ { s >- 0 && s < 60 ) 7 s : 0; ) // fin de la función establee asegundo // devuelve el valor de hora int Tiempo::obtieneHoral() const ( return hora; ) // fin de la función obtieneHora

Figura 7.2

Definición de las funciones miembro de la clase Tie m p o . Incluyendo las funciones miembro c o n s t . (Parte 2 de 3.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85

86

87 88 89 90 91 92

473

// devuelve el valor del minuto int Tiempo::obtieneMinuto() const { return minuto; ) // fin de la función obtieneMinuto // devuelve el valor de segundo int Tiempo::obtiene Segundo () const { return segundo; ) // fin de la función obtieneSegundo // imprime Tiempo en formato universal void Tiempo;:imprimeUniversal () const { cout << setfilM '0' ) << setw( 2 ) << hora << << setw( 2 ) << minuto << "i" << setw( 2 ) << segundo; ) // fin de la función imprimeUniversal // imprime Tiempo en formato estándar void Tiempo::imprimeBstandar ()

{ cout << ( ( hora -■ 0 || hora -■ 12 ) ? 12 : hora \ 12 ) << * : " « setfilM '0' ) << setw( 2 ) << minuto <<*:"'<< setw( 2 ) << segundo << < hora < 12 ? * AM" i * PM" ); ) // fin de la función imprimeBstandar

Figura 7.2

Definición d e las funciones miembro d e la clase funciones miembro const. (Parte 3 d e 3.)

La figura 7 .3 crea d o s instancias d e ob jetos d e

Tiempo. Incluyendo las

Tiempo: el ob jeto no constante despierta

(lín ea 10) y el objeto const mediodia (lín ea 11). E l programa intenta invocar a las fun cion es m iem bro no constantes estableceHora (lín ea 16) e imprimeBstandar (lín ea 2 3 ) en el o b je to const mediodia. En cada caso, el com p ilad or genera un m en saje d e error. El programa tam bién m uestra la s otras tres com b inacion es de llam adas a fu n cio n es m iem bro en lo s objetos: una función m iem bro no constante sobre un objeto no constante (lín ea 14), una función m iem bro const en un objeto no constante (línea 18) y una función m iem bro const en un objeto const (líneas 20 -2 1 ). En la ventana de salida aparecen los m ensajes d e error generados por la s fun cion es m iem bro no const invocadas d esd e ob jetos const.

1 2 3

// Pig. 7.3: fig07_03.cpp // Intento de acceder a un objeto conat a través de // funciones miembro no constantes.

4

5

6

// incluye la definición de la clase Tiempo de tiempos.h •inelude "tiempos.h*

Figura 7.3

Objetos y fundones miembro c o n s t (Parte 1 d e 2.)


474

Clases: Parte II

7 8

int main()

9

{

10 11

Capítulo 7

Tiempo despierta( 6, 45, 0 ); const Tiempo mediodía( 12, 0, 0 );

// objeto no constante // objeto constante

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// OBJETO FUNCIÓN MIEMBRO despierta.estableceHoral( 18 ); // no constante no constante mediodía.estableceHoral( 12 ); despierta.obtieneHoral();

// constante

no constante

// no constante constante

mediodía.obtieneMinuto(); mediodía.imprimeUniversal();

// constante // constante

constante constante

mediodía.imprimeEstandar () ;

// constante

no constante

22 23 24 25 26 27


c:\mis documentos\pearson\c ++ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch07\ fig07_01_03\fig07_03.cpp(16) i error C2662: 'estableceHoral' i cannot convert 'this' pointer from 'const class Tiempo' to 'clase Tiempo &' Conversión loses qualifiers c:\mis documentos\pearaon\c ++ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch07\ fig07_01_03\fig07_03.cpp(23) i error C2662i 'imprimeEstandar' i cannot convert 'this' pointer from 'const class Tiempo' to 'class Tiempo &' Conversión loses qualifiers

Figura 7.3

Objetos y funciones miembro const. (Parte 2 d e 2.)

O bserve que aún cuando un constructor debe ser una función m iem bro no constante (figura 7.2 , lincas 18-22), tam bién se puede utilizar para in icializar un objeto const (figura 7 .3 , línea 11). La definición del constructor Tiempo (figura 7 .2 , lín ea s 18-22) m uestra que el constructor Tiempo llam a a otra función m iem bro no constante, estableceHora (lín eas 2 5 -3 1 ), pora realizar la inicialización del objeto Tiempo. Es p osible invocar una fun ción m iem bro no constante d esd e la llam ada d el constructor, com o parte d e la in icialización d e un objeto const. La “constancia" de un ob jeto const s e refuerza d esd e e l m om ento en que el constructor term ina la in icialización del ob jeto hasta q u e s e llam a al destructor d e d ich o objeto.

Observación de ingeniería de software 7.4 Un objeto conat no se puede modificar por asignación, por lo que es necesario inicializarlo. Cuando se declara un dato miembro de una clase como conat, se debe utilizar un inicial i zador de miembro para proporcionar el constructor con el valor inicial del dato miembro para un objeto de la clase. A dem ás, observe que la línea 23 d e la figura 7 .3 genera un error d e com p ilación in clu so cuando la función imprimoEstandar de la clase Tiempo no m odifica al ob jeto e n el cual s e invoca. El hecho d e que una función no m odifique un objeto no e s su ficiente para indicar una función m iem bro const; la función se d eb e declarar de manera ex p lícita co m o const.


Clases: Parte II

Capitulo 7

475

Inicialización de un dato miembro c o n e t con un inicia lizador de miembros La figura 7.4 introduce el uso d e la sintaxis de los inicializadores de miembros. Todos lo s datos m iem bro pueden inicializarse mediante la sintaxis de inicialización de m iembros, pero los datos m iem bro const y lo s datos m iem bro a lo s q u e se hace referencia se deben inicializar m ediante in icializado res de m iem bros. M ás adelante en este capítulo, verem os que lo s objetos m iem bro deben inicializarse tam bién de esta manera. En e l capítulo 9 . cuando estu d iem o s la herencia, verem os que las partes de la cla se base de las c la se s derivadas d eben in icializarse tam bién de esta manera.

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

// Fig. 7.4: £ig07_04.cpp // Uso de un inicializador da miembros para inicializar una // constante de un tipo de dato integrado. tinclude using std::cout; using std::endl; class Incremento { public: Incremento( int c - 0, int i ■ 1 );


void sumalncrementoO { cuenta incremento; > // fin de la función aumalncremento void imprime() const; private: int cuenta; const int incremento;

// imprime cuenta e incremento

// dato miembro constante

); // fin de la clase Incremento // constructor Incremento::Incremento( int c, int i ) : cuenta ( c ), // inicializador para un miembro no constante incremento ( i ) //se requiere inicializador para un miembro constante { // cuerpo vacio } // fin del constructor Incremento // imprime los valores de cuenta e incremento void Incremento::imprime () const { cout << "cuenta - * << cuenta << ", incremento ■ " << incremento << endl; } // fin de la función imprime

Figura 7.4

Inicializador d e miembros utilizado para Inicializar una constante d e un tipo de d a to integrado. (Parte 1 d e 2.)


476

45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Clases: Parte II

Capítulo 7

int main() ( Incremento valor( 10, 5 )? cout << "Antes del incremento: */ valor.imprime(); for ( int j - 0 ; j < 3 ; j + + ) ( valor.sumaIncremento() ; cout << "Después del incremento " « valor.imprime(); )

j + 1 << "* " i


Antes del incremento* cuenta - 10, Después del incremento 1: cuenta ■ Después del incremento 2* cuenta Después del incremento 3: cuenta ■

Figura 7.4

incremento - 5 15, incremento ■ 5 20, incremento - 5 25, incremento ■ 5

Iniciallzador d e miembros utilizado para Inlclallzar una constante d e un tipo de d a to Integrado. (Parte 2 d e 2.)

La d efin ición d el constructor (lin cas 2 9 -3 5 ) utiliza una lista de inicializadores de m iem bros pa ra ¡nicializar los datos m iem bro de la clase Incremento: el entero no constante cuenta y el en te ro constante incremento. L os inicializadores de m iem bros aparecen entre una lista de parámetros d el constructor y la llave izquierda que com ien za e l cuerpo del constructor. La lista de inicializado res d e m iem bros s e separa d e la lista de parámetros m ediante dos puntos ( iX Las lín eas 3 0 y 31 muestran la lista de inicializadores de m iem bros. Cada inicializador d e m iem bros con sta del nombre d el dato m iem bro, seguid o por los paréntesis que contienen el valor inicial del m iem bro. En este ejem p lo, cuenta se in icializa con el valor d el parámetro d el constructor c e incremento s e inicia liza con el valor del parámetro del constructor i. O b serve q u e m uchos inicializadores de m iem bros se separan con com as. A dem ás, observe que la lista d e in icializadores d e m iem bros se ejecuta antes que el cuerpo del constructor. La figura 7.5 ilustra lo s errores de com p ilación para un programa q u e intenta inicializar el dato m iem bro const incremento con una instrucción de asignación (lín ea 3 2 ) en el cuerpo del c o n s tructor Incremento, en v ez d e hacerlo con un inicializador d e m iem bros. O bserve que la lín ea 31 no genera un m ensaje de error, d eb id o a que cuenta no se declara co m o const. solam en te los da tos m iem bro const deben in icializarsc m ediante inicializadores de m iem bros.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 7.5* fig07„05.cpp // Intento de inicializar una constante de un // tipo de dato integrado mediante una asignación. #inelude using std::cout; using std::endl;

Figura 7.5

Intento Incorrecto d e inlclallzar una constante d e un tipo de d a to Integrado mediante una asignación. (Parte 1 d e 3.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

477

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

class Incremento { publici Incremento( int c - 0, int i - 1 );


void aumalncrementoO { cuenta +■ incremento; } // fin de la función sumalncremento void imprimeO const; private: int cuenta; const int incremento;

// imprime cuenta e incremento

// dato miembro constante

>; // fin de la clase Incremento // constructor Incremento s: Incremento ( int c, int i ) { // No se inicializa el miembro constante 'incremento' cuenta ■ c; // permitido, ya que cuenta no es constante incremento - i; // ERROR: No se puede modificar un objeto constante ) // fin del constructor Incremento // imprime los valores cuenta e incremento void Incremento::imprime () const ( cout << "cuenta - * << cuenta << ", incremento ■ " << incremento << endl; ) // fin de la ftuición imprime int main() { Incremento valor( 10, 5 ); cout << "Antes del incremento: " i valor.imprime () ; for ( int j - 0 ; j < 3 ; j + + ) { valor.sumalncremento(); cout << "Después del incremento » << j ♦ 1 valor.imprime {) ; ) return 0 ; } // fin de main

figura 7.5

Intento Incorrecto d e Iniclallzar una constante d e un tipo d e dato Integrado medíante una asignación. (Parte 2 de 3.)


478

Clases: Parte II

Capítulo 7

c:\miz documentos\pearson\c ++ dsitsl\cppdeitsl_«jampios\ch07\fig07_05\ fig07_05.cpp{30) s error C2758: 'incremento' s must be initialized in constructor base/member initializer list c:\mis documentos\pearson\c ♦+ deitel\cppdeitel_ejampios\ch07\ fig07_05\fig07_05.cpp(24) : see declaration of 'incremento' c:\mis documentos\pearson\c ♦♦ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch07\fig07_05\ fig07_05.cpp(32) s error C2166: 1-value specifies const object

Figura 7.5 Intento In correcto d e Inlclalizar u n a c o n sta n te d e un tip o d e d a to Integrado m e d ia n te u n a a sig n a c ió n . (Parte 3 d e 3.)

Error común de programación 7.5 No proporcionar un inicializador de miembros para un dato miembro const, es un error de sintaxis.

Observación de ingeniería de software 7.5 Las datos miembro constantes (objetos y "variables” const) y los datos miembro declarados como referencias deben inicializarse mediante la sintaxis de inicializadores de miembros; las asignaciones en el cuerpo del constructor no están permitidas. O bserve que la función imprime (lín eas 3 7 -4 2 ) se declara co m o const. Es ló g ic o , aunque extraño, etiquetar esta función c o m o const d eb ido a que probablem ente un programa nunca tendrá un objeto Incremento const. Sin em bargo, es p o sib le que un programa tenga una referencia de tipo const hacia un ob jeto Incremento, o hacia un apuntador a const que apunte hacia un ob je to Incremento. Por lo general, esto ocurre cuando lo s objetos de la cla se Incremento s e pa san a la s fun cion es o regresan de éstas. En esto s ca so s, solam en te se puede llamar a las funciones m iem bro

const de la clase Incremento a través d e una referencia o un apuntador.

Observación de ingeniería de software 7.6 Declare como const a todas las funciones miembro de la clase que no modifiquen al objeto en el que operan. En algunas ocasiones, esto será una anomalía debido a que usted no tendrá la intención de crear objetos const de esa clase, o de acceder a objetos de dicha clase a trenes de referencias o (pun tad ores a const. Sin embargo, declarar dichas funciones miembro const ofrece un beneficio. Si la función miembro modifica al objeto inadvertidamente, el compilador arrojará un mensaje de error.

Tip para prueba y depuración 7.1 Conforme evolucionan, los lenguajes como C ++ se vuelven “blancos móviles”. Es probable que al lenguaje se le incluyan más palabras reseñadas. Evite utilizar como identificadores palabras “carga das ”, como “objeto”. Aunque actualmente “objeto” no es una palabra resentida de C ++. podría convertirse en una; por lo tanto, podría suceder que futuras compilaciones con nuevos compiladores "chocaran ” con el código existente.

7.3 Composición: objetos com o miembros de clases Un ob jeto

alarmaRelo j necesita saber cuándo se su pon e que debe sonar la alarma, en ton ces, ¿por

qué no incluir un objeto Tiempo com o m iem bro d e la d a s e alarmaRelo j? A dicha capacidad se le d enom ina com posición. U na cla se debe tener co m o m iem bros a ob jetos d e otras cla ses.

Observación de ingeniería de software 7.7 La manera más común de reutilización de software es la composición, en la cual una clase tiene obje tos de otras clases como miembros.


Clases: Parte II

Capitulo 7

479

C uando s e crea un objeto, s e invoca autom áticam ente a su constructor. Previam ente v im o s có m o pasar argum entos al constructor d e un objeto q u e cream os en main. Esta secció n muestra có m o el constructor de un ob jeto puede pasar argum entos a lo s constructores de lo s m iem bros del ob jeto, lo cual se lleva a cab o m ediante in iciali/ad ores de m iem bros. L os o b jeto s m iem bro se construyen en el orden en el que se declararon en la d efin ición de la cla se (n o en el orden e n el que aparecen e n la lis ta de lo s inicializadores de m iem bros d el constructor), y antes de que se construyan lo s ob jetos inte riores d e la d a s e (en o ca sio n es llam ados objetos host). El programa que aparece en las figuras 7 .6 a 7 .1 0 utiliza la cla se Fecha (figuras 7 .6 y 7 .7 ) y la clase Empleado (figuras 7 .8 y 7 .9 ) para mostrar ob jetos co m o m iem bros d e otros objetos. La d efi nición d e la cla se Empleado (figura 7 .8 ) co n tien e lo s datos m iem bro privados nombres, ape

llidos, fechaNac imiento y fechaContratacion. L os m iem bros fechaNacimiento y fechaContratacion son objetos const d e la cla se Fecha, la cual co n tien e lo s m iem bros privados mes. dia y anio. El en cab ezado del constructor Empleado (figura 7 .9 , líneas 17-20) e s pecifica que el constructor recibe cuatro parámetros (nom ape 11, fechaNac y fechaCont). L os d o s prim eros parám etros se utilizan en el cuerpo del constructor para in icializar lo s arreglos de caracteres nombre y apellido. L os d o s últim os parámetros se pasan, a través de inicializadores de m iem bros, al constructor para la cla se Fecha. L os d o s puntos (x) en el en cab ezado separan lo s inicializadores de m iem bros d e la lista de parámetros. L os inicializadores de m iem bros especifican que los parámetros del constructor Empleado se pasaron a los constructores de lo s objetos m iem bro de Fecha. El parámetro fechaNac se pasa al constructor del objeto fechaNacimiento (figu ra 7.9, lín ea 19), y el parámetro fechaCont s e pasa al constructor d el objeto fechaContrata cion (figura 7 .9 , línea 20). D e nuevo, lo s inicializadores d e m iem bros s e separan m ediante com as. C onform e estudie la clase Fecha (figura 7 .6 ), observe que ésta n o proporciona un constructor que reciba al parámetro d e tipo Fecha. E ntonces, ¿ có m o e s que la lista de inicializadores d e m iem bros en e l constructor Empleado es capaz d e inicializar lo s ob jetos fechaNacimiento y fecha

Contratacion m ediante e l paso de lo s objetos Fecha a sus constructores Fecha? C om o m en cion am os e n el cap ítulo 6 , e l com pilador proporciona a cada cla se un constructor predeterm inado que cop ia cada m iem bro d el objeto com o argum ento del constructor, dentro del m iem bro correspon diente d el objeto q u e s e inicializa. El capítulo 8 exp lica có m o lo s program adores pueden definir constructores d e cop ia predeterm inados.

1 2 3 4 5

// Pig. 7.6: fachal.h // Definición de la clase Pecha. // Punciones miembro definidas en fechal.cpp ffifndef PECHA1..H «define PECHAlH

6

7

class Pecha <

8 9

10 11 12 13 14

public:

Pecha( int - 1 , int - 1, int - 1900 ); // constructor predeterminado void imprimeO const; // imprime fecha en forxoato mes/dia/anio -Pechad; // proporcionada para confirmar el orden de destrucción private:

15

int mes;

// 1-12 (Enero-Diciembre)

16

int dia;

// 1-31 basado en el mes

17

int anio;

// cualquier año

Figura 7.6

Definición d e la clase F e c h a . (Parte 1 d e 2.)


480

Gases: Parte II

18 19

Capítulo 7

// función de utilidad para verificar al día apropiado para al mea y al año int verificaDia( int ) conat;

20

21 22 23 24

); // fin da la clase Facha iendif

figura 7.6 1 2 3 4 5 6

Definición d e la clase Fecha (Parte 2 d e 2.)

// Fig. 7.7: fechal.cpp // Definición da las funcionas miembro para la clase Facha. iinclude using std::cout; using std::endl;

7

8 9

// incluya la definición da la clase Facha desda fachal.h iinclude "fechal.h"

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

/ / a l constructor confirma al valor apropiado para mas: llama // a la función da utilidad verificaDia para confirmar el valor apropiado para al dia Fecha: :Fecha( int ms, int da, int ao ) { if { ms > 0 && ms <- 12 ) // valida al mes mes ■ ms; alse { mes ■ 1; cout << nMes * «

//al mes no válido se establece en 1 ms «

" no valido. Se coloca mas l.\n";

)

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

anio ■ ao; dia ■ verificaDia( da );

//daba validar ao // valida al dia

// muestra al objeto Facha para mostrar cuándo se llama a su constructor cout << "Constructor dal objetoFacha para la facha " i imprima () ; cout << andl; } // fin dal constuctor Facha // imprima al objeto Facha en la forma mas/dia/año void Facha::imprima() const { cout << mas << '/' << dia « ' / • « anio; ) // fin de la función imprime

Rgura 7.7

Definición de las funciones miembro de la clase F e c h a (Parte 1 de 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

// despliega el objeto Pecha para mostrar cuándo se llama a su constructor Pecha::-Fecha() { cout << "Destructor del objeto Pecha para la fecha "; imprime (); cout << endl; ) // fin del destructor -Pecha // función de utilidad para confirmar el valor apropiado del dia, // basándose en el mes y el anio; el manipulador salta años también. int Pechas sverificaDia( int pruebaDia ) const { static const int diasPorMes[ 13 ] ■ {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 ); // determina si pruebaDia es válido para el mes especificado if ( pruebaDia > 0 && pruebaDia <- diasPorMesf mes ] ) return pruebaDia; // Febrero 29 verifica el salto de año if ( mes -- 2 && pruebaDia ■■ 29 && ( anio % 400 — 0 || ( anio % 4 — 0 && anio H 100 I- 0 ) ) ) return pruebaDia; cout << "Dia " << pruebaDia << * no valido. Establece dia en l.\n"; return 1; // deja al objeto en estado consistente si existe un valor erróneo } // fin de la función verificaDia

Figura 7.7

1 2 3 4 5

6

7

8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18

481

Definición d e las funciones miembro d e la clase Fecha. (Parte 2 d e 2.)

// Pig. 7.8: empleadol.h // Definición de la clase Empleado. // Punciones miembro definidas en empleadol.cpp. «ifndef EMPLlH

«define EMPL1 H // incluye la definición de la clase Pecha de fechal.h «inelude "fechal.h" class Empleado { public: Empleado( const char *, const char *, const Pecha 6, const Pecha & ); void imprimeO const; -EmpleadoO; // se proporciona para confirmar el orden de destrucción

Figura 7.8

Definición de la clase E m p le a d o que muestra la composición. (Parte 1 de 2.)


482

0

E

1

0

1

9

V

prívate: char nombres[ 25 J; char apellidos[ 25 ]; // composición: objeto miembro const Pecha fechaNacimiento; const Pecha fechaContratacion; // composición: }; // fin de la clase Empleado fendif

Rgura 7.8

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11

Capítulo 7

T» •8

19 20 21 22 23 24 25 26 27

Clases: Parte II

Definición d e la c la s e Empleado q u e m uestra la com p osició n. (P arte 2 d e 2 .)

// Pig. 7.9: empleadol.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Empleado. finclude using std::cout; using std:tendí; finclude

// prototipos para strcpy y strlen

finclude "empleadol.h" // Definición de la clase Empleado finclude "fechal.h" // Definición de la clase Pecha

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

// el constructor utiliza una lista de inicializadores de miembros // para pasar valores del inicializador hacia los constructores de los objetos miembro fechaNacimiento y fechaContratacion [Nota: Esto // invoca al también llamado "constructor de copia predeterminado", / / e l cual proporciona de manera implícita el compilador de C++.] Empleado::Empleado( const char "primero, const char "ultimo, const Pecha ¿fechaNac, const Pecha ¿fechaCont ) i fechaNacimiento( fechaNac ), // inicializa fechaNac imiento fechaContratacion( fechaCont ) // inicializa fechaContratacion

{ // copia primero en nombres y se asegura de que cabe int longitud - strlen ( primero ); longitud ■ { longitud < 25 ? longitud : 24 ) ; strncpy( nombres, primero, longitud ); nombres[ longitud ] ■ *\0';

27

28 29 30 31 32 33 34 35 36

// copia último en apellidos y se asegura de que cabe longitud ■ strlen{ ultimo ); longitud - ( longitud < 25 7 longitud : 24 ) ; strncpy( apellidos, ultimo, longitud ); apellidos[ longitud ] - *\0'; // muestra el objeto Empleado para determinar cuándo se llama al constructor cout << "Constructor del objeto Empleado: " << nombres << ' ' << apellidos << endl;

37

38 39

} // fin del constructor Empleado

H gura 7.9

Definición d e las funciones miembro d e la clase E m p le a d o . Incluyendo a un constructor con una lista d e inicializadores d e miembros. (Parte 1 de 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

463

// imprime el objeto Empleado void Empleado::imprime() conet { cout << apellidos << ", " << nombres << "\nContratado el: "; fechaContrat ación. imprimeO; cout << * Fecha de nacimiento: */ fechaNacimiento.imprime() ; cout << endl; } // fin de la función imprime // Muestra el objeto Empleado para determinar cuándo se llama a su destructor Empleado::-Empleado() { cout << "Destructor del objeto Empleado: " << apellidos << ", • « nombres << endl; } // fin del destructor -Empleado

Figura 7.9

Definición d e las funciones miembro d e la clase Empleado. Incluyendo a un constructor con una lista d e Inlclalizadores d e miembros. (Parte 2 d e 2 .)

L a figura 7 .1 0 crea dos ob jetos Fecha (lín eas 12-13) y lo s pasa co m o argum entos al constructor del objeto Empleado que se creó en la línea 14. L a línea 17 m uestra lo s datos d el objeto Emplea do. C uando se crea cada objeto Fecha en las lín ea s 12 y 13, el constructor Fecha d efinido en las líneas 13 a 31 d e la figura 7.7 d esp liega una línea de salida para mostrar que se llam ó al constructor (vea las dos primeras lín eas d e la salida de ejem p lo). [Nota: la línea 14 provoca d os llam adas ad i cio n a les al constructor Fecha q u e no aparecen en la salida d el programa. Cuando se ¡nicializa cada uno d e lo s ob jetos m iem bro Fecha de Empleado en la lista d e in icia li/a d o res d e m iem bros del constructor Empleado, s e llam a al constructor de cop ia predeterm inado para la cla se Fecha. E s te constructor es definido im plícitam ente por e l com pilador y n o con tien e instrucción de salida al guna que m uestre cuando es invocado. E xplicarem os con detalle lo s constructores d e copia y lo s constructores d e cop ia predeterm inados e n el capítulo 8.]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


11

{

12 13 14 15 16

// Pig. 7.10: fig07_10.cpp // Demostración da composición --un objeto con objetos miembro. tinclude

•inelude "empleadol.h"

// Definición de la clase Empleado

int main() Fecha nacimiento( 7, 24, 1949 ); Fecha contratación( 3, 12, 198 8 ); Copleado gerente( "Juan", "Peres", nacimiento, contratación ); cout << '\n'/

Figura 7.10

Inlcializadores de los objetos miembro. (Parte 1 de 2.)


484

17 18 19 20 21 22 23 24 25

Clases: Parte II

Capítulo 7

gerente.imprime(); cout << *\nVerifica el constructor Fecha con valores no validos:\ n " ¡ Fecha ultimoDiaFest( 14, 35, 1994 ); // mes y dia no válidos cout << endl; return 0; } // fin de main

Constructor del objeto Peche pera la feche 7/24/1949 Constructor del objeto Feche pera le feche 3/12/1988 Constructor del objeto Empleado: Juan Perez Perez, Juan Contratado el: 3/12/1988

Fecha de nacimiento: 7/24/1949

Verifica el constructor Fecha con valores no validos: Mes 14 no valido. Se establece mes 1. Dia 35 no valido. Establece dia en 1. Constructor del objeto Fecha para la fecha 1/1/1994 Destructor Destructor Destructor Destructor Destructor Destructor Figura 7.10

del del del del del del

objeto objeto objeto objeto objeto objeto

Fecha para la fecha 1/1/1994 Empleado: Perez, Juan Fecha para la fecha 3/12/1988 Fecha para la fecha 7/24/1949 Fecha para la fecha 3/12/1988 Fecha para la fecha 7/24/1949

Iniclallzadores d e los objetos miembro. (Parte 2 d e 2.)

La d a s e Fecha y la d a s e Empleado incluyen cada una un destructor (líneas 41 -47 de la figura 7 .7 y lincas 52-57 de la figura 7.9, respectivam ente) que imprime un m ensaje cuando un objeto de esta d a s e se destruye. Esto nos permite confirmar en la salida del programa que lo s objetos s e construyen d e adentro h a d a fuera y que se destruyen en el orden inverso de afuera h a d a adentro (e s d ed r, los ob jetos m iem bro Fecha se destruyen d esp u és d el objeto Empleado que lo s contiene). O bserve las cuatro últim as lín eas en la salida d e la figura 7.10. Las últim as d o s lín eas son la s salidas d el d es tructor Fecha que se ejecuta en lo s ob jetos contratación (lín ea 13) y nacimiento (lín ea 12), respectivam ente. Estas salidas confirm an que los tres objetos creados en main se destruyen en el orden inverso e n el q u e s e construyeron. (La salida d el destructor Empleado se encuentra a cin co lín eas d el final.) La cuarta y tercera línea al final de la ventana de salida muestran lo s destructores que se ejecutan para lo s ob jetos m iem bro de Empleado, f echaContratacion (figura 7 .8 , lí nea 2 3 ) y fechaNacimiento (figura 7.8, línea 22). Estas salidas confirm an que el ob jeto E m

pleado se destruye de afuera hacia adentro, es decir, primero se ejecuta el destructor Empleado (la salida que muestran las cin co lín eas al final de la ventana de salida), y d esp u és s e destruyen los ob jetos m iem bro en el orden inverso en el que se construyeron. D e nuevo, la salida de la figura 7 .1 0 n o m ostró los constructores q u e se ejecutan para esto s ob jetos, d eb id o a que ésto s eran los construc tores de cop ia predeterm inados proporcionados por el com pilador d e C ++. Un ob jeto m iem bro no necesita inicializarse de manera ex p lícita a través de un inicializador de m iem bros. S i no s e proporciona un inicializador de m iem bros, al constructor predeterm inado d e los ob jetos m iem bro se le invocará d e manera im plícita. S i existen valores estab lecid os de manera pre determ inada por el constructor, e s p o sib le pasar por encim a de e llo s m ediante fun cion es set (estable


Clases: Parte II

Capitulo 7

465

cer). Sin em bargo, para inicializaciones com plejas, este m étodo puede requerir m ucho trabajo y tiem po adicional.

Error común de programación 7.6 Un error de compilación ocurre si un objeto miembro no se inicializa a tnnés de un inicializador de miembros y si la clase del objeto miembro no proporciona un constructor predeterminado (es decir, la cla se del objeto miembro define uno o más constructores, pero ninguno es un constructor predeterminado).

Tip de rendimiento 7.2 Inicialice los objetos miembro de manera explícita a través de inicializadores de miembros. Esto elimi na la sobrecarga de "inicializaciones dobles ” de objetos miembro, esto es, cuando se llama al constructor predeterminado del objeto miembro y, de nuevo, cuando se llama a tas funciones set en el cuerpo del constructor (o después) para i nicializar al objeto miembro.

Observación de ingeniería de software 7.8 Si una clase miembro es un objeto de otra clase, hacer que el miembro objeto sea público no viola el encapsulamiento y el ocultamiento de los miembros privados de dicho objeto miembro. En la linca 28 d e la figura 7.7, ob serve la llamada a la función m iem bro imprime de Fecha. En C + + , m uchas fun cion es m iem bro de cla ses no requieren argum entos. Esto se debe a que cada fun ción m iem bro con tien e un m anipulador im plícito (en la form a de un apuntador) para el objeto sobre el cual opera. E xplicarem os el apuntador im p lícito , el cual se representa m ediante la palabra reser vada t h l e , en la secció n 7.5. La cla se Empleado utiliza d o s arreglos d e 25 caracteres (figura 7 .8 , líneas 2 0 -2 1 ) para repre sentar e l nombre y el ap ellid o d e Empleado. E stos arreglos pudieran desperdiciar esp acio para lo s nom bres m enores a 24 caracteres. (R ecuerde, un carácter en cada arreglo es para el carácter de termi nación nulo, ' \ 0 ' , de la cadena.) A dem ás, lo s nom bres m ayores a 2 4 caracteres se deben truncar para q u e quepan en esto s arreglos de tamaño fijo. La secció n 7 .7 presenta otra versión de la clase Empleado que crea de m anera dinám ica el esp acio ex a cto requerido para alm acenar el nom bre y el apellido. La manera m ás sencilla de hacer esto sería utilizar dos objetos string para represen tar los nombres. A la cla se string de la biblioteca estándar la presentarem os en el capítulo 8 y la exp licarem os con detalle en e l capítulo 15.

7 .4 F u n c i o n e s y c l a s e s f r i e n d U na fu n c ió n friend (am iga) de una clase se d efine fuera del alcance d e dicha cla se, y aún así tie ne el derecho de acced er a lo s m iem bros no p úb licos de la clase. L as fu n cion es independientes, o las cla ses com p letas se pueden declarar para que sean am igas d e otra clase. El uso de fun cion es friend puede mejorar el rendim iento. Esta sección presenta un ejem p lo m ecánico de có m o funciona una función friend. M ás adelante en el libro, utilizarem os la s fu n cio nes friend para sobrecargar lo s operadores para em plearlos con ob jetos de una cla se y para crear cla ses de iteración. L os ob jetos de una cla se d e iteración pueden seleccion ar exitosam ente elem en tos, o realizar op eracion es sobre elem en tos en un objeto d e cla se contenedora (vea la secció n 7.9). Los ob jetos de las cla ses contenedoras pueden alm acenar elem entos. C om o verem os en el capítulo 8, utilizar fu n cion es am igas es apropiado cu an do no e s p osible utilizar fun cion es m iem bro para cier tas operaciones. Para declarar una función com o am iga de una cla se, coloqu e la palabra reservada friend an tes del prototipo d e la función en la definición de la clase. Para declarar todas las fun cion es m iem bro de la clase ClaseDos com o am igas de la clase ClaseUno, co lo q u e una declaración de la forma:

friend clase ClaseDos; en la definición d e la clase ClaseUno.


486

Clases: Parte II

Capítulo 7

Observación de ingeniería de software 7.9 Aunque los prototipos para las funciones amigas aparecen en la definición de la clase, dichas funcio nes no son funciones miembro.

Observación de ingeniería de software 7.10 Uts nociones de acceso a miembros prívate, protectedy publlcno son relevantes para las de claraciones f rimad. de manera que las declaraciones friend pueden colocarse en cualquier parte dentro de la definición de la clase.

Buena práctica de programación 7.1 Primero coloque todas las declaraciones de amistad dentro del cuerpo de definición de la clase, y no coloque antes de ellas algún especificador de acceso a miembros. La am istad s e otorga, no se tom a, es decir, para que la cla se B se a am iga d e la clase A, la clase A d eb e declarar de manera explícita que la clase B e s su am iga. A dem ás, la am istad n o es sim étrica ni transitiva, e s decir, si la clase A e s una am iga de la cla se B, y la cla se B es am iga de la cla se C, usted no puede inferir que la cla se B e s am iga d e la cla se A (d e nuevo, la am istad no es sim étrica), que la clase C sea am iga d e la cla se B, o que la cla se A sea am iga d e la clase C (d e nuevo, la am is tad no e s transitiva).

Observación de ingeniería de software 7.11 Algunas personas en la comunidad de la POO sienten que la "amistad'’ corrompe el acuitamiento de información y debilita la importancia del método de diseño orientado a objetos. En este libro, mostra mos muchos ejemplos del uso responsable de la amistad. La figura 7.11 d efine la fun ción am iga e s t a b l a c e X para establecer el dato m iem bro privado x de la cla se C u e n t a . O b serve q u e la declaración f r i e n d (lín ea 10) aparece prim ero (por con ven ció n ) en la definición de la cla se, in clu so antes d e que se declaren las fun cion es m iem bro públicas. D e nuevo, esta declaración d e am istad puede aparecer en cualquier parte de la clase.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// Fia. 7.iii fia07_n.cpp // Las funcionas amigas puedan accadar a miembros privados da una clase. tinclude using stdttcout; using std::endl; // Definición da la clase Cuanta class Cuanta { friend void estableceX( Cuanta &, int ); // declaración da amistad public: // constructor Cuanta() : x( 0 ) // inicializa x en 0 { // cuerpo vacio ) // fin del constructor Cuanta

Hgura 7.11

Las funciones amigas pueden a c c e d e r a los miembros clase. (Parte 1 d e 2.)

privados d e una


Clases: Parte II

Capitulo 7

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56

487

// despliega x void imprime () const { cout << x << endl; ) // fin de la función imprime private; int x;

// dato miembro

); // fin de la clase Cuenta //la función estableceX puede modificar datos privados de Cuenta // debido a que estableceX se declara como una amiga de Cuenta void estableceX ( Cuenta &c, int val ) {

c.x ■ val;

// válido: estableceX es amiga de Cuenta

) // fin de la función estableceX int main() { Cuenta contador;

// crea el objeto Cuenta

cout << "contador.x después de crear la instancia: "; contador.imprime(); estableceX( contador, 8 );

// establece x con una amiga

cout << "contador.x después de la llamada de la función amiga de establece!: "; contador.imprime()/ return 0; > // fin de main

contador.x después de crear la instancia: 0 contador.x después de la llamada de la función amiga de estableceX: 8

Figura 7.11

Las funciones am igas pueden a c ce d e r a los miembros privados d e una clase. (Parre 2 de 2.)

La función estableceX (lin cas 3 6 -4 0 ) es una función independiente, al estilo C (n o es una función m iem bro de la cla se Cuenta). Por esta razón, cuando se invoca a estableceX para el objeto contador, la línea 4 9 pasa a contador co m o un argum ento para estableceX en lugar de utilizar un m anipulador (tal com o el nom bre d el ob jeto) para llam ar a la función, co m o en

contador.establees!( 8 ); C om o m encionam os, la figura 7.11 es un ejem p lo m ecánico del uso de la construcción friend. Por lo general sería apropiado definir la función estableceX co m o una función m iem bro d e la cla se

Cuenta. http://alexyniorlls.blogspot.com 543 of 1380.

488

Gases: Parte II

Capítulo 7

El programa d e la figura 7 .1 2 m uestra los m ensajes de error producidos por el com pilador cuan d o s e llam a a la función no am iga n o P u e d e E s t a b l e c e r X (lin cas 3 7 -4 1 ) para m odificar el dato m iem bro privado x .

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 7.12: fig07_12.cpp // Las funciones no amigas/no miembros no tienen acceso / / a los datos privados de una clase. iinclude using std::cout; using std:tendí;

8 9 10 11

// Definición de la clase Cuenta // (observe que no existe declaración alguna de amistad) class Cuenta {

13 14 15 16 17 18 19

public:

12

// constructor Cuenta() i x( 0 ) // inicializa x en 0 { // cuerpo vacío

20 21

} // fin del constructor Cuenta

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

// despliega x void imprime () const { cout << x « endl; ) // fin de la función imprime private: int x;

// dato miembro

); // fin de la clase Cuenta //la función intenta modificar datos privados de Cuenta, // pero no puede debido a que la función no es amiga de Cuenta void noPuedeEstablecerX ( Cuenta &c, int val ) { c.x - val; // ERROR: no puede acceder al miembro privado en Cuenta ) // fin de la función noPuedeEstablecerX int main() { Cuenta contador; noPuedeEstablecerX( contador, 3 );

H gura 7.12

// crea el objeto Cuenta // noPuedeEstablecerX no es una amiga

Las funciones no amigas/no miembro no tienen a cceso a miembros privados. (Parte 1 d e 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

48 49 50 51

489

return 0/ } // fin de main

Cx\Mis documentos\Pearaon\C Deitel\cppdeitel_ejemplos\ch07\ Fig07_12\Fig07_12 .cpp (38) i error C2248t 'x ' : cannot access prívate member declared in class 'Cuenta' C:\Mie documentos\Pearson\C ♦+ Deitel\cppdeitel_ejemplos\ch07\ Fig07_12\Fig07_12.cpp(30) x see declaration of 'x' Figura 7.12

Las funciones no amlgas/no miembro no tienen a cceso a miembros privados. (Parte 2 d e 2.)

E s p osible especificar fun cion es sobrecargadas co m o am igas de una d a se . Cada fu n d ó n sobre cargada con la intención de que sea am iga se debe declarar de manera explícita en la definición de la cla se co m o am iga de ésta.

7.5 Uso del apuntador t h i s H em os visto que la s fun cion es m iem bro de un ob jeto pueden manipular su s datos. ¿D e qué manera las fu n cion es m iem bro saben cu áles datos m iem bro de lo s objetos manipular? Cada objeto tiene a c c e s o a su propia d irecd ó n a través de un apuntador llam ado t h i a (una palabra reservada d e C + + ). Un apuntador this al ob jeto no es parte d el objeto m ism o; e s decir, e l tamaño de la m em oria o c u pada por el apuntador this n o s e refleja en el resultado d e una operación sizeof del objeto. En v ez d e e s o , el apuntador this s e pasa al ob jeto (por el com pilador) co m o un argum ento im plícito a cada una de la s llam adas a las fu n cion es m iem bro no estáticas de lo s ob jetos (en la sección 7 .7 e x plicarem os lo s m iem bros estáticos). Los objetos utilizan el apuntador this de manera im plícita (co m o ha su cedid o hasta este punto), o de manera exp lícita para hacer referencia a su s datos y fun cion es miembro. El tipo del apuntador

this depende del tip o del ob jeto y de si la función m iem bro en la que se utiliza this se declara co m o const. Por ejem p lo, en una función m iem bro no constante d e la cla se Empleado, el apun tador this tiene el tipo Bnpleado * const (un apuntador constante hacia un objeto Empleado no constante). En una función m iem bro constante d e la cla se Empleado, el apuntador this tiene el tipo de dato const Empleado * const (un apuntador constante hacia un objeto constante

Empleado). En esta se cc ió n , nuestro primer ejem plo m uestra el u so im plícito y el exp lícito del apuntador

this; m ás adelante en este capítulo y en el capítulo 8 , m ostrarem os alg u n o s ejem p los substancia les y su tiles d el u so de this. Cada función m iem bro n o estática tiene a cceso al apuntador this que apunta al objeto para el que s e invoca a la función m iem bro.

Tip de rendimiento 7.3 Para economizar almacenamiento, sólo existe una copia de cada función miembro por clase, y dicha función miembro es invocada por cada objeto de dicha clase. Por otra parte, cada objeto tiene su pro pia copia de los datos miembro de la clase.

Uso implícito y explícito del apuntador t h i a para acceder a los datos miembro de un objeto La figura 7.1 3 m uestra el u so im plícito y el ex p lícito del apuntador this para perm itir a una fun ción m iem bro d e la clase Prueba im prim ir el d ato privado x d el ob jeto Prueba.


490

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

Clases: Parte II

Capítulo 7

// Fig. 7.13: fig07_13.cpp // Oso del apuntador thls para hacer referencia a loa objetos miembro. •ineluda using std::cout; using std:rendí; clase Prueba { public: Prueba ( int - 0 ); // constructor predeterminado void imprimeO const; private: int x; ); // fin de la clase Prueba // constructor Prueba::Prueba( int valor ) : x{ valor ) // inicializa x en valor

{ // cuerpo vacio ) // fin del constructor Prueba // imprime x mediante el uso implícito y explícito de apuntadores this; //se requieren paréntesis alrededor de *this void Prueba::imprime() const { // uso implícito del apuntador this para acceder al miembro x cout << * x - "« x; // uso explícito del apuntador this para acceder al miembro x cout << *\n this->x - " << this->x; // uso explícito del apuntador this desreferenciado y / / e l operador punto para acceder al miembro x cout << *\n(*this) .x - * << ( *this ) .x << endl; } // fin de la función imprime int main() { Prueba objetoPrueba( 12 ); ob jet oPrueba. imprimeO; return 0; } // fin de main

Figura 7.13

Uso Implícito y explícito del apuntador this para acce d e r a los miembros de un objeto. (Parte 1 d e 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

491

x - 12 this->x - 12 (*this).x - 12

Rgura 7.13

Uso implícito y explícito del apuntador this para a cce d e r a los miembros d e un objeto. (Parte 2 d e 2.)

Para propósitos ilustrativos, la función m iem bro imprime (lín eas 2 9 -4 1 ) prim ero im prim e x utilizando im plícitam ente el apuntador this (línea 32); solam en te se esp ecifica e l nombre del dato m iem bro. D esp u és, imprime utiliza dos notaciones diferentes para acced er a x a través del apun tador this, el operador flecha ( - > ) del apuntador this (lín ea 3 5 ) y e l operador punto ( . ) d el apuntador this dcsrcfcrcnciado (lín ea 39). O bserve los paréntesis alrededor de *this (lín ea 3 9 ) cu an do se utiliza con el operador punto de se lec ció n d e m iem bros ( . ) . FJ paréntesis e s necesario d eb ido a que el operador punto tiene un ni vel de precedencia m ás alto que e l operador * . S in los paréntesis, la expresión *this . x se evalua ría com o si tuviera los sigu ien tes paréntesis * ( this .x ), lo que es un error d e sin taxis d eb ido a que el operador punto no se p uede utilizar con un apuntador.

Error común d© programación 7.7 Intentar utilizar el operador punto de selección de miembros ( • ) con un apuntador hacia un objeto es un error de sintaxis; el operador punto de selección de miembros solamente se puede utilizar con el nombre del objeto o con la referencia a un objeto. Un uso interesante del apuntador this es prevenir que un objeto se asign e a sí m ism o. C om o verem os en el capítulo 8, la autoasignación puede ocasionar errores serios cuando el ob jeto con tie ne apuntadores hacia m em oria asignada d e m anera dinám ica.

Cómo utilizar el apuntador t h l a para permitir llamadas en cascada a funciones Otro uso del apuntador this es perm itir las llam adas e n cascada a funciones, en las cu a les se in voca a diversas fun cion es en la m ism a instrucción. El programa de las figuras 7 .1 4 a 7 .1 6 m odifica las fu n cion es sel (establecer) de la cla se Tiempo# estableceHora. estableceHoral. estableceMinuto y es tablee asegundo, de tal m anera que cada una devuelva una referencia al objeto Tiempo para permitir las llam adas en cascada a fu n cion es m iem bro. En la figura 7 .1 5 , o b serve que la últim a instrucción en el cuerpo d e cada una d e estas fun cion es m iem bro d evu elve *this (lín eas 30, 39, 4 8 y 57).

1 2

// Pig. 7.14x tiempo6.h // Llamadas en cascada a funciones miembro.

3 4

5 6 7

// Definición de la clase Tiempo. // Punciones miembro definidas en tiempo6.cpp. ffifndef TIEMP06 H «define TIEMPOS H

8

9

class Tiempo {

10 11 12

publicx Tiempo( int "0, int ■0, int » 0 );

Rgura 7.14


Definición de la cíase T ie m p o modificada para permitir llamadas en cascada a funciones miembro. (Parte 1 de 2.)


492

Clases: Parte II

13 14 15

// funciones establecer Tiempo &estableceHora ( int, int, int ); // establece hora, minuto, segundo Tiempo &estableceHoral( int ); // establece hora Tiempo &estableceMinuto( int ); // establece minuto Tiempo &estableceSegundo( int ); // establece segundo

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Capítulo 7

// funciones obtener (por lo general se declaran const) int obtieneHoral() const; // establece hora int obtieneMinuto() const; // establece minuto int obtieneSegundo() const; // establece segundo // funciones imprime (por lo general se declaran const) void imprimeüniversal () const; // imprime hora en formato universal void imprimaEstandar() const; // imprime hora en formato estándar private: int hora; int minuto; int segundo;


); // fin de la clase Tiempo «endif

Figura 7.14

Definición d e la clase Tiempo modificada para permitir llamadas en ca scad a a funciones miembro. (Parte 2 d e 2.)

1 2

// Fig. 7.15: tiempo6.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Tiempo.

3

i i n c l u d e < io s t r e a m >

4

6

5

u s in g s t d : : c o u t ;

7

iinclude

8 9 10


11 12

iinclude *tiempo6.h"

// Definición de la clase Tiempo

13

14 16 17

// función constructor para inicializar datos privados; // llama a la función miembro estableceHora para establecer las variables; // los valores predeterminados son 0 (vea la definición de la clase) Tiempo: :Tiempo( int hr, int min, int seg )

18

{

15

19

estableceHora( hr, min, seg );

20 21

) // fin del constructor Tiempo

22 Figura 7.15

Definición de las funciones miembro de la clase T ie m p o modificadas para permitir las llamadas en cascada a funciones miembro. (Parte 1 de 3.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

// establece los valores para hora, minuto, y segundo Tiempo «Tiempos :estableceHoral int h, int m, int s ) { estableceHoral( h ); estableceMinuto( m ); estableceSegundol s ); return *this;

// permite la cascada

) // fin de la función estableceHora // establece el valor de hora Tiempo «Tiempo::estableceHoral( int h ) { hora ■ ( h >■ 0 && h < 24 ) 7 h : 0; return *this;


) // fin de la ftinción estableceHoral // establece el valor de minuto Tiempo «Tiempo::estableceMinuto( int m ) { minuto - ( m >- 0 && m < 60 ) ? m : 0; return *this;


) // fin de la función estableceMinuto // establece el valor de segundo Tiempo «Tiempo::estableceSegundo( int s ) { segundo - ( s >- 0 && ■ < 60 ) 7 ■ : 0; return *this;


) // fin de la función estableceSegundo // obtiene el valor de hora int Tiempo:sobtieneHoral() const { return hora; ) // fin de la función obtieneHora // obtiene el valor de minuto int Tiempo::obtieneMinuto() const { return minuto; } // fin de la función obtieneMinuto

Rgura 7.15

Definición de las funciones miembro de la clase T ie m p o modificadas para permitir las llamadas en cascada a funciones miembro. (Parte 2 de 3.)


493

494

75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Clases: Parte II

Capítulo 7

// obtiene el valor de segundo int Tiempoi:obtieneSegundo() const { return segundo; } // fin de la función obtieneSegundo // imprime Tiempo en formato universal void Tiempo::imprimeüniversal () const { cout << setfi 11 ( *0' ) << setwf 2 ) << hora << * : " << setw( 2 ) << minuto << *:" « setwf 2 ) <
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

) // fin de la función imprimeüniversal // imprime Tiempo en formato estándar void Tiempo: :imprimeEstandar () const { cout << ( ( hora — 0 || hora — 12 ) ? 12 : hora \ 12 ) << *:* << setfilM '0' ) << setw( 2 ) << minuto << * i " « setwf 2 ) << segundo << { hora < 12 ? » AM" : * PM" ); } // fin de la función imprimes standar

Figura 7.15

Definición d e las funciones miembro d e la ciase Tiempo modificadas para permitir las llamadas en c a sca d a a funciones miembro. (Parte 3 d e 3.)

El programa de la figura 7 .1 6 crea el ob jeto de Tiempo t (lín ea 12), y d esp u és lo utiliza en llam adas en cascad a a fun cion es m iem bro (lín ea s 15 y 27). ¿Por qué funciona la técnica d e devolver * t hia co m o una referencia? El operador punto ( . ) se asocia de izquierda a derecha, de manera que la línea 15 primero evalúa a t . estableeeHora ( 1 8 ) , y desp ués d evu elve una referencia al obje to t co m o el valor d e esta llam ada a la función. Entonces, la expresión restante s e interpreta com o:

t .estableceMinuto( 30 ). estableceSegundof 22 ); La llam ada a t .estableeeMinut o ( 30 ) ejecuta y d ev u elv e una referencia al ob jeto t. La e x presión restante se interpreta com o:

t.eatableceSegundoí 22 );

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Pig. 7.16: fig07_16.cpp // Llamadas en cascada a funciones miembro mediante el apuntador this. •inelude using std::cout; using std::endl; tinclude "tiempo6.h"

Figura 7.16

// Definición de la clase tiempo

Llamadas en c a sca d a a funciones miembro. (Parte 1 de 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

10

11 12 13 14 15 16 16 18 19

495

int main() { Tiempo t; // llamadas en cascada a funciones t.estableceHoraK 18 ) .estableceMinuto( 30 ) .estableceSegundo( 22 ); // muestra la hora en formato universal y estándar cout << "Hora Universal: " i t .imprimeUniversal();

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

cout << "\nHora Estándar: *; t .imprimeEstandar () ; cout << *\n\nNueva hora estándar: *; // llamadas encascada a funciones t .estableceHora ( 20,20, 20). imprimeEstandar (); cout << endl; return 0; } // fin de main

Hora Universal: 18:30:22 Hora Estándar: 6:30:22 PM Nueva hora estándar: 8:20:20 PM R g u ra 7 .1 6

Llamadas en c a sca d a a funciones miembro. (Parte 2 de 2.)

L a lín ea 27 utiliza tam bién las llam adas en cascada. Las llam adas deben aparecer en e l orden q u e m uestra la línea 2 7 , debido a que imprimeEstandar. co m o se d efinió e n la c la se , no d evu el ve una referencia a t. C olocar la llam ada a imprimeEstandar antes d e la llamada a estable ceHora en la línea 27, provoca un error de sintaxis. El capítulo 8 presenta m uchos ejem p los prác ticos d el u so de llam adas en cascad a a funciones. U no de d ich os ejem p los utiliza << con cout pa ra mostrar m últiples valores en una sola instrucción.

7.6 Administración d© memoria dinámica co n los operadores new y delete C + + perm ite a lo s programadores controlar la asignación y la liberación de m em oria en un programa, para cualquier tipo de dato predefinido o d efinido por el usuario. A esto se le co n o ce co m o adm inis tración de m em oria dinám ica y se lleva a cabo co n lo s operadores a e v y d e l e t e . En C + + están dar, un programa q u e utiliza la adm inistración d e m em oria dinám ica d eb e incluir el en cab ezado estándar < n e w > , el cual proporciona a cc eso a la versión estándar del operador n ew . C onsidere la sigu ien te declaración y la instrucción:

Tiempo *ptrTiempo; ptrTiempo ■ new Tiempo;


496

Clases: Parte II

El operador

Capítulo 7

new crea un objeto del tamaño apropiado para el tipo Tiempo, llam a al construc

tor predeterm inado para el ob jeto y d evu elve un apuntador d el tipo esp ecifica d o a la derecha del operador new (es decir. Tiempo * ). O bserve que new se puede utilizar para asignar de manera dinám ica cualquier tipo prim itivo (co m o int o double) o tipo d e clase. Si new es incapaz de encontrar esp acio en m em oria para el objeto, é ste indica que ocurrió un error al “ lanzar" una “e x cep ción " 1. El cap ítulo 13, M anejo de excep cio n es, exp lica có m o lidiar con la s fallas de new en el con texto del lenguaje C + + A N S I/IS O estándar. En esp ecial, m ostrarem os có m o “cachar” la ex c ep ció n arrojada por new y lidiar con ella. C uando un programa n o “cacha" una excep ció n , el progra m a termina de inm ediato. Para destruir un objeto asignado de manera dinám ica y liberar el esp acio para el objeto, utilice e l operador delete de la sigu ien te manera:

delete ptrTiempo; La instrucción anterior prim ero llam a al destructor para el objeto al cual apunta ptrTiempo, y d es pués libera la m em oria asociada co n el objeto. D esp u és d e la instrucción anterior, el sistem a puede reutilizar la m em oria para asignar otros objetos. C + + le perm ite proporcionar un ¡nicializador para el objeto recién creado, co m o en:

double #ptr ■ new double { 3.14159 ); e l cual inicializa un objeto

double recién creado en 3.14159, y asigna e l apuntador resultante a

ptr. La m ism a sintaxis s e puede utilizar para especificar una lista d e argum entos separada por co m a s para el constructor d el objeto. Por ejem plo,

Tiempo *ptrTiempo - new Tiempo ( 12, 0, 0 );

Tiempo recién creado en 12 PM y asigna el apuntador resultante a ptrTiempo. El operador new se puede utilizar para asignar arreglos d e manera dinám ica. Por ejem plo, un arreglo entero d e 10 elem en tos se puede asignar a arreglocalif icaciones de la siguiente inicializa un objeto

manera:

int *&rregloCalificaciones - new int [ 10 1; lo cual declara al apuntador arreglocalif icaciones y le asigna un apuntador al primer e le m ento d el arreglo entero de 10 elem en tos asignado de m anera dinám ica. Para elim inar este arreglo asignado de manera dinám ica, utilice la instrucción

delete [] arreglocalificaciones; L a instrucción anterior libera al arreglo al que apunta arreglocalif icaciones. S i el apunta dor de la instrucción anterior apunta a un arreglo d e ob jetos, la instrucción prim ero llam a al destruc tor para cada ob jeto en e l arreglo, y posteriorm ente libera la m em oria. Si la instrucción anterior no in clu ye las llaves cuadradas ( [ ] ) y arreglocalif icaciones apunta hacia un arreglo de o b je tos, solam ente el prim er objeto d el arreglo recibe una llam ada al destructor. [Ñola: en el ejem p lo de la sección 7.7, utilizam os m em oria dinám ica.]

1. En versiones previas del C++ estándar de ANSI/ISO, el operador new devuelve un apuntador a 0. Esta versión del operador new es la versión predeterminada en la mayoría de los compiladores de C++ para mantener la compati bilidad con versiones de programas viejos de C++. En este libro utilizamos la versión estándar del operador new en el encabezado .


Clases: Parte II

Capitulo 7

497

Error común de programación 7.8 Utilizar delete en lugar de delata [J en arreglos de objetos puede provocar errores lógicos en tiempo de ejecución. Para garantizar que cada objeto del arreglo reciba una llamada a un destructor, siempre elimine la memoria asignada de manera dinámica mediante el operador delato []. De numera similar, siempre elimine la memoria asignada como un elemento individua! con el opertidor delate.

7.7 Miembros de clase s t a t i c Cada objeto de una clase tiene su propia copia de todos los datos miembro de la clase. En ciertos casos, sólo se comparte una copia de la variable a todos lo s objetos de la clase. Una variable de clase e t a t i c (estática) se utiliza por ésta y otras razones. Una \ariable de clase e t a t i c representa información “propia de la clase” (es decir, una propiedad de la clase, no una propiedad de un objeto esp ecífico d e la d a se). La declaración de un miembro estático com ienza con la palabra reservada static. M otivem os la necesidad d e un dato d e tipo estático m ediante el ejem plo de un ju e g o de video. Su ponga que tenem os un ju eg o de video con Marcianos y otras criaturas del espacio. Cada Marcia no tiende a ser feroz y a estar dispuesto a atacar a otras criaturas d el espacio cuando se da cuenta de q u e al m en os otros c in c o Marcianos están presentes. S i hay m en o s d e cin c o , cada Marciano se vu elve un cobarde. D e manera q u e cada Marciano n ecesita con ocer la cuentaMarcianos. Podem os dotar a cada instancia de la cla se Marciano con cuentaMarcianos com o un dato miembro. Si lo hacem os, cada Marciano tendrá una copia separada del dato miem bro. Cada v ez que creem os un nuevo Marciano, tendrem os que actualizar el dato miembro cuentaMarcianos en todos los objetos Marciano. H acer esto requeriría que cada objeto Marciano tuviera a cceso a ma nipuladores para todos los dem ás objetos Marciano en memoria. C on esto se desperdicia esp acio por las cop ias redundantes y se desperdicia tiem po al actualizar cada copia. En v ez d e esto, declaram os cuentaMarcianos com o estático. E sto hace d e cuentaMarcianos un dato para todas las cla ses. Cada Marciano puede ver cuentaMarcianos co m o si fuera un dato miembro de Marcia

no. pero C ++ solam ente m antiene una copia de la variable estática cuentaMarcianos. Esto ahorra espacio. También ahorramos tiem po al contar con la variable estática de increm ento cuentaMar cianos del constructor Marciano y al tener el decrcm ento cuentaMarcianos del destructor Marciano. D ebido a que solam ente existe una copia, no tenem os que incrementar copias separadas de cuentaMarcianos para cada objeto Marciano. Tip de rendimiento 7.4 Utilice díttos miembro eetátlcoe para ahorrar espacio de almacenamiento, cuando una copia del dato sea suficiente. A unque lo s datos m iem bro estáticos pueden parecer variables g lob ales, ésto s tienen alcance de clase. A dem ás, lo s m iem bros estáticos se pueden declarar co m o public, private o protected. Cada dato m iem bro estático se debe inicializar una vez (y sólo una v ez) co n alcance d e archivo (es decir, no en el cuerpo de la d efinición d e la clase). S e debe acceder a lo s m iem bros private y protected estáticos a través d e fun cion es m iem bro públicas d e la cla se, o a través de ami gas de la clase. L os m iem bros estáticos de una cla se existen, in clu so cuando no existen ob jetos de la clase. Para acceder a un m iem bro public static de la cla se cuando no ex isten objetos de é s ta, sim plem ente co lo q u e co m o prefijo el nom bre de la clase y el operador binario d e resolución de alcance ( : : ) al nom bre d el d ato m iem bro (dicha notación tam bién funciona cu an do existen ob jetos de la clase). Por ejem p lo, si nuestra variable anterior cuentaMarcianos es pública, se puede a c ceder a ella m ediante la expresión Marciano::cuentaMarcianos cuando no existen ob jetos

Marciano. E s p osib le acced er a lo s m iem bros public static de una cla se a través d e cualquier ob je to d e dicha ciase. Para acceder a un m iem bro de cla se private o static protected, cuando


498

Clases: Parte II

Capítulo 7

no existen ob jetos de dicha clase, debe proporcionarse una función m iem bro

public static y se

debe llam ar a dicha función colocan d o el nom bre de la cla se y el operador binario de resolu ción de alcance co m o prefijos d el nom bre de ésta. El programa d e la s figuras 7.1 7 a 7 .1 9 m uestra un dato m iem bro prívate static llam ado cuenta (figura 7 .1 7 , línea 2 2 ) y una función m iem bro public static llam ada obtieneCuenta (figura 7.1 7 , línea 15). En la figura 7 .1 8 , la línea 14 d efine e inicial iza el dato m iem bro cuenta en cero y con alcance d e archivo, y en las líneas 18 a 22 d efine la fun ción estática obtieneCuenta. El dato m iem bro cuenta m antiene una cuenta d el número instancias creadas para o b je to s d e la d a s e Empleado. C uando existen o b jeto s de la cla se Empleado, e s p o sib le hacer referencia al m iem bro cuenta a través d e cu alq uier m iem bro de un ob jeto Empleado: e n la fi gura 7 .1 8 , se hace referencia a (en el destructor).

cuenta tanto en la línea 35 (en el constructor) co m o en la línea 51

____ Error común de programación 7.9 Es un error de sintaxis incluir la palabra reservada s t a t i c en la definición de una variable de cla se s t a t i c con alcance de archivo. En la figura 7.1 8 , observe có m o se utiliza el operador new (lín eas 2 9 -3 2 ) en el constructor Em pleado para asignar dinám icam ente la cantidad correcta de m em oria para lo s m iem bros nombre y apellido. Si el operador new es incapaz de cum plir con e l requerim iento de m em oria para uno o am bos arreglos d e caracteres, el programa terminará de inm ediato. En el cap ítulo 13, proporciona rem os un m ejor m ecanism o para lidiar con c a s o s en los que new sea incapaz de asignar memoria.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 7.17: empleado2.h // Definición de la claee Empleado. «ifndef EMPLEAD02_H idefine EMPLEAD02_H class Empleado {

7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

public: Empleado( const char *, const char * ); // constructor -EmpleadoO; // destructor const char ‘obtieneNombre() const; // devuelve nombre const char *obtieneApellido() const; // devuelve apellido // función miembro estática static int obtieneCuenta ();

// devuelve el • de instancias de los objetos

prívate: char ‘nombre; char ‘apellido;

20 21 22 23 24 25 26

// dato miembroestático static int cuenta; // número de instancias de los objetos }; // fin de la clase Empleado iendif

figura 7.17

Definición d e la clase Empleado con un d a to miembro static para dar seguimiento al núm ero de objetos Empleado en memoria.


Clases: Parte II

Capitulo 7

1

2 3 4 5 ó

// Fig. 7.18: empleado2.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Bnpleado. •inelude using std::cout; using std::endl;

7

8 9

10 11

•inelude •inelude

// Operador new de C++ estándar // prototipos de strepy y strlen

•inelude "empleado2.h"


12

13 14 15 16 17 18 19

// define e inicializa el dato miembro estático int Empleado::cuenta - 0; // define la función miembro estática que devuelve el número de // instancias del objeto Empleado int Empleado::obtieneCuenta() {

20

retura cuenta;

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

) // fin de la función estática obtieneCuenta //el constructor asigna dinámicamente el espacio para // el nombre y el apellido, y utiliza strepy para copiar //el nombre y el apellido dentro del objeto Empleado::Empleado( const char ‘primero, const char ‘ultimo ) (

nombre ■ new char[ strlen ( primero ) ♦ 1 ]; strepy( nombre, primero ); apellido ■ new char[ strlen( ultimo ) ♦ 1 ] ; strepy( apellido, ultimo ); ♦♦cuenta;

// incrementa la cuenta de empleados

cout << "Constructor Empleado para " << nombre << ' • « apellido << " llamado." << endl; ) //fin del constructor Empleado //el destructor libera la memoria asignada de manera dinámica Empleado::-Empleado() {

cout << "-Empleado () llamado para * << nombre << * ' << apellido << endl; delate [] nombre; // recaptura memoria delate [] apellido; // recaptura memoria — cuenta;

// disminuye la cuenta de empleados

) // fin del destructor -Empleado

Rgura 7.18

Definición d e las funciones miembro d e la clase Empleado. (Parte 1 d e 2.)


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500

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

Gases: Parte II

Capítulo 7

// devuelva el nombre del empleado const char ‘Empleado: :obtieneNombre () const { / / u n const antes del tipo de retorno evita que el cliente modifique // datos privados; el cliente debe copiar la cadena devuelta antes //de que el destructor elimine el almacenamiento, para evitar un apuntador indefinido return nombre; ) // fin de la función obtieneNombre // devuelve el apellido del empleado const char «Empleado::obtieneApellido() const { //un const antes del tipo de retorno evita que el cliente modifique // datos privados; el cliente debe copiar la cadena devuelta antes // de que el destructor elimine el almacenamiento, para evitar un apuntador indefinido return apellido; ) // fin de la función obtienaApellido

Figura 7.18

Definición d e las funciones miembro d e la clase Empleado (Parte 2 d e 2.)

También observe en la figura 7.1 8 q u e las im plem cn tacion cs de las fu n cion es obtieneNom bre (lín eas 5 6 -6 3 ) y obtienaApellido (lín ea s 6 6 -7 3 ) d evu elven apuntadores a caracteres con stantes a la función que hace la llam ada. En esta im plem entación, si el clien te desea retener una cop ia d el nombre o d el ap ellid o, él e s responsable d e copiar la m em oria asignada dinám icam ente en el ob jeto Empleado d esp u és de obtener el apuntador al carácter constante del objeto. También es p osib le im plem entar obtieneNombre y obtieneApellido de manera que se so licite al c lie n te pasar el arreglo d e caracteres y el tamaño del arreglo a cada función. E n tonces las fu n cion es po drían cop iar el nombre o el apellido en el arreglo d e caracteres proporcionados por e l cliente. Una v e z m ás, aquí es p osible utilizar la cla se strinq para d evolver una cop ia de un objeto string a la función que hace la llamada. La figura 7 .1 9 utiliza la función obtieneCuenta para determinar el número de instancias creadas del ob jeto Empleado. Observe que cuando no hay instancias creadas del objeto en el pro grama, se realiza la llamada a la función Empleado: :obtieneCuenta() (líneas 15-36). Sin em bargo, cuando existen instancias d e los ob jetos, es p osible llamar a la función obtieneCuenta a través de cualquiera de los objetos, co m o muestran las instrucciones d e las líneas 20 y 21, las cuales utilizan ptrEl para invocar a la función obtieneCuenta. O bserve que utilizar ptrE2->obtieneCuenta ( ) o Empleado::obtieneCuenta ( ) en la línea 21 produciría el m ism o resulta do, debido a que obtieneCuenta siem pre acced e al m ism o m iem bro estático cuenta.

Observación de ingeniería de software 7.12 Algunas empresas especifican dentro de sus estándares de ingeniería de software que todas las llama das a las funciones miembro estáticas se realicen mediante el nombre de la clase y no mediante el manipuUulor del objeto. Una fun ción m iem bro podría declararse c o m o static si ésta no a cced e a lo s datos m iem bro no estáticos y a las fu n cion es m iem bro de la clase. A diferencia de las fu n cio n es m iem bro no estáti ca s, una función m iem bro estática no contiene un apuntador this, debido a q u e los datos m iem bro


Clases: Parte II

Capitulo 7

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// Fig. 7.19: £ig07_19.cpp // Controlador para probar la claaa Empicado. finclude ualng atd::cout; ualng atd:rendí; •ineluda

// oparador naw da C++ estándar

•ineluda "empleado2.h"

// Definición da la claaa Empleado

int main() { oout << "El numero da empleadoa antea da la creación da inatanciaa aa " << Empleado::obtieneCuenta() << endl; // utiliza el nombre de la claae Empleado *ptrEl - naw Empleado( "Susana", "Baez" ); Empleado *ptrE2 - naw Empleado( •Roberto", "Sánchez" ); cout « "El numero de ecpleadoa después de la creación de inatanciaa ea " << ptrEl->obtieneCuenta();

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

cout << << << << << <<

"\n\nEmpleado 1: * ptrEl->obtieneNombre() * " << ptrEl->obtieneApellido() "\nEmpleado 2: " ptrE2->obtlanaNombre() " " << ptrE2->obtieneApellido() << "\n\n";

delata ptrEl; // recaptura memoria ptrEl ■ 0; // desconecta al apuntador dal aapacio libra da memoria delata ptrE2; // recaptura memoria ptrE2 - 0/ // desconecta al apuntador dal aapacio libra da memoria cout << "El numero da empleadoa deapuea da la eliminación ea " << Empleado::obtieneCuenta() << endl; r e t u m 0; > // fin de main

El numero da empleadoa antea da la creación da inatanciaa aa 0 Constructor Empleado para Susana Baez llamado. Constructor Empleado para Roberto Sánchez llamado. El numero da empleadoa deapuea de la creación da inatanciaa es 2 Empleado 1: Susana Baez Empleado 2: Roberto Sánchez ~Bmpleado() llamado para Suaana Baez -Empleado() llamado para Roberto Sánchez

El numero de empleados deapuea de la eliminación es 0 Figura 7.19

Dato miembro estático qu e d a seguimiento al núm ero de objetos de una clase.


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Clases: Parte II

Capítulo 7

estáticos y las fun cion es m iem bro estáticas existen de manera independiente de cualquier ob jeto de la clase.

n Error común de programación 7.10 Utilizar el apuntador thim en una función miembro estática es un error de sintaxis.

Error común de programación 7.11 Declarar una función miembro e s t á t i c a como conm t es un error de sintaxis.

Observación de ingeniería de software 7.13 Los datos miembro estáticos de una clase y las funciones miembro estáticas existen y se pueden utili zar, incluso cuando no existan instancias de los objetos de esa clase. Las líneas 17 y 18 d e la figura 7 .1 9 utilizan el operador new para asignar dinám icam ente dos o b jetos Empleado. Recuerde q u e el programa terminará de inm ediato si no es capaz de asignar uno o am bos objetos. Cuando se asigna cada objeto Empleado, se llam a a su constructor. C uando se utiliza delate en las lín eas 30 a 3 2 para liberar los d o s ob jetos Empleado, se llam a a cada d es tructor d el objeto.

Buena práctica de programación 7.2 Después de eliminar la memoria asignada dinámicamente, establezca el apuntador que hace referen cia a dicha memoria en 0. Esto desconecta el apuntador del espacio asignado previamente y libera el almacenamiento.

7.8 Abstracción de datos y ocultamiento de información Por lo gen eral, la s c la ses ocultan lo s d etalles de su im plem entación a su s clientes. A esto se le llama

ocultam iento d e inform ación. C om o un ejem plo de ocu ltam ien to de inform ación, con sid erem os una estructura d e d atos llamada pila. P iense en una pila en térm inos d e una pila de platos. C uando se co lo ca un plato sobre la pila, siem pre se co lo ca en la parte superior (a esto se le denom ina em pujar en la pila); cuando se rem ueve un plato d e la pila, siem pre se rem ueve de la parte superior (a esto se le d en om in a sa ca r de ¡a pila). Las pilas se conocen com o estructuras de datos últimas en entrar, prim eras en salir (UEPS), el últim o elem en to em pujado (insertado) en la pila es el prim er elem en to sacad o (rem ovid o) de ella. Fl programador puede crear una clase pila y ocultar la im plem entación a su s clien tes. Las pilas se pueden im plem entar fácilm ente m ediante arreglos ( o listas ligadas: vea el capítulo 17, Estructu ras d e datos). Un clien te d e una pila no necesita saber có m o se im plem entó. E l clien te sim plem ente requiere que cuando lo s elem en tos de datos se coloqu en en la pila, d ich o s elem en tos se devuelvan en el orden últim os en entrar, prim eros en salir. A la d escripción de la funcionalidad de una clase in dependientem ente de su im plem entación se le llam a abstracción de datos , y las c la se s en C + + d e finen lo s ya con o cid o s tipos d e d a to s abstractos (A D T s ). A unque lo s usuarios pudieran con ocer los d etalles sobre la im plem entación d e una clase, no deben escribir c ó d ig o que dependa d e esto s deta lles. E sto sign ifica que la im plem entación d e una cla se en particular (tal co m o una que im plcm cntc una pila y sus operaciones d e em pujar y sacar) se p uede alterar o reem plazar sin afectar al resto del sistem a, m ientras la interfaz d e dicha clase no cam bie. La tarea d e un lenguaje de alto nivel es crear una vista con ven iente para que lo s programadores la usen. N o ex iste una vista estándar aceptada, ésta e s una de las razones por las que existen tantos lenguajes de program ación. La program ación orientada a ob jetos en C + + presenta otra visión. La m ayoría de los lenguajes d e program ación enfatizan la s acciones. En esto s lenguajes, los da to s existen co m o ap oyo a las a ccio n es que necesitan realizar lo s programas. D e cualquier forma, los


Clases: Parte II

Capitulo 7

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datos son v istos c o m o “m en os interesantes” que las a ccion es. L os datos son “crudos”. S ó lo existen unos cuantos tipos de datos predefinidos, y es d ifícil para lo s program adores crear su s propios nue vo s tipos de datos. Esta visión cam bia co n C ++ y el estilo de program ación orientada a objetos. C ++ eleva la im portancia d e lo s datos y su com portam iento. La principal actividad e n C + + es crear n uevos tipo (e s decir, cla ses), y expresar las interacciones entre lo s objetos de d ich o s tipos. Para m overse en esta dirección, la com unidad de lo s lenguajes d e program ación necesitaba for m alizar algunas ideas con respecto a los datos. La form alización que consideram os es la ¡dea de lo s tipos de datos abstractos (A D T s). En la actualidad los A D T s reciben tanta atención co m o la pro gram ación estructurada en las d os últim as décadas. L os A D T s no rem plazan a la program ación estructurada. En v e z de eso , proporcionan una form alización adicional que puede mejorar sustancialm ente el p roceso de desarrollo de programas. ¿Q ué es un tipo de dato abstracto? C onsidere el tipo de dato integrado i n t . L o primero que nos viene a la mente es la idea de un entero en m atem áticas, pero i n t en una computadora n o es precisa mente lo que un entero e s en matemáticas. En particular, el i n t de la com putadora está bastante lim i tado en tamaño. Por ejem p lo, i n t en una máquina de 32 bits puede estar lim itado aproxim adam ente al rango - 2 m iles de m illones a + 2 m iles de m illones. Si el resultado de un cálculo cae fuera d e dicho rango, ocurre un error de “desbordam iento” y la máquina responde de una manera que depende d e cada máquina, lo que incluye la posibilidad de producir “calladam ente” un resultado incorrecto. Los ente ros m atem áticos no tienen este problema. Entonces, la idea de un i n t en la com putadora en realidad es só lo una aproxim ación de la idea de un entero en el m undo real. L o m ism o su cede con un d o u b l e . In clu so c h & r e s una aproxim ación: los valores c h a r por lo general son patrones de o ch o bits con unos y ceros; esto s patrones no se parecen en nada a los caracteres que representan, tal co m o la letra m ayúscula z , la m inúscula z . un sig n o de m oneda ( $ ), un d ígito ( 5 ) , etcétera. L os valores de tip o c h & r . en la m ayoría d e las com putadoras, son bastante lim itados com parados co n e l rango de caracteres d el m undo real. El conjunto de caracteres ASCII de siete bits (apéndice B ) proporcio na valores para 128 caracteres diferentes. E sto e s inadecuado para representar lenguajes tales co m o el Japonés y el C hino, que requieren cien to s de caracteres. C onform e el uso de Internet y la World W idc Web se vu elva m ás exten so, el nuevo conjunto de caracteres U n ico d e crece rápidam ente en p o pularidad d eb ido a su habilidad para representar la m ayoría d e los id iom as.2 El punto e s que in clu so lo s tipos integrados proporcionados co n lo s lenguajes d e program ación co m o C + + , en realidad son ap roxim aciones o m odelos de co n cep to s y com portam ientos del m undo real. Hasta este punto hem os tom ado lo s valores i n t co m o una realidad, pero ahora usted tiene una nueva perspectiva a considerar. L os tipos co m o i n t , d o u b l e . c h a r y otros son ejem p los d e tipos abstractos d e datos. Éstas son maneras esen cia les para representar ideas del m undo real en algún ni vel satisfactorio d e precisión dentro de un sistem a d e cóm puto. En realidad, un tipo de dato abstracto m antiene d o s n o cio n es, a saber, una representación d e d a tos y las operaciones q u e se perm iten con d ich o s datos. Por ejem p lo, en C + + , la noción i n t define las operaciones de sum a, resta, m ultiplicación, d ivisión y m ódu lo (entre otros), pero la d ivisión e n tre cero está indefinida; y estas operaciones perm itidas desarrollan, d e una m anera sen sib le para las com putadoras, parám etros tales co m o e l tamaño d e una palabra fija d el sistem a de cóm p uto subya cente. Otro ejem plo e s la idea de lo s enteros negativos, cu y a s operaciones y representaciones de datos son claras, pero las op eracion es para obtener la raíz cuadrada de un entero negativo son indefi nidas. En C + + , el programador utiliza c la se s para im plem cntar tipos d e datos abstractos y su s servi cios. N osotros cream os nuestra propia clase pila en el capítulo 11, Plantillas, y estudiam os la cla se s t a c k d e la biblioteca estándar en el capítulo 21, B iblioteca estándar de plantillas (ST L ).

2. Para mayor información respecto a Unicode, visite w w . u n ic o d a . org.


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Clases: Parte II

Capítulo 7

7.8.1 Ejemplo: tipo de dato abstracto Arreglo En el cap ítulo 4 exp licam os lo s arreglos. Un arreglo no e s m ucho m ás q u e un apuntador y cierto e s pacio en m em oria. Esta primitiva capacidad e s aceptable para realizar op eracion es con arreglos si el programador es precavido y p oco exigen te. E xisten m uchas operaciones que sería bueno realizar con arreglos, pero n o están integradas en C ++. C on la s cla ses de C ++, e l programador puede desarrollar un arreglo A D T que e s preferible para arreglos "brutos”. L a cla se array puede proporcionar m uchas nuevas capacidades útiles tales com o: •

verificación del rango de los su bín d ices

•

el rango arbitrario de su b ín d ices en lugar de tener que com enzar co n 0

•

asign ación de arreglos

•

com paración d e arreglos

•

entrada y salida d e arreglos

•

arreglos q u e co n ocen su s tam años

•

arreglos q u e se expanden de manera dinám ica para acom odar m ás elem en to s

En el capítulo 8. cream os nuestra propia cla se arreglo co n m uchas de estas capacidades, y tam bién introducim os la cla se v e c t o r d e la biblioteca estándar c o n m uchas d e estas capacidades. El cap ítulo 21 exp lica la clase v e c t o r con detalle. C + + tien e un pequeño conjunto de tipos predefinidos. Las c la ses am plían la b ase d el lenguaje d e program ación.

Observación de ingeniería de software 7.14 El programador puede crear nuevos tipos a través del mecanismo de la clase. Estos nuevos tipos se pueden diseñar para utilizarlos de manera tan conveniente como los tipos integrados. Además, C ++ es un lenguaje extensible. Aunque el lenguaje es fácil de ampliar con estos nuevos tipos, la base del len guaje en sí mismo no es modificable. Las nuevas c la ses creadas en am bientes d e C + + pueden ser propiedad de individuos, d e pe queños grupos o d e em presas. Las cla ses tam bién pueden colocarse en las b ibliotecas estándares de c la ses creadas para una am plia distribución. A N SI (A m erican N acional Standards Institute) e ISO (Internacional Organization for Standardization) desarrollaron una versión estándar de C + + que in clu ye una b iblioteca estándar de clases. El lector que aprende C + + y programación orientada a ob jetos estará listo para aprovechar lo s nuevos tipos d e desarrollo de softw are rápido y orientado a com p onentes que se ha h ech o p osible m ediante la creciente riqueza y abundancia de bibliotecas.

7.8.2 Ejemplo: tipo de dato abstracto Cadena D e manera intencional. C + + es un lenguaje breve que proporciona a lo s programadores s ó lo las capacidades b ásicas necesarias para construir un am plio rango d e sistem as (con sid érelo una herra m ienta para desarrollar herram ientas). El lenguaje está diseñado para m inim izar lo s obstáculos rela cionad os con el rendim iento. C + + es apropiado tanto para la program ación de ap licacion es com o para la program ación de sistem as; esto últim o im plica dem andas extraordinarias en cuanto al rendi m iento de programas. C on certeza hubiera sid o p osible incluir un tipo d e dato cadena en los tipos de datos integrados en C ++. En v e z de ello , e l lenguaje se d iseñ ó para incluir m ecan ism os que crearan c im plem entaran tipos de d atos abstractos para cadenas a través de clases. En el capítulo 8, desarro llarem os nuestro propio A D T C a d e n a , e introducirem os también la cla se S t r i n g de la b ibliote ca estándar. E xplicarem os e s to con d etalle en el cap ítulo 15.


Clases: Parte II

Capitulo 7

505

7.8.3 Ejemplo: tipo de dato abstracto Cola D e v ez en cuando, cada uno d e nosotros tiene q u e esperar en una fila. A una fila de espera también se le llam a cola. Esperam os en fila para pagar en el superm ercado, para cargar gasolina, para abor dar el autobús, para pagar en la caseta de cobro de una autopista, y todos lo s estudiantes saben m uy bien acerca de la espera en la fila durante el registro para los cursos que desean. L os sistem as de cóm p uto utilizan m uchas filas de espera de m anera interna, de tal forma que n ecesitam os escribir programas que sim ulen lo que son la s co la s y lo q u e hacen. Una cola e s un buen ejem plo de un tipo de dato abstracto. Una co la ofrece a su s clien tes un buen y claro com portam iento. L os clien tes ponen las cosas, una a la vez, en una cola (m ediante una o p e ración para enfilar), y lo s clien tes obtienen dichas co sa s, una a la vez. sobre dem anda (m ediante una operación para retirar). D e manera conceptual, una cola se puede hacer infinitam ente larga. Por su puesto, una cola real, e s finita. El orden d e lo s elem en to s d evu eltos por una c o la e s prim ero en e n trar, prim ero en salir (PF.PS); el primer elem en to que se inserta en la cola e s el prim er elem en to que se rem ueve de la cola. La cola oculta una representación de datos interna que d e alguna manera da seguim iento a lo s elem en tos que esperan en la línea, y ofrece un conjunto de op eracion es a su s clien tes, a saber, en fi

lar y retirar. A lo s clien tes no les preocupa la im plcm cntación de la cola. L o s clien tes sim plem ente quieren q u e la cola opere “co m o s e le s in d icó ”. Cuando un clien te enfila un nuevo elem en to, la c o la debe aceptar dicho elem en to y colocarlo de manera interna en algún tipo d e estructura de datos de primeras entradas, primeras salidas. C uando el clien te quiere e l sigu iente elem en to de la fila, la c o la d eb e elim inar el elem en to d e su representación interna y d eb e enviar al elem en to al m undo exter no (e s decir, al clien te de la cola) en orden PEPS (e s decir, el elem en to que ha estad o más tiem po en la c o la debe ser el sigu ien te elem en to a devolver, en la sigu ien te operación retirar d e la cola). El A D T cola garantiza la integridad d e su estructura interna de datos. Los clientes no pueden ma nipular estos datos de manera directa. S ólo las funciones m iem bro de la cola tienen acceso a sus datos internos. Los clientes sólo pueden realizar operaciones permitidas en la representación d e datos; las operaciones no proporcionadas en la interfaz pública son rechazadas de alguna manera apropiada. E s to podría significar la em isión d e un m ensaje de error, la terminación de la ejecución, o sim plem ente ignorar la petición de la operación. En el capítulo 17, Estructuras de datos, cream os nuestra propia clase cola y en el capítulo 2 1 , B iblioteca Estándar de Plantillas (ST L ), estudiam os la cla se queue de la b iblioteca estándar.

7.9 Clases contenedoras e iteradores Las clases contenedoras (también llam adas clases colectoras) se encuentran entre los tipos de clases m ás populares, es decir, cla ses diseñadas para contener co lec cio n es de ob jetos. Por lo general, las cla ses contenedoras proporcionan servicios tales co m o la inserción, elim inación , búsqueda, ordena m iento. prueba de un elem en to para determinar si es m iem bro d e la c o le c c ió n , etcétera. Arreglos, pi las, colas, árboles y listas ligadas son ejem p los d e cla ses contenedoras: e n e l capítulo 4 exp licam os los arreglos y en los capítulos 17 y 21 estudiarem os las dem ás estructuras de datos. E s com ún asociar objetos iteradores, o sim plem ente iteradores, m ediante c la ses contenedoras. Un iterador e s un objeto que d evu elve el sigu ien te elem en to de una co lecció n (o realiza alguna acción sobre el sigu iente elem en to d e una co lecció n ). U na v e z q u e se escribe el iterador para una cla se. es p osib le expresar de manera sen cilla la obtención d el sigu ien te elem en to d e la clase. A s í co m o un libro que se com parte entre m uchas personas puede tener m uchas marcas dentro de él, una cla se contenedora puede tener m uchos iteradores en operación d e manera sim ultánea. Cada iterador m an tien e su propia inform ación de “p osición ”. E xplicarem os los contenedores y los iteradores con deta lle en e l cap ítulo 21.


506

Gases: Parte II

Capítulo 7

7.10 Clases proxy A lgu nas v eces, es preferible ocultar lo s d etalles de la ¡m plem entación d e una cla se para evitar el a cc eso a inform ación d el propietario (in clu yen d o lo s datos privados) y a la ló g ica d el programa pro pietario d e una clase. Proporcionar a lo s clien tes de su cla se una clase proxyt que sólo co n o ce la inter fa z pública d e su clase perm ite a lo s clien tes utilizar lo s serv icio s de la clase, sin darles a c c e so a los d etalles d e im plem entación d e su clase. La ¡m plem entación de una c la se p roxy requiere m u ch o s p asos, lo s cu a les m ostram os en las figuras 7 .2 0 a 7.23. Primero cream os la d efin ición de la cla se, para la cla se que co n tien e la im plem entación d el propietario que d eseam os ocultar. Nuestra cla se de ejem plo, a la cual llam am os I m plementacion, aparece en la figura 7.20. I-a cla se proxy Interfaz aparece en la s figuras 7.21 y 7.22. El programa de prueba y la salid a de m uestra aparecen en la figura 7.23. La cla se Implementación (figura 7 .2 0 ) proporciona un so lo dato m iem bro privado llamado valor (lo s datos que d eseam os ocultar al clien te), un constructor para in icializar valor y las fun c io n e s estableceValor y obtieneValor.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Fia. 7.20: implementación.h // Archivo de encabezado para la clase Implementación class Implementación { public: // constructor Implementación ( int ▼ ) : valor( v ) // inicializa el valor con v { // cuerpo vacío } // fin del constructor Implementación // establece el valor de v void estableceValor! int v ) { valor - v; // debe validar v

20 21

) // fin de la función estableceValor

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

// valor de retorno int obtieneValor() const { return valor; ) // fin de la ftinción obtieneValor prívate: int valor; }; // fin de la clase Implementación

Rgura 7.20

Definición d e la clase Im p le m e n t a c ió n


Clases: Parte II

Capitulo 7

C ream os una d efinición de clase proxy llam ada

507

Interfaz (figura 7 .2 1 ) co n una interfaz públi

ca idéntica (excep to por lo s nom bres d el constructor y del destructor) para la cla se Implementacion. El único m iem bro privado de la cla se proxy e s un apuntador a un ob jeto de la cla se Implementacion. U tilizar un apuntador de esta manera n os perm ite ocultar lo s d etalles d e la im plem entación de la clase Implementacion del clien te. O bserve q u e la única m ención en la Interfaz d e la cla se acerca del propietario de la cla se se encuentra en la declaración d el apun tador (línea 17). C uando una d efin ición d e clase (tal co m o la d a s e Interfaz) utiliza solam en te un apuntador o una referencia hacia un objeto de otra cla se (co m o a un objeto d e la cla se implementación), no se requiere incluir el archivo d e en cab ezado de la otra cla se (la cual por lo general re vela los datos privados de la cla se) m ediante #include. U sted sencillam en te puede declarar esa otra cla se co m o un tipo d e dato con una declaración fo n v a r d de clase (lín ea 4), antes d e que el tipo se utilice en el archivo. El archivo d e im plem entación d e la función m iem bro para la cla se proxy Interfaz (figura 7 .2 2 ) e s el único que in clu ye el archivo de encabezado implementacion.h (línea 4 ) que co n tie ne a la cla se Implementacion. E l archivo interfaz.cpp (figura 7 .2 2 ) s e proporciona al clien te co m o un archivo con cód ig o ob jeto precom pilado junto con el archivo de en cab ezad o in

terfaz .h que incluye lo s prototipos de las fun cion es y los servicios proporcionados por la cla se proxy. D eb id o a que el archivo interfaz .cpp está dispon ib le al clien te solam en te co m o cód igo objeto, el clien te no puede ver las interacciones entre la cla se proxy y la cla se propietaria (lín ea s 8, 17. 2 4 y 3 1 ). 1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Fig. 7.21t interfaz.h // Archivo de encabezado para interfaz.cpp clase Implementacion; class Interfaz { publict Interfaz( int ); void estableceValor ( int ); // misma interfaz pública que int obtieneValor() const; / / la clase Implementacion -Interfaz(); private: // requiere una declaración forvard previa (linea 4) Implementacion *ptr; ); // fin de la clase Interfaz

Rgura 7.21

1 2 3 4 5

// declaración forvard de la clase

Definición de la clase I n t e r f a z .

// Fig. 7.22: interfaz.cpp // Definición de la claae Interfaz finclude *interfaz.h" // definición de la clase Interfaz finclude *implementacion.h* // definición de la clase Implementacion

Rgura 7.22

Definición d e las funciones miembro d e la clase I n t e r f a z . (Parte 1 d e 2.)


508

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Clases: Parte II

Capítulo 7

// constructor Interfaz::Interfaz( int v ) : ptr { new Implementacion( v ) ) // inicializa ptr { // cuerpo vacío > // fin del constructor Interfaz // llama a la función obtieneValor de Implementacion void Interfaz::estableceValor( int v ) { ptr->estableceValor( v ); } // fin de la función estableceValor // llama a la función obtieneValor de Implementacion int Interfaz::obtieneValor() const { return ptr->obtieneValor(); ) // fin de la función obtieneValor // destructor Interfaz::-Interfaz() ( delate ptr; ) // fin del destructor -Interfaz

Rgura 7.22

Definición d e las funciones miembro d e la clase

Interfaz. (Parte 2 d e 2.)

La figura 7.2 3 prueba la clase Interfaz. O bserve que dentro main (lín ea 8) solam ente se in clu y e el archivo de en cab ezado para interfaz, no se hace m ención d e la ex isten cia d e una clase separada llam ada Implementacion. D e esta manera, el clien te nunca ve lo s datos privados de la cla se Implementacion, y el có d ig o d el clien te tam poco puede volverse dependiente del có d igo d e Implementacion.

1

// Fig. 7.23: fig07_23.cpp

2

// Ocultamiento de loe datos privados de una clase mediante una clase proxy. iinclude

3 4

5 6


7 8 9 10

finelude "interfaz.h"

11

<

12 13 14 15

// definición de la clase Interfaz

int main () Interfaz i( 5 ); cout << "Interfaz contiene: " << i.obtieneValor{) << " antes de estableceValor* << endl;

Rgura 7.23

Implementaclón d e una clase proxy. (Parte 1 de 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

16 17 18 19 20

21

22 23 24

509

i.establ«c«Valor( 10 )j cout << "Interfax contiene: " « i.obtieneValor{) << " después de estableceValor* << endl; retura 0; } // fin de main

Interfax contiene: 5 antes de estableceValor Interfax contiene: 10 después de estableceValor

Figura 7.23

Implementación d e una clase proxy. (Parte 2 d e 2.)

7.11 (Ejemplo práctico opcional) A cerca de los objetos: programación de las clases para el simulador del elevador En las se c c io n e s “Acerca d e lo s objetos" que aparecen al final de lo s capítulos 2 a 5, d iseñ am os nues tro sim ulador d el elevador. En el cap ítulo 6 com enzam os la program ación d el sim ulador en C ++. En el cuerpo d el capítulo 7 exp licam os las dem ás capacidades de C + + necesarias para ¡m plem entar un sim ulador co m p leto y funcional. A nalizam os la adm inistración dinám ica de ob jetos, utilizando new y dele te para crear y destruir ob jetos, respectivam ente. Tam bién exp lica m o s la co m p o sició n , una capacidad que nos permite crear cla ses que contienen ob jetos d e otras c la ses co m o datos m iem bros. La com p osición nos perm ite crear una cla se Edificio que co n tien e un objeto Bitácora, un Reloj, un Elevador y d o s ob jetos Piso; una cla se Elevador que co n tien e un objeto d e cada una de la s cla ses BotonElevador, Puerta y Campana; y una cla se Piso que contiene ob je tos BotonPiso y Luz. Tam bién analizam os có m o utilizar las cla ses m iem bro static y const. y la sintaxis d e in icialización de m iem bros para lo s constructores. En esta se cc ió n , continuarem os con la im plcm cntación d e nuestro sistem a del elevador e n C + + m ediante estas técnicas. A l final de esta secció n presentam os un sim ulador com p leto en C + + (casi 1300 lín eas de có d ig o ), a sí co m o un análisis detallado del có d ig o . En la sección 9 .1 0 , com p letam os nuestro ejem p lo práctico sobre el si m ulador d e un elevador, incorporando la herencia en la sim ulación; en e s e m om ento, presentarem os s ó lo el có d ig o adicional d e C + + que utilizam os para ¡mplem entar la herencia.

P anoram a de ¡a im p le m en ta ció n co rrespondiente a la sim u la ció n d el elevador Nuestra sim ulación está controlada por un ob jeto de la cla se Edificio, el cual co n tien e d o s ob je tos d e la cla se Piso y un objeto de cada una de las cla ses Elevador. Reloj y Bitácora. Esta relación d e com p osición apareció en e l diagrama d e cla ses U M L de la figura 2.43. FJ reloj da seg u i m iento al tiem po de la sim u lación actual en segundos, y el ed ific io increm enta el reloj una v e z por segundo. L a bitácora es responsable de programar la llegada de la gen te a cada piso. E l diagrama d e secu en cias que presentam os en la figura 4 .2 7 m odela el com portam iento d e la bitácora. D esp ués d e que el reloj hace tic, el ed ific io actualiza la bitácora con el tiem po actual (a tra vés de la función m iem bro tiampoProceso de la cla se Bitácora). La bitácora com para este tiem po co n lo s sigu ien tes tiem p os program ados de llegada de la gente a cada p iso. Si se programa que una persona llegu e a un p iso, la bitácora determ ina si el p iso está desocup ado llam ando a la fu n ción m iem bro estaOcupado. d e la cla se Piso. Si esta llam ada d evu elve true. en tonces una per son a está esperando en el piso. En este caso , la bitácora invoca a su función tiempoRetardo para retardar un segundo e l sigu iente m om ento en que una persona puede llegar a e s c piso.


510

Clases: Parte II

Capítulo 7

Si e l piso está d esocupado (e s decir, la llam ada d evu elve

falso), la bitácora crea un objeto de

la c la se Persona, y esa persona su be en el p iso apropiado. D esp ués, la persona invoca a la función m iem bro presionaBoton de la cla se BotonPiso. E l botón del p iso, a su vez, invoca a la fun ción m iem bro llamaElevador de la cla se Elevador. El ed ific io tam bién actualiza al elevador con el tiem po actual en segun dos, después de cada tic d el reloj. El diagrama de actividad q u e presentam os en la figura 3 .3 2 m odela algunos d e lo s c o m portam ientos d el elevador. U na v ez que recibe el tiem po actualizado, el elevador primero verifica su estad o actual (ya sea en “ m ovim iento” o no). Si el elevador está en m ovim ien to entre lo s p isos, pe ro n o está programado para llegar a un p iso en e se m om ento, el elevador d esp lieg a su dirección de m ovim ien to en la pantalla. Si el elevador está en m ovim ien to, y el tiem po actual co in cid e con el sigu ien te m om ento de llegada program ado, el elevador se detiene, restablece su botón, suena su cam pana y notifica al p iso que el elevador ha llegado (a través de la función m iem bro lleg&d&Elevador d e la cla se Piso). En respuesta, el piso restablece su botón y en cien de su luz. El elevador abre su puerta, lo que ocasion a que la puerta d el p iso abra, que el pasajero salga y que la persona que espera en el p iso entre. D esp u és, el elevador cierra su puerta, lo que o casion a que la puerta del piso cierre, y determ ina si el otro p iso necesita servicio. S i e s a sí, el elevador com ien za a m overse hacia e sc piso. Si el elevador no está en m ovim ien to cu an do recibe la actualización d el tiem po por parte del ed i ficio, el elevador determ ina cuál de lo s p isos necesita su servicio. S i el p iso actual necesita servicio (e s decir, una persona presionó e l botón d el elevador en e l piso actual), el elevador suena su cam pa na, notifica su llegada al piso y abre su puerta. I-a persona q u e espera en el p iso entra al elevador y presiona el botón del elevador para iniciar el m ovim ien to hacia el otro piso. Si el otro p iso necesita serv icio (e s decir, una persona presionó el botón d el otro p iso ), el elevador com ien za a m overse hacia e s c piso.

Im p lem en ta ció n de la sim u la ció n del elevador En la s se cc io n e s anteriores “A cerca d e lo s ob jetos”, reunim os inform ación sobre nuestro sistem a. N osotros utilizam os esta inform ación para crear un d iseñ o orientado a objetos de nuestra sim ulación, y u tilizam os U M L para representar este d iseño. A hora ya h em o s ex p lica d o toda la tecn ología de program ación orientada a ob jetos necesaria para im plem entar una sim ulación funcional. El resto d e esta se cc ió n con tien e nuestra im plem entación en C + + y una ex p lica ció n detallada d el có d ig o . N uestro programa principal (figura 7 .24) prim ero so licita al usuario que introduzca la duración d e la ejecu ción de la sim u lación y q u e escriba e s c valor (lín ea s 15-16). La llam ada a cin. ignore (lín ea 17) indica al flujo cin q u e ignore e l carácter d e retom o q u e el usuario escribe d esp u és del entero, en tiem po de ejecución. E sto elim ina al carácter d e retom o d el flujo de entrada. E sto lo ha c e m o s para ayudar al usuario del programa a ver el resultado. En particular, la fun ción ejecuta-

simulador de la cla se Edificio (figura 7 .2 6 , líneas 3 0 -5 0 ) contiene un c ic lo q u e espera a que el usuario presione la tecla E ntrar (figura 7 .2 6 , línea 4 6 ), para ejecutar la sigu ien te iteración del ciclo . E sto permite al usuario estudiar el resultado, y d esp u és decir a l programa cuándo continuar con la ejecución. C uando el usuario inicialm ente introduce la duración de la sim ulación, é ste escri b e un entero que representa la duración de la sim u lación y presiona la tecla Entrar para indicar el valor al programa. Tanto el valor entero co m o el carácter de retorno que representan a la tecla En

tra r , se envían al programa. Sin em bargo, só lo el valor entero que el usuario escrib ió e s en realidad leído por la línea 16; e l carácter de retom o p erm anece en la entrada, esperando ser leído. Sin la lla mada a cin. ignore d e la línea 17, la instrucción de la línea 4 6 correspondiente a la figura 7 .2 6 leería e se carácter d e retom o, lo que evitaría que el usuario estudiara la primera parte de la salida del programa, y evitaría que el usuario indicara al programa cu án do ejecutar la siguiente iteración del c ic lo .


Clases: Parte II

Capitulo 7

D esp u és, el programa principal crea e l objeto

511

edificio (lín ea 19) e in voca a su función

m iem bro ej ecutasimilador (lín ea 24), y pasa co m o un argum ento la duración especificada por el usuario. El controlador tam bién im prim e m ensajes al usuario, cuando la sim ulación co m ien za (lí neas 2 1 -2 2 ), y cuando termina (lín ea 26). D e acuerdo con nuestro diagrama de cla ses (figura 2 .4 3 ), la cla se Edificio está com puesta por ob jetos d e m uchas otras clases. El archivo de encabezado edificio (figura 7 .2 5 ) refleja esta com p osición en la s lín eas 19 a 23. La cla se Edificio está com p uesta por d o s ob jetos Piso (pisol y piso2), un objeto Elevador (elevador), un ob jeto Reloj (reloj) y un objeto Bi

tácora (bitácora).

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Fig. 7.24: simuladorElevador.cpp // Controlador del simulador. finelude using std::cout; using std::cin; using std::endl; #include "edificio.h"

// Definición de la clase Edificio

10 11

int main()

12

{

13 14 15 16 17 18 19

int duración;

// longitud de la simulación en segundos

cout << "Introduzca tiempo de ejecución: *; cin >> duración; cin.ignore(); // ignora el carácter devuelto Edificio edificio;

// crea el edificio

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

cout « endl « "*** COMIENZA LA SIMULACION DEL ELEVADOR ***" << endl << endl; edificio.ejecutasimilador( duración );

cout << "*** TERMINA LA SIMULACION DEL ELEVADOR

1 3 4

•* * "

«

retura 0 ; ) // fin de main

Figura 7.24

2

// comienza la simulación

Sm ulaclón del elevador.

// Pig. 7.25: edificio.h // Definición de la clase Edificio. fifndef EDIFICIO_H tdefine EDIPICIO_H

Figura 7.25

Archivo de e n ca b e za d o d e la clase

Edificio. (Parte 1 d e 2.)


endl;

512

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Clases: Parí© II

•inelude •inelude •inelude •inelude

Capítulo 7

"elevador.h" "piso.h" "reloj.h" "bitácora.h"

II II II II

definición definición definición definición

de de de de

la la la la

clase clase clase clase

Elevador Piso Reloj Bitácora

class Edificio { public: // constructor EdificioO; // destructor -Edif icio() ; void ejecutaSimulador( int ); // controla la simulación private: Piso pisol; Piso piso2; Elevador elevador; Reloj reloj; Bitácora bitácora;

// // // // //

objeto objeto objeto objeto objeto

pisol piso2 elevador reloj bitácora

); // fin de la clase Edificio •endif // EDIFICIO_H

Figura 7.25

A rchivo d e e n c a b e z a d o d e la c la s e E d i f i c i o . (P a rte 2 d e 2 .)

La figura 7 .2 6 muestra el archivo de im plem entación para la cla se Edificio. Las líneas 12 a 20 definen al constructor de la clase. Su lista de inicialización de m iem bros (líneas 13-16) llama a los constructores para varios de los objetos que com ponen la clase Edificio. L os argum entos Piso:: PZSOl Y Piso::PIS02 (en la s lín eas 13-14) son constantes definidas en la cla se Piso.

1 2 3 4 5

6 7

I I Fig. 7.26: edificio.cpp // Definición de lee funciones miembro para la clase Edificio. •inelude


8 9

tinclude "edificio.h" // Definición de la clase Edificio

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

// constructor Edificio::Edificio()

: pisol( Piso::PISOI, elevador ), piso2( Piso::PIS02, elevador ), elevador( pisol, piao2 ), bitácora( pisol, piso2 ) { cout << "edificio construido" << endl;

} // fin del constructor Edificio

Rgura 7.26

Archivo de Implementación de la clase E d i f i c i o . (Parte 1 de 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

513

21 22 23 24 25

// destructor Edificiosi-Edificio() { cout << "edificio destruido" << endl;

26

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

) // fin del destructor -Edificio // función p&ra controlar la simulación void Edificios sejecutaSimulador( int tiempoTotal ) { int tiempoActual - 0; while ( tiempoActual < tiempoTotal ) { reloj.marcaseg(); // incrementa el tiempo tiempoActual ■ reloj.obtieneTiempo(); // obtiene tiempo nuevo cout << "TIEMPOS " << tiempoActual << endl; // procesa la llegada de personas para tieisspoActual bitácora.tiessspoProceso( tiempoActual ); // procesa los eventos del elevador para tiempoActual elevador.tieaspoProceso( tiempoActual ); // espera a que se digite una tecla, de manera que el usuario vea la salida cin.getO; } // fin de while ) // fin de la función ejecutaSimulador

R g u ra 7.26

A rch ivo d e Im p lem en tacló n d e la c la se Edificio. (P a rte 2 d e 2.)

La funcionalidad principal d e la cla se Edificio se encuentra en su fun ción m iem bro «jecutaSimulador (lin cas 3 0 -5 0 ), la cual se repite hasta que el tiem po esp ecifica d o ha transcu rrido. En cada iteración, Edificio indica a reloj q u e increm ente su tiem po en un segundo, enviando a reloj el m ensaje marcases (línea 35). D esp ués, Edificio recupera el tiem po de reloj, llam ando a la función m iem bro obtieneTiempo (lín ea 36). tiempoActual en tonces se envía a través d e lo s m ensajes de tiempoProceso hacia bitácora y hacia elevador (lín eas 4 0 -4 3 , respectivam ente). Por últim o, agregam os una llam ada a cin. get (línea 4 6 ) para per mitir al usuario ver la salida d e la sim u lación , antes de presionar la tecla E ntrar para que vea lo s resultados de la sim ulación para e l sigu iente tic d el reloj. O bserve que sin la instrucción cin. ignore de la línea 17 correspondiente a la figura 7 .2 4 , la primera vez que la instrucción cin .get se ejecuta, ésta leería el carácter de retom o que el usuario escribió para indicar la duración de la sim u lación al programa, y el c ic lo continuaría inm ediatam ente c o n su sigu iente iteración. La clase Reloj (figuras 7.27 y 7.28) no está com p uesta por ningún otro objeto. U n objeto de la clase Reloj puede recibir m ensajes para increm entar tiempo a través d e la función m iem bro marcaSeg. El tiem po actual s e pone a d isp o sició n de otros objetos a través de la función m iem bro obtieneTiempo. O bserve que la función obtieneTiempo es const, ya que no m odifica a un objeto de la clase Reloj.


514

1 2 3 4 c o 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Clases: Parte II

// Fig. 7.27: reloj.h // Definición de la clase Reloj. •ifndef RELOJ_H •define RELOJ_H clase Reloj ( public: Reloj(); -Reloj(); void marcaSegO; int obtieneTiempo() const; private: int tiempo;

// constructor

// destructor // incrementa al reloj un segundo // devuelve el tiempo actual del reloj // tiempo del reloj

); // fin de la clase Reloj •endif // RíLOJH

Figura 7 .2 7

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Capítulo 7

A rchivo d e e n c a b e z a d o d e la c la s e R e l o j .

// Fig. 7.28: reloj.cpp // Definición de les funciones miembro para la claee Reloj •inelude using etd::cout; using std::endl; tinclude "reloj.h"

// Definición de la claee Reloj

10

//

11 12 13 14 15 16 17 18 19

Reloj::Reloj() : tiempo( 0 ) // inicializa tiempo en 0 { cout << "reloj construido" << endl;

// destructor Reloj::~Reloj{)

20

{

21

c o n stru c to r

) // fin del constructor Reloj

cout << "reloj destruido" << endl;

22 23 24 25 26 27 28 29 30

} // fin del destructor -Reloj // incrementa el tiempo en 1 void Reloj::marcaSeg() { tiempo++; > // fin de la función marcaSeg

Figura 7.28

Archivo de Implementación de la clase R e l o j . (Parte 1 de 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

31 32 33 34 35 36 37 Figura

515

// devuelve el tiempo actual int Reloj::obtieneTiempo() const { retura tiempo; ) // fin de la función obtieneTiempo

7.28

Archivo d e implementaclón de la clase

Reloj. (Parte 2 de 2.)

La clase Bitácora (figura 7 .2 9 ) crea objetos de la cla se Persona, en m om entos generados al azar, y lo s colo ca en lo s p isos apropiados, l a interfaz pública lista a la función m iem bro tiempoProceso (lín ea 13), la cual tom a co m o su argum ento a l tiem po actual. El archivo d e en cab eza do también lista diversas fu n cion es privadas (la s cu a les exp licarem os en un m om ento) que realizan las tarcas requeridas por la función m iem bro tiempoProceso. E stas fun cion es no aparecen en el diagram a U M L d e la figura 6.25: en su lugar, cream os esta s fun cion es con form e im plem entam os la cla se, para ayudar a dividir la s tareas de la bitácora en partes m ás m anejables.

1

2 3 4 5 6

// Pig. 7.29: bitácora.h // Definición de la claae Bitácora, •ifndef BITACORA_H •define BITACORA_H clasa Piso;


7 8

claaa Bitácora {

9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19

20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

public: Bitacora( Piao &, Piso & ); -Bitácora(); void tiempoProceso ( int );

// constructor // destructor // establece el tiempo de la bitácora

private: // tiempo de la bitácora de llegada a piso void programaTiempo( const Piso & ); // tiempo de retardo de llegada a piso void tiempoRetardo( const Piso & ); // crea nueva persona; la coloca en el piso void ereaNuevaPersona ( Piso & )/ // manipulador de llegada de la persona a un piso void manipulaLlegadaa( Piso &, int ); int tiempoActualDeReloj; Piso &refPisol; Piso &refPiso2;

Figura 7.29

Archivo de encabezado para la clase Bitácora. (Parte 1 de 2.)


516

33 34 35 36 37 38

Clases: Parte II

Capítulo 7

int tiempoLlegadaPisol; int tiempoLlegadaPiso2; ); // fin de la clase Bitácora fendif // BITACORA H

figura 7.29


Bitácora.(Parte 2 d e 2.)

I-a figura 7 .3 0 m uestra el archivo de im plcm cntación para la cla se

Bitácora. La función

m iem bro tiexopoProceso (lín eas 6 9 -7 9 ) d elega la m ayoría de sus responsabilidades a funciones d e utilidad m ás pequeñas dentro d e la clase. El constructor d e la cla se Bitácora (lín ea s 17-29) prim ero estab lece la sem illa del generador d e núm eros seud oalcatorios (lín ea 2 2 ) co n un núm ero, basándose en el tiem po actual del sistem a de la com putadora. Esto o casion a que el generador de núm eros aleatorios produzca una serie diferente de núm eros, cada vez que se ejecuta e l programa. D esp u és, el constructor llam a a la función programaTiempo (definida en las líneas 3 9 -5 2 ) para cada uno de los d o s p isos (lín eas 2 6 -2 7 ). Esta fun ción m iem bro calcu la un tiem po de llegada seudoaleatorio (en este caso, un núm ero aleatorio en e l rango de 5 a 2 0), para el prim er objeto Perso na que la Bitácora genere en cada piso.

1 2 3

// Fig. 7.30: bitácora.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Bitácora. finclude

4

5 6

using std::cout; using std:rendí;

7

8 9

10

finclude finclude finclude

11 12 13 14 15 16

finclude "bitácora.h" finclude "piso.h" finclude "persona.h"

// definición de la clase // definición de la clase // definición de la clase

Bitácora Piso Persona

20

// constructor Bitácora::Bitácora( Piso ftprimerPiso, Piso &segundoPiso ) : tiempoActualDeReloj( 0 ), refPisol( primerPiso ) , refPiso2( segundoPiso )

21

{

17

18 19

22 23 24 25 26 27 28 29 30

srand( time( 0 ) ); // semilla del generador de números aleatorios cout << "bitácora construida" << endl; // programa las primeras llegadas para los pisos 1 y 2 programaTiempo( refPisol ); programaTiempo( refPiso2 ); ) // fin del constructor Bitácora

figura 7.30

Archivo d e Implementación d e la clase B i t á c o r a . (Parte 1 de 3.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

31 32 33 34 35 36 37 38 39

// destructor Bitácora::-Bitácora{) { cout << "bitácora destruida" << endl;

40

{

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

71 72 73 74 75 76 77 78 79

) // fin del destructor -Bitácora // programa llegada al piso void Bitácora::programaTiempo( const Piso &piso ) int numeroPiso - piso.obtieneNumero(); int tiempo!.legada - tiempoActualDeReloj ♦ ( 5 ♦ rand() \ 16 ); numeroPiso ■- Piso::PIS01 ? tiempoLlegadaPisol ■ tiempoLlegada : tiempoLlegadaPiso2 - tiempoLlegada; cout << "(la bitácora programa a la siguiente persona para el piso " << numeroPiso << " en tiempo " « ti empoL legada << *)' << endl; ) // fin de la función programaTiempo // reprograma la llegada al piso void Bitácora::tiempoRetardo( const Piso fcpiso ) ( int numeroPiso - piso.obtieneNumero{)j int tiempoLlegada ■ ( numeroPiso -- Piso: :PISO 1 ) ? ♦■«■tiempoLlegadaPisol : ++tiempoLlegadaPiso2; cout << "(la bitácora retarda a la siguiente persona para el piso " << numeroPiso << " hasta el tiempo " << tiempoLlegada << ')' << endl; ) // fin de la función tiempoRetardo // proporciona el tiempo a la bitácora void Bitácora::tiempoProceso( int tiempo ) {

tiempoActualDeReloj - tiempo;

// registra el tiempo

// manipula la llegada al piso 1 manipulaLlegadas( refPisol, tiempoActualDeReloj ); // manipula la llegada al piso 2 manipulaLlegadas( re£Piso2, tiempoActualDeReloj ); } // fin de la función tiempoProceso

80

81 82 83

517

// crea una nueva persona y la coloca en un piso especifico void Bitácora::creaNuevaPersona( Piso Apiso ) {

Figura 7.30

Archivo de Implementaclón d e la clase B i t á c o r a . (Parte 2 d e 3.)


518

Clases: Parí© II

84 85

86 87 88 89 90 91 92

Capítulo 7

int pisoDestino ■ piso.obtieneNumero() -- Piso:tPISOl 7 Piso::PIS02 : Piso::PISOl; // crea una nueva persona Persona *ptrNuevaPersona - new Persona( pisoDestino ); cout << "bitácora crea una persona " « ptrNuevaPersona->obtieneID() << endl;

93

94 95 96 97 98 99 100

// coloca a la persona en el piso apropiado ptrNuevaPersona->entraAlPiso( piso ); programaTiempo( piso ); // programa la siguiente llegada ) // fin de la función creaNuevaPersona

101

// manipula las llegadas a un piso especifico void Bitácora::manipula Llegadas ( Piso &piso, int tiempo ) 103 { 104 int numeroPiso - piso.obtieneNumero(); 105 106 int tiempoLlegada - ( numeroPiso ■» Piso::PIS01 ) ? 107 tiempoLlegadaPisol : tiempoLlegadaPiso2; 108 109 if ( tiempoLlegada -- tiempo ) { 110 111 if ( piso.estaOcupado() ) // si el piso está ocupado, 112 tiempoRetardo( piso ); // retarda la llegada 113 114 else // de lo contrario, 115 creaNuevaPersona( piso ); // crea una nueva persona 116 117 } // fin del if externo 118 119 } // fin de la función manipulaLlegadas 102

Figura 7.30

Archivo d e Implementacíóo d e la clase Bitácora. (Parte 3 d e 3.)

edificio actualiza a bitácora cada segun do con el tiem po actual, m ediante la función m iem bro tiempoProceso d e bitácora (lín ea s 6 9 -7 9 ). El diagram a de En nuestra sim u lación ,

secu en cias de la figura 4.2 7 m od eló la secu en cia d e actividades que ocurrieron en respuesta d el m en saje de tiempoProceso. y nuestra im plem en tación refleja este m odelo. Cuando se invoca a la función m iem bro tiempoProceso, la s líneas 74 y 77 llam an a la función manipulaLlegadas (lín ea s 102-119) para cada piso. Esta función de utilidad com para el tiem po actual (conform e lo pro porciona edificio) con el sigu iente m om ento d e llegada program ado para el p iso d ado (línea 109). Si el tiem po actual co in cid e con el tiem po de llegada para este p iso, y si una persona actual m ente ocupa un p iso (línea 111), la línea 112 llam a a la función de utilidad tiempoRetardo para retardar en un segun do la sigu iente llegada programada. Si el piso no se encuentra ocupado por una persona, la bitácora invoca la función de utilidad creaNuevaPersona (lín ea 115), la cual crea un objeto de clase Persona m ediante el uso d el operador new (línea 89). E ntonces, la bitacora envía a este objeto de la cla se Persona el m ensaje entraAlPiso (línea 9 5 ). Una v e z que


Clases: Parte II

Capitulo 7

la persona entra a un p iso, la

519

bitácora llam a a la función de utilidad programaTiempo (línea

9 7 ) para determinar el sigu ien te tiem po en el que la bitácora d eb e crear a una nueva persona. H em os exam in ado la im plem entación para todas las c la ses que com ponen la parte d el c o n trolador de la sim ulación; ahora exam in am os las c la se s que com p onen la parte d el m odelo d e la sim ulación. La clase Campana (figura 7 .3 1 ), co m o la cla se Reloj no están com puestas por otros objetos. La interfaz pública de la cla se Campana con siste en un constructor, un destructor y la fun ción m iem bro suenaCampana. Las im plcm cn tacion cs d e estas fun cion es (figura 7 .3 2 ) muestran los m ensajes en la pantalla.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

// Pig. 7.31: campana.h // Definición de la clase Campana. •ifndef CAMPANA H •define CAMPANAH class Campana ( public: Campana(); -Campana(); void suenaCampana() const; >; // fin de la clase Campana •endif // CAMPANA H

Rgura 7.31 1 2 3

// constructor // destructor // suena la campana

Archivo d e e n ca b e za d o para la clase Campana

// Fia. 7.32: campana.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Campana. finelude

4

5 6 7 8 9 10 11

usina std::cout; usina std::endl;

12

{

13

iinclude »campana.h"

// definición de la clase Campana

// constructor Campana::Campana() cout << "campana creada" << endl;

14

15

} // fin del constructor Campana

ló 17 18 19 20

// destructor campana::-Campana() ( cout << "campana destruida" << endl;

22 23

) // fin del destructor -Campana

21

Rgura 7.32

Archivo de Implementación d e la clase Campana (Parte 1 d e 2.)


520

24 25 26 27 28 29

Clases: Parte II

Capítulo 7

// suena campana void Campana::suenaCampana() conat { cout << "el elevador suena la campana" << endl; } // fin de la función suenaCampana

Figura 7 .3 2

Archivo d e Implementacíón d e la clase C a m p a n a . (Parte 2 d e 2.)

La cla se Luz (figuras 7.3 3 y 7 .3 4 ) m uestra d o s fun cion es m iem bro, un constructor y un d es tructor en su interfaz pública. La función m iem bro enciende, prende la luz al co lo ca r el dato m iem bro encendida en true (figura 7.34, líneas 2 9 -38). La función m iem bro apaga (figura 7 .3 4 , líneas 4 1 -5 0 ) apaga la luz al colocar el dato m iem bro encendida en false.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 7.33: luz.h // definición de la clase Luz. iifndef LUZ_H «define LUZ_H class Luz { public: Luz( int ); ~Luz();


11 12 13 14 15 16 17 18 19

void encienden; // enciende la luz void apaga(); // apaga la luz prívate: bool encendida/ const int numeroPiso;

// verdadero si está encendida; falso si está apagada // número del piso que contiene la luz

); // fin de la clase Luz

20 21

iendif // LüZ_H

Figura 7.33

1 2 3 A A 5 6 7 8 o 10 11 12 13

Archivo d e e n ca b e za d o para la clase Luz.

// Pig. 7.34: luz.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Luz •inelude using std::cout; using std:rendí; •inelude "luz.h"

// definición de la clase Luz

// constructor Luz::Luz( int numero ) : encendida( false ), numeroPiso( numero )

Rgura 7.34

Archivo d e Implementación d e la clase

Luz. (Parte 1 d e 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

14 15 16 17 18 19 20 21

// destuctor Luxx:~Lux()

22

{

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

521

{ cout << "pieo " << nuneroPiso << * lux construida" << endl; ) // fin del conetructor Lux

cout << "pieo " « muneroPiso << * lux destruida" << endl; ) // fin del destructor -Luz // enciende la lux void Lux 1 1 enciende() { if ( 1encendida ) { //si la lux no está encendida, la enciende encendida ■ true; cout << "piso " << numeroPiso « * se enciende la lux" << endl; ) // fin de if ) // fin de la función enciende // apaga la lux void Lux t:apaga() { if ( encendida ) { // si la lux está encendida, la apaga encendida ■ false; cout << "piso " << numeroPiso « * se apaga la lux" << endl; ) // fin de if } // fin de la función apaga

Figura 7.34

Archivo d e implementación de la clase

Luz. (Parte 2 d e 2.)

La clase Puerta (figuras 7.3 5 y 7 .3 6 ) juega un rol im portante en nuestro simulador. E l objeto puerta señala al pasajero del elevador que salga, e indica a la persona que espera en el piso que entre al elevador. La función m iem bro abrePuerta de Puerta (figura 7 .3 6 , líneas 2 9 -5 4 ) permite que ocurran estos su cesos. La función m iem bro abrePuerta tom a cuatro argum entos. El prim ero es un apuntador al objeto de la cla se Persona q u e ocupa el elevador. FJ segundo e s el apuntador al ob jeto de la cla se Persona que espera en el piso. L o s argum entos restantes son refe rencias a ob jetos de la cla se Piso y de la cla se Elevador, respectivam ente. Un Elevador está com puesto por varios ob jetos, uno d e lo s cuales es una Puerta; para im plcmentar esta com p osición, el archivo d e encabezado d e la clase Elevador d eb e contener la línea:

•inelude "puerta.h" La clase Puerta utiliza una referencia hacia un ob jeto de la cla se Elevador (figura 7 .3 5 , línea 17). Para utilizar esta referencia, la d a s e Puerta podría incluir el archivo d e encabezado para la clase

Elevador con la línea: •inelude "elevador.h"


522

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Clases: Parte II

Capítulo 7

// Fig. 7.35: puerta.h // Dafinición da la clase Puerta. iifndef PUERTA_H «define PUERTA H clase Persona; // declaración forward clase Piso; // declaración forward class Elevador; // declaración forward class Puerta {

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

public: PuertaO; -PuertaO;


void abrePuerta ( Persona * const, // abre la puerta Persona * const. Piso &, Elevador & ); void cierraPuerta( const Piso & ); // cierra la puerta prívate: bool abierta;

// abierto o cerrado

22 23 24 25 Figura

>; «endif // PUERTA_H

7.35


Puerta

Por lo tanto, el archivo d e encabezado para la cla se Elevador incluiría al archivo de encabezado para la cla se Puerta y viceversa. A lgu n os prcproccsadotcs n o podrían resolver d ich as directivas

«inelude y producirían un error fatal d eb ido a este problem a de inclusión circular. En lugar d e incluir el archivo de encabezado co m p leto d e Elevador, só lo co lo ca m o s una declaración forward de la clase Elevador en el archivo de encabezado para la clase Puerta (figura 7 .3 5 , línea 8). La declaración forward sign ifica que el archivo de encabezado con tien e apuntadores o referencias hacia objetos d e la clase Elevador, pero esa definición de la cla se Elevador resi d e fuera d el archivo de encabezado. O bserve que también tenem os declaraciones forward para las c la ses Persona y Piso (lín eas 6 -7 ), de manera que p odem os utilizar estas cla ses en el prototipo d e la función m iem bro abrePuerta. I-a figura 7 .3 6 lista el archivo d e im plcm entación para la cla se Puerta. En las lín eas 9 a 11, in clu im os lo s archivos de en cab ezad o para las c la ses Persona. Piso y Elevador. Estas directi vas «inelude corresponden a nuestras d eclaraciones forward en el archivo de en cab ezad o de Puerta. L o s archivos d e en cab ezado in clu id os contienen lo s prototipos de la s fun cion es necesarias para invocar a las fu n cion es m iem bro d e estas clases.

1 2 3

// Fig. 7.36: puerta.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Puerta. «include

4 5 6


Figura 7.36

Archivo d e Implementación d e la clase

Puerta. (Parte 1 d e 3.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

523

7

8 9

10

11 12 13 14 15 16 17 18 19

•inelude •ineluda •inelude •inelude

"puerta.h* "persona.h" "piso.h* "elevador.h"

// // // //


de de de de

la la la la


Puerta Persona Piso Elevador

// constructor Puerta i:Puerta() : abierta( falae ) // inicializa abierto en falso {

cout << "puerta construida" << endl; > // fin del constructor Puerta

20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

// destructor Puerta i:-Puerta() {

cout << "puerta destruida* << endl; ) // fin del destructor -Puerta // abre la puerta void Puerta::abrePuerta( Persona * const ptrPasajero, Persona * const ptrSiguientePasajero, Piso ápisoActual, Elevador &elevador ) {

if ( (abierta ) { // si la puerta no está abierta, abre la puerta abierta - true; cout << "el elevador abre su puerta en el piso * << pisoActual.obtieneNumero() << endl; // si el peajero está en el elevador, le indica que salga if ( ptrPasajero !■ 0 ) { ptrPasajoro->saleElevador( pisoActual, elevador ); delate ptrPasajero; //el pasajero abandona el elevador ) // fin de if // si el pasajero está esperando el elevador //le indica que entre if ( ptrSiguientePasajero 1- 0 ) ptrSiguientePasajero->entraElevador( elevador, pisoActual ); ) // fin del if externo ) // fin de la función abrePuerta // cierra la puerta void Puerta:scierraPuerta( const Piso ApisoActual ) {

if ( abierta ) ( // si la puerta está abierta, la cierra

Rgura 7.36

Archivo de Implementaclón d e la clase P u e r t a . (Parte 2 d e 3.)


524

60 61 62 63 64 65 66

Figura

Clases: Parte II

Capítulo 7

abierta ■ false; c o u t << " e l e l e v a d o r c i e r r a b u s p u e r t a s e n e l p i s o " << p i s o A c t u a l .o b t i e n e N u m e r o () << endl; ) // f i n

de

if

} // f i n d e la f u n c i ó n c i e r r a P u e r t a

7.36

Archivo d e Im p lem en ta ció n d e la c la s e

Puerta. (P arte 3 d e 3.)

C uando se llam a a la función m iem bro abrePuerta (lín eas 2 9 -5 4 ), ésta primero determ ina si puerta ya s e encuentra abierta. S i n o está abierta, la puerta determ ina si el apuntadora la per sona en el elevador (ptrPasajero) e s cero (línea 40). Si este apuntador es diferente de cero, en ton ces un pasajero se encuentra en el elevador y necesita salir. FJ m ensaje saleElevador (línea 4 1 ) notifica a la persona q u e salga d el elevador. La puerta elim ina (m ediante el o p e rador delate) el objeto Persona que ocupaba el elevador (lín ea 42). E sto elim ina a la perso la

na d e la sim ulación. U na v e z que e l pasajero salió d el elevador, la puerta determ ina si el apuntador al objeto Persona que espera en el p iso (ptrSigruientePasa jero) no es igual a cero (línea 48). Si es así, una persona espera entrar al elevador. La persona entra al elevador m ediante la llamada a la función m iem bro entraElevador de la cla se Persona (lín eas 4 9 -5 0 ). 1.a función m iem bro cierraPuerta d e Puerta cierra la puerta si está abierta. L os objetos Persona utilizan un ob jeto de la cla se BotonElevador (figuras 7 .3 7 y 7.38) para em pezar el m ovim ien to d el elevador hacia otro piso. La función m iem bo presionaBoton (figura 7 .3 8 . líneas 2 8 -3 5 ) prim ero estab lece el atributo presionado en true. entonces en vía el m ensaje preparaParaPartir hacia el elevador. La función m iem bro restableceBoton (lín eas 3 8 -4 2 ) estab lece e l atributo presionado en false.

1 2

// Fig. 7 . 3 7 : b o t o x i E l e v a d o r . h

3 4

•ifndef B O T O N E L E V A D O R H •define B O T O N E L E V A D O R H

// d e f i n i c i ó n d e l a c l a s e B o t o n E l e v a d o r .

c o

6

class Elevador;

// d e c l a r a c i ó n f o r w a r d

7

8

class BotonElevador {

o

T

10 11

public< B o t o n E l e v a d o r ( E l e v a d o r & )/

/ / constructor

12

- B o t o n E l e v a d o r {);

// d e s t r u c t o r

13 14

v o i d p r e s i o n a B o t o n ();

// p r e s i o n a el b o t ó n // r e s t a b l e c e e l b o t ó n

15 16 17 18 19

v o i d r e s t a b l e c e B o t o n (); prívate: bool presionado;

Rgura 7.37

// e s t a d o d e l b o t ó n

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase B o t o n E le v a d o r . (Parte 1 d e 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

20 21

525

// referencia al elevador que contiene este botón Elevador ArefElevador;

22 23 24 25

>; // fin da la claee BotonElevador fendif // BOTONELEVADOR B

Figura 7.37

1 2 3 4 5 ó 7 8 9

Archivo d© e n ca b e za d o de la clase BotonElevador. (Parte 2 d e 2.)

// Fig. 7.38: BotonElevador.cpp: // Definición de laa funciones miembro para la clase BotonElevador. finclude using std::cout; using std::endl; finclude "BotonElevador.h" // definición de la clase BotonElevador finclude "elevador.h" // definición de la clase Elevador

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

// constructor BotonElevador::BotonElevador( Elevador ¿manipulaElevador ) : presionado( falsa ), refElevador( manipulaElevador ) { cout << "boton del elevador construido" << endl; ) // fin del constructor BotonElevador // destructor BotonElevador::-BotonElevador() { cout << "boton del elevador destruido" << endl; ) // fin del destructor -BotonElevador // presiona el botón e indica al elevador que se prepare para abandonar el piso void BotonElevador::presionaBoton() { presionado - true; cout << "el boton del elevador leindica al elevador que se prepare para partir" << endl; refElevador.preparaParaPartir( true ); ) // fin de la función presionaBoton // restablece el botón void BotonElevador::restableceBoton() ( presionado - falsa; ) // fin de la función restableceBoton

Figura 7.38

Archivo d e Imptementaclón de la clase B o t o n E le v a d o r .


526

Clases: Parte II

Capítulo 7

La cla se BotonPiso (figuras 7.3 9 y 7 .4 0 ) muestra las m ism as fu n cion es m iem bro que la clase BotonElev&dor a través de su interfaz pública. La función m iem bro presion&Boton llam a al elevador m ediante el m ensaje llamaZlevador. La función m iem bro restableceBoton restablece el botón del piso.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Fig. 7.39: botonPiso.h // Definición de la claee BotonPiso. «ifndef BOTONPISO _H «define BOTONPISO.H clase Elevador;


class BotonPiso ( public: BotonPiso( int, Elevador & ); ~BotonPiso()/


void presionaBoton() ; // presiona el botón void restableceBoton(); // restablece el botón prívate: const int numeroPiso; // número de piso del botón bool presionado; // estado del botón

20 21 22 23 24 25 26 27 figura

1 2 3 4 5 6

// referencia al elevador utilizado para llamar //al elevado al piso Elevador fcrefElevador; ); // fin de la clase botonPiso iendif // BOTONPISO.H

7.39

Archivo d e e n ca b e za d o para la clase

BotonPiso

// Fig. 7.40: botonPiso.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase BotonPiso. «include using std::cout; using std::endl;

7

8 9

10 11 12 13 14 15 16

«include "botonPiso.h* «include "elevador.h" // constructor BotonPiso::BotonPiso{ int piso. Elevador &manipulaElevador ) : numeroPiso( piso ), presionado( false ), refElevador( manipulaElevador ) (

figura 7.40

Archivo d e Implementación d e la clase B o t o n P is o (Parte 1 d e 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

17 18 19 20

cout << "boton del piso " « << endl;

numeroPiso << " construido"

21

) // fin dsl constructor BotonPiso

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

// destructor BotonPiso::-BotonPiso() { cout << "boton dsl piso " « << endl;

Figura

527

numeroPiso << * destruido"

> // fin del destructor "BotonPiso // presiona el boton void BotonPiso::presionaBoton() { presionado - true; cout << "boton del piso " « numeroPiso << " llama al elevador" << endl; // llama al elevador a este piso refElevador.llamaElevador( numeroPiso ); } //fin de la función presionaBoton // restablece el botón void BotonPiso::restableceBoton() { presionado - falsa; ) // fin de la función restableceBoton

7.40

Archivo d e ¡mplementaclón de la clase

BotonPiso. (Parte 2 de 2.)

El archivo de en cab ezad o para la clase Elevador (figura 7 .4 1 ) es e l m ás com p lejo d e nuestra sim ulación. La cla se Elevador ex p o n e cin co fun cion es m iem bro, un constructor y un destructor en su interfaz, pública. La función m iem bro tiempoProceso (línea 21) perm ite al ed ific io enviar el tiempo actualizado al elevador. La función m iem bro llamaElevador (lín ea 19) perm ite a un objeto Persona enviar un m ensaje al elevador que le indica que s e requieren su s servicios. Las fun cion es m iem bro pasajeroEntra (lín ea 2 2 ) y pasajeroSale (línea 2 3 ) permite a lo s pasajeros entrar y salir del elevador. La función m iem bro preparaParaPartir (línea 2 0 ) perm ite al elevador realizar todas las tarcas necesarias (por ejem p lo, cerrar la puerta, apagar la lu z) antes de que el elevador com ien ce a m everse hacia otro piso. D eclaram os el ob jeto boton

Elevador (línea 2 7 ) co m o public. para que un ob jeto d e la cla se Persona pueda acceder a botonElevador de manera directa. U na persona no interactúa co n la cam pana o con la puerta. Por lo tanto, declaram os lo s o b jetos puerta (lín ea 5 6 ) y campana (lín ea 5 7 ) e n la secció n prí vate de la definición de la clase. Las líneas 32 a 3 5 declaran fu n cion es d e utilidad. La cla se Elevador tam bién declara tres constantes prívate static const (lín eas 3 9 -4 1 ). N osotros declaram os estas constantes co m o static debido a q u e contienen inform ación que com parten todos los objetos de la cla se Eleva dor. O bserve que estas con stantes s e in icializan con alcance de archivo en la s líneas 14 a 16 de la figura 7.4 2 .


528

1

2 3 4 5 6

7

8

Clases: Parte II

Capítulo 7

// Fig. 7.41: elevador.h // Definición de la clase Elevador, •ifndef ELEVADORH •define ELEVADORH •inelude "botonElevador.h" •inelude "puerta.h" •inelude "campana.h"

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

class Piso; class Persona;


class Elevador { public: Elevador( Piso fc. Piso & ); -Elevador(); void void void void void


llamaElevador( int ); // solicitud de servicio al piso preparaParaPartir( bool );// prepara para partir tlempoProceso( int ); // indica el tiendo actual al elevador pasajeroEntra( Persona * com it ); // aborda un pasajero pasajeroSale(); // sale un pasajero

// objeto público accesible al código cliente // con acceso al objeto Elevador BotonElevador botonElevador; prívate: // funciones de utilidad void procesaPosibleLlegada (); void procesaPosiblePartida(); void HegaAlPiso( Piso & ); void mover(); // constantes estáticas que representan el tiespo requerido para viajar // entre los pisos y las direcciones del elevador static const int TIEMPOJVIAJE. ELEVADOR; static const int ARRIBA; static const int ABAJO; // datos miembros int tiempoActualRelojDelEdificio; bool enMovimiento; int dirección; int pisoActual; int tiempoLlegada; bool pisolNecesitaServicio; bool piso2NecesitaServicio;

// // // // // // //

Piso &refPisol; Piso &refPiso2;

// referencia al piso 1 // referencia al piso 2

Rgura 7.41

tiempo actual estado del elevador dirección actual ubicación actual tiempo de llegada al piso bandera de servicio del pisol bandera de servicio del piso2

Archivo d e e n ca b e za d o para la clase E le v a d o r . (Parte 1 d e 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

54 55 56 57 58 59 60 61

Persona *ptrPasajero;

// apuntador para pasajero

Puerta puerta; Campana campana;

// objeto puerta // objeto campana

529

>; // fin de la clase Elevador •«ndif // ELEVADOR H

Figura 7.41

Archivo d e e n ca b e za d o para la clase E le v a d o r. (Parte 2 d e 2.)

Las lín eas 4 4 a 5 0 d el archivo d e encabezado de Elevador contienen datos m iem bros privados ad icionales. O bserve q u e las líneas 52 y 53 declaran m anipuladores d e referencias hacia lo s ob jetos de la clase Piso, en donde la línea 54 declara un apuntador hacia el objeto pasajero. U tilizam os un apuntador para e l ob jeto pasajero, debido a que este m anipulador cam b ia cada vez que un objeto de la clase Persona entra o sale del elevador. Preferim os hacer referencia a los m anipuladores de lo s objetos d e la cla se Piso debido a que cada m anipulador siem pre hace referencia al m ism o piso. A través d e este p roceso d e d iseñ o, utilizam os U M L para m odelar m uchas de la s actividades y colaboracion es asociadas con la cla se Elevador (vea las figuras 3 .3 1 , 3 .3 2 y 5 .35). La figura 7.42 proporciona la im plcm cntación de la clase Elevador de esto s m odelos. E l constructor d e Eleva dor con tien e una extensa lista de inicializadones d e m iem bros (lín eas 2 0 -3 0 ). Recuerde de la figura 7.3 7 que un objeto de la clase BotonElevador requiere un manipulador para un objeto de la clase Elevador com o un argumento de su constructor. En nuestra lista de inicialización de m iem bros pro porcionam os este manipulador m ediante la referencia al apuntador this d e elevador (línea 2 0 )3. El destructor Elevador (lín eas 3 7 -4 2 ) utiliza el operador delate para reclam ar la m em oria del dato m iem bro ptrPasa jero. Incluim os esta línea d e m anera que nuestro programa pueda lib e rar m em oria si e l elevador con tien e un pasajero en e l m om ento en que termina la sim ulación. A unque no e s necesario liberar m em oria de esta manera cuando termina el programa, e s una buena co stu m bre elim inar de m anera exp lícita cualquier m em oria q u e el programa genere m ediante el operador new. Si el elevador tiene un pasajero, el dato m iem bro ptrPasa jero apunta hacia un objeto d e la clase Persona. En este caso, se reclam a la m em oria para d ich o objeto. S i el elevador no tiene un pasajero, en ton ces ptrPasa jero tiene el valor 0 . C uando un program a utiliza el o p c r a d o r d e l e te en un apuntador a 0 (nuil), e l programa no realiza acción alguna para tal instrucción, y en su lu gar se desplaza a la sigu iente instrucción; a m enudo, a esto s e le llam a “no op” (no operación). El edificio invoca a la función m iem bro tiexnpoProceso (líneas 4 5 -5 9 ) d e la clase Ele vador, y la pasa com o un parámetro al tiempo de la sim ulación actual. Esta función m iem bro actua liza el dato m iem bro tiempoActu&lRelojDelEdif icio oon el tiempo actual d el sim ulador (línea 47), y verifica el valor del dato m iem bro enMovimiento (lín ea 49). Si el elevador está en m ovim iento, la línea 5 0 invoca su función de utilidad procesaPosibleLlegada. Si el ele vador no se encuentra en m ovim ien to, la línea 53 invoca a la función de utilidad procesaPosiblePartida. Si el elevador determ ina que no necesitan m overse, las lín eas 5 5 a 57 muestran un m ensaje en la pantalla q u e indica q u e e l elevador se encuentra en reposo en e l pisoActual.

3.

A l g u n o s c o m p i l a d o r e s g e n e r a n u n e r r o r d e a d v e r t e n c i a e n e s ta lín e a , d e b i d o a q u e e l o b j e t o

«lavador a ú n

n o se

h a i n ic ia liz a d o . S in e m b a r g o , e n e s te p u n t o , la d ir e c c i ó n d e l o b j e t o h a s i d o d e t e r m i n a d a p o r e l c o m p ila d o r , l a c u a l e s la ú n i c a i n f o r m a c ió n q u e r e q u ie r e e l c o n s t r u c t o r d e

botonBlevador p a r a

la in ic ia liz a c ió n .


530

Clases: Parte II

La función

Capítulo 7

procesaPosibleLlegada (lín ea s 6 2 -8 9 ) determ ina si el elevador debe d e

tener su m ovim ien to m ediante la com paración d e tiempoActualRelojDelEdificio para calcular tiempoLlegada (lín ea 65). Si e s hora d e que el elevador llegue a un p iso en particu lar, el elevador actualiza pisoActual (lín ea s 6 7 -6 9 ) y dirección (lín ea s 7 1 -7 2 ). Las líneas 7 8 y 7 9 llam an a la función d e utilidad HegaAlPiso para realizar las tareas necesarias para la lle gada (por ejem plo, suena la cam pana, abre la puerta). La fun ción d e utilidad procesaPosibleP&rtida (lín eas 9 2 -1 1 6 ) determ ina si el eleva

dor d eb e m overse hacia otro piso. Las líneas 95 a 102 d eciden cuál p iso necesita el servicio del elevador. Si el piso actual necesita servicio, e l elevador llam a a su función de utilidad llegaAlPiso para e l piso actual (lín eas 106-107). Si el otro p iso n ecesita serv icio , el elevador llam a a su función de utilidad preparaParaPartir (línea 114), y se m ueve hacia el otro piso.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

// Fig. 7.42: elevador.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Elevador. iinclude using stdiicout; using std::endl; iinclude "elevador.h" iinclude "persona.h" iinclude "piso.h"

// definición de la clase Elevador // definición de la clase Persona // definición de la clase Piso

// constantes que representan el tiempo que se requiere para viajar // entre pisos y direcciones del elevador const int Elevador::TIEMPO_VIAJE_EDEVADOR - 5; const int Elevador::ARRIBA ■ 0; const int Elevador::ABAJO ■ 1; // constructor Elevador::Elevador( Piso fcprimerPiso, Piso &segundoPiso ) : botonElevador( *this ), tiempoActualRelojDelEdificio( 0 ), enMovimiento( false ), dirección{ ARRIBA ) . pisoActual( Piso:iPISOl ) , tiempoLlegada ( 0 ), pisolNecesitaServicio( false ), piso2NecesitaServicio( false ), refPisol( primerPiso ), refPiso2( segundoPiso ) , ptrPasajero( 0 ) { cout << "elevador construido" << endl; } // fin del constructor Elevador

Rgura 7.42

Archivo d e Implementación d e la clase E le v a d o r . (Parte 1 d e 5.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61

// destructor Elevador::-Elevador() { delate ptrPasajero;

cout << "elevador destruido" << endl; } // fin del destructor -Elevador //da tiempo al elevador void Elevador::tieapoProceso( int tiempo ) { tiempoActualRelojDelEdificio - tiempo; if ( enMovimiento ) // elevador en movimiento procesaPosibleLlegada(); else // elevador detenido procesaPosiblePartida(); if ( 1enMovimiento ) cout << "el elevador descansa en el piso * << pisoActual << endl; ) // fin de la función tiempoProceso // cuando el elevador se encuentra en movimiento, determina si se debe detener

62 63 64 65

void Elevadort:procesaPosibleLlegada() { // si el elevador llega al piso de destino if ( tiempoActualRelojDelEdificio ■■ tiempoLlegada ) {

66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

531

pisoActual // actualiza el piso actual { pisoActual ■■ Piso::PISOl ? PisosSPIS02 i Pisos:PISOl ); dirección // actualiza dirección ( pisoActual — PisossPISOl ? ARRIBA : ABAJO ); cout << "el elevador llega al piso " << pisoActual << endl; // procesa la llegada a pisoActual HegaAlPiso( pisoActual ■■ PisossPISOl ? refPisol s refPiso2 ); return; > // fin de if //el elevador sigue en movimiento cout << "elevador en movimiento " << ( dirección -- ARRIBA ? "arriba" s "abajo" ) << endl;

Rgura 7.42

Archivo de Implementaclón d e la clase E le v a d o r . (Parte 2 d e 5.)


532

88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Clases: Parte II

Capítulo 7

} // fin de la función procesaPosibleLlegada // determina si el elevador debe moverse void Elevador::procesaPosiblePartida() { // ¿Este piso necesita servicio? bool pisoActualNecesitaServicio pisoActual — Piso::PISOl ? pisolNecesitaServicio :piso2NecesitaServicio; // ¿el otro piso necesita servicio? bool otroPisoNecesitaServicio pisoActual — Piso::PISOl ? piso2NecesitaServicio :pisolNecesitaServicio; // servicio en este piso (si es necesario) if (pisoActualNecesitaServicio ) { llegaAlPiso( pisoActual — Piso::PISOl ? refPisol « refPiso2 ); return;

110 111

}

112 // servicio en el otro piso (si es necesario) 113 if ( otroPisoNecesitaServicio ) 114 preparaParaPartir( true ); 115 116 ) // fin de la función procesaPosiblePartida 117 118 // llega a un piso en particular 119 void Elevador: :HegaAlPiso( Piso& HegaAlPiso )

120 121

122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138

{ enMovimiento - false;

// restablece el estado

cout << "el elevador restablece su boton" << endl; botonElevador.re stableceBoton(); campa na.suenaCampana () ; // notifica al piso que el elevador llegó Persona "ptrPisoPersona - HegaAlPiso.llegaElevador(); puerta.abrePuerta( ptrPasajero, ptrPisoPersona, HegaAlPiso, *this ); // ¿Este piso necesita servicio? bool pisoActualNecesitaServicio pisoActual -- Piso::PISOl ? pisolNecesitaServicio : piso2NecesitaServicio;

Rgura 7.42

Archivo d e Implementación d e la clase E le v a d o r . (Parte 3 de 5.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191

533

// ¿el otro piso necesita servicio? bool otroPisoNecesitaServicio pisoActual ■» Piso::PlSOl ? piso2NecesitaServicio s piso2NecesitaServicio; // si este piso no necesita servicio // se prepara para partir hacia el otro piso if ( IpisoActualNecesitaServicio ) preparaParaPartir ( otroPisoNecesitaServicio ); else // de lo contrario, restablece la bandera de servicio pisoActual — PisoxsPlSOl ? pisolNecesitaServicio - falsax piso2NecesitaServicio ■ falsa; } // fin de la función HegaAlPiso // solicita servicio del elevador void Elevador:: llanaZlevador( int piso ) { // establece la bandera de servicio apropiada piso — Pisos :PIS01 ? pisolNecesitaServicio - true : piso2NecesitaServicio - true; } // fin de la función llamaElevador // acepta un pasajero void ElevadorsspasajeroEntra( Persona * const ptrPersona ) { //el pasajero aborda ptrPasajero - ptrPersona; cout << "persona " << ptrPasajero->obtieneID() << * entra al elevador desde el piso " << pisoActual << endl; ) // fin de la función pasajeroEntra // notifica al elevador que el pasajero va a salir void ElevadorsspasajeroSale() { ptrPasajero -0; ) // fin de la función pasajeroSale //se prepara para abandonar el piso void Elevador:xpreparaParaPartir( bool parte ) { // obtiene la referencia al piso actual Piso &estePiso ■ pisoActual -- PisoxsPlSOl ? refPisol x refPiso2; // notifica al piso que el elevador puede partir estePiso.elevadorParte();

R gura 7.42



534

Clases: Parte II

Capítulo 7

192 193 puerta.ci«rraPu«rt&( estePiso ); 194 195 i f ( p a r t e ) / / p a r t e , a i ea n e c e s a r io 196 m o v e r(); 197 198 ) // fin de la función preparaParaPartir 199 200

// va al otro piao

201 void Elevador t : mover () 202 { 203 enMovimiento - true; // cambiar eatado 204 205 // programa tiempo llegada 206 tiempoLlegada ■ tiempoActualRelojDelEdificio ♦ 207 TIEMPO_VIAJE_ELEVADOR; 208 209 cout << "el elevador comienza a moverse * 210 << ( dirección - - ABAJO ? "abajo " » "arriba " ) 211

« "al piao *

212 213 214 215 216

« ( dirección - - ABAJO << " (llega atiempo "«

7 '1 ' : '2 ' ) tiempoLlegada << ') '

<< e n d l; ) / / f i n de l a f u n c ió n mueve

Figura 7.42


1.a función de utilidad HegaAlPiso (lin ca s 119-153) realiza todas las tarcas para la llegada del elevador a un p iso determ inado. Esta fun ción de utilidad primero detiene al elevador al establecer la variable m iem bro enMovimiento en falso (lín ea 121), d esp u és restablece boton Elevador (línea 124) y suena la campana (lín ea 126). La lín ea 129 declara un apuntador tem p o ral hacia un ob jeto de la clase Persona, el cual alm acena un m anipulador a un ob jeto Persona que podría estar esperando en el piso. Este apuntador recibe el valor de retom o d e la llam ada a la función m iem bro llegaElevador. El elevador abre su puerta m ediante la llam ada a la fun ción m iem bro abrePuerta de la cla se Puerta al pasar co m o parámetros m anipuladores a los pasajeros actuales, a la persona que espera en el piso, al piso en el q u e llega el elevador y el elevador m ism o (lín eas 131 -132). D e nuevo, el elevador determ ina si uno de los p isos necesita serv icio (lín eas 135-142). Si el piso actual no necesita servicio, el elevador se prepara para partir hacia e l otro p iso (lín ea 147). El elevador parte si el otro p iso necesita servicio; de lo contrario, el elevador restablece la ban dera de servicio para e l p iso actual (lín eas 150-151). 1.a función m iem bro llamaElevador (lín eas 1 56-162) perm ite a otros ob jetos (es decir, los ob jetos BotonPiso) pedir el serv icio del elevador. C uando se le invoca, llamaElevador tom a un núm ero d e p iso co m o un argum ento y esta b lece la bandera apropiada de serv icio en true (lín ea s 159-160). La función m iem bro pasajeroEntra (lín eas 1 65-174) tom a co m o argum ento un apuntador hacia un objeto de clase Persona y actualiza el m anipulador ptrPasajero de elevador para que apunten hacia el n u evo pasajero (lín ea 168). L a función m iem bro pasajeroSale (lín eas 177-181) estab lece el m anipulador ptrPasajero en cero, lo que indica que e l pasajero abandonó e l elevador.


Clases: Parte II

Capitulo 7

535

La función m iem bro preparaParaPartir (lín eas 184-198) tom a un argum ento de tipo bool q u e indica si elevador debe abandonar el p iso actual. E l elevador notifica al p iso actual su partida, m ediante el en vío al p iso d el m ensaje elevadorParte (línea 191). El elevador c ie rra su puerta (línea 193), y en ton ces determ ina si d eb e abandonar el p iso (línea 195). S i el ele vador debe m overse, é ste llam a a la función d e utilidad mover (línea 1% ). La función de utilidad mover (lín eas 201 -2 1 6 ) estab lece el dato m iem bro enMovimiento en true (línea 2 0 3 ), y enton c e s calcu la el tiem po de llegada d el elevador a su destino m ediante la ad ición del valor statlc cons t TI e m p 0_VIAJ E e l e v a DOR al tiem po actual (lín eas 2 0 6 -2 0 7 ). Por últim o, e l elevador m uestra la dirección del m ovim ien to, el p iso de destino y el tiempoLlegada programado (líneas 2 0 9-214). La clase Piso (figura 7 .4 3 ) con tien e una m ezcla de form as para asociar otros objetos co n o b je to s Piso. Primero, utilizam os una referencia co m o m anipulador del elevador (línea 42); esto es correcto debido a que este m anipulador siem pre hace referencia al m ism o elevador. Tam bién ten em os un apuntador com o m anipulador d e un ob jeto Persona (línea 43); este m anipulador ca m bia cada v ez que una persona cam ina dentro d el p iso , o lo abandona para entrar al elevador. La clase Piso d efine o b jetos com puestos, in d u iy e n d o un objeto público botonPiso (lín ea 3 8 ) y un objeto privado luz (lín ea 4 4 ). D eclaram os botonPiso co m o público d e manera que lo s ob jetos de la clase Persona puedan acceder al ob jeto botonPiso de m anera directa. Por lo general, una persona no tiene perm iso para intcractúar con la lu z del piso. Por lo tanto, d eclaram os el objeto luz co m o privado. La cla se Piso también d efine lo s datos m iem bro static const PISOI y PXS02 (lín eas 33 -3 4 ). U tilizam os estas constantes en lugar de lo s núm eros d e p iso reales; in icializam os e s tos datos m iem bro static const con alcance de archivo en el archivo de im plem cn tación (fig u ra 7 .4 4 , líneas 14-15).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 7.43: piso.h // Definición de la clase Piso. ffifndef PISO_H fdefine PlSO_H •inelude "botonPiso.h" iinclude '"luz.h" class Elevador; class Persona;


11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

class Piso { public: Piso( int,Elevador & ); -PisoO; bool estaOcupado() const; int obtieneNumero() const;

// constructor // destructor // devuelve verdadero si el piso está ocupado // devuelve el número de piso

// pasa un manipulador a la nuevapersona que entra al piso void llegaPersona( Persona * const );

22 Figura 7.43

Archivo de e n ca b e za d o d e la clase P is o . (Parte 1 de 2.)


536

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 R gura

Clases: Parte II

Capítulo 7

// notifica al piso que el elevador llegó Pereona *llegaElevador (); // notifica al pieo que el elevador parte void elevadorParte(); // notifica al piso que la persona abandona el piso void personaAbordaElevador(); // constantes estáticas que representan los números de piso static const int PISOl; static const int PIS02; // objeto público BotonPiso accesible para // cualquier código cliente con acceso a un Piso BotonPiso botonPiso; privatei const int numeroPiso; Elevador &refElevador; Persona ‘ptrOcupante; Luz luz;

// // // //

los números de piso referencia al elevador apuntador a la persona en el piso objeto luz

}; // fin de la clase Piso iendif // PISO_H

7.43

Archivo de e n ca b e za d o d e la clase

Piso. (Parte 2 d e 2.)

La figura 7 .4 4 con tien e la ¡m plcm cntación para la cla se Piso. El destructor (lín eas 3 0 -3 5 ) reclam a la m em oria de un ob jeto Persona q u e espera en un p iso al final de la sim ulación. La fun ción m iem bro estaOcupado (lín ea s 3 8 -4 2 ) d evu elve un valor bool que indica si la persona e sp e ra en el piso. Para determinar si una persona espera, la línea 4 0 evalúa si ptrOcupante es cero. Si

ptrOcupante e s cero, en tonces ninguna persona espera en el piso, 1.a función m iem bro obtieneNumsro (lín eas 4 5 -4 9 ) d evu elve e l valor d e la variable m iem bro numeroPiso. La función m iem bro llegaPersona (lín eas 5 2 -5 6 ) recibe un apuntador al ob jeto Persona que cam ina al p iso y se lo asigna al dato m iem bro privado ptrOcupante.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 7.44: piso.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Piso. tinclude using std::cout; using std::endl;

7

8 9 10 11

tinclude "piso.h" tinclude "persona.h" tinclude "elevador.h" tinclude "puerta.h*

Rgura 7.44

// // // //


de de de de

la la la la


Piso Persona Elevador Puerta

Archivo d e Implementación d e la clase P is o . (Parte 1 de 3.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

// constantes astáticas que representan los números de los pisos const int Piso::PIS01 - 1; const int Piso::PIS02 - 2; // constructor Piso::Piso(int numero. Elevador &manipulaElevador ) : botonPiso( numero, manipulaslevador ), numeroPiso( numero ), refElevador( manipulaElevador ), ptrOcupanta ( 0 ), luz( numeroPiso ) { cout << "piso " << numeroPiso << * construido" << endl; } // fin del constructor Piso // destructor Piso::~Piso() { delate ptrOcupanta; cout << "piso " << numeroPiso << " destruido" << endl; ) // fin del destrcutor -Piso // determina si el piso está ocupado bool Piso::estaOcupado() const { return ( ptrOcupanta I- 0 ); ) // fin de la función estaOcupado // devuelve el número de este piso int Piso::obtieneNumero() const { return numeroPiso; ) // fin de la función obtieneNumero // la persona llega al piso void Piso::llegaPersona( Persona * const ptrPersona ) { ptrOcupanta ■ ptrPersona; } // fin de la función llagaPersona // notifica al piso que el elevador llegó Persona *Piso::llegaElevador() { cout << "piso * << numeroPiso << " restablece su boton" << endl; botonPiso.restablecaBoton<);

Rgura 7.44

Archivo de Implementaclón de la clase P is o . (Parte 2 de 3.)


537

538

Clases: Parte II

65

Capítulo 7

luz.enciende();

66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

return ptrOcupante;

} // fin de la ftinción llegaElevador // indica al piso que el elevador parte void Piso::elevadorParte() { luz.apagaO; ) // fin de la función elevadorParte // notifica al piso que la persona se va void Piso::personaAborda£levador ()

{ ptrOcupante - 0;

/ /la persona ya no se encuentra en el piso

} // fin de la función personaAbordaElevador

Figura 7.44

Archivo d e Implementación d e la clase Piso. (Parte 3 de 3.)

La función m iem bro llegaElevador (lín eas 5 9 -6 9 ) restablece el ob jeto botonPiso del piso (linca 6 4 ), en cien d e la luz (lín ea 6 5 ) y d ev u elv e el m anipulador ptrOcupante (lín ea 6 7 ). La función m iem bro elevadorParte (lín eas 7 2 -7 6 ) apaga la luz. La función m iem bro personaAbordaElevador (lín eas 7 9 -8 3 ) estab lece ptrOcupante en cero para indicar que la perso na d ejó el piso y entró al elevador. En este punto, lo s elem en tos d el encabezado de la cla se Persona (figura 7 .4 5 ) pueden parecer fam iliares. La función m iem bro obtienelD (línea 14) d ev u elv e el ID único del objeto Persona. L as fun cion es m iem bro entraAlPiso. entraElevador y saleElevador (lín eas 16-18) for man el resto d e la interfaz, pública de Persona. U tilizam os la variable d e clase private static cuentaPersona (línea 2 1 ) para alm acenar e l núm ero de ob jetos de la cla se Persona que creó la bitácora. Tam bién declaram os los atributos ID y pisoDeatino (lín eas 2 2 -2 3 ) co m o datos m iem bro private const.

1 2 3 4

// Fig. 7.45: persona.h // Definición de la clase Persona. fifndef PERSONA_H «define PERSONA H

5 6 7

class Piso; // declaración forward class Elevador; // declaración fonrard

8 9

class Persona {

10 11 12 13 14

public: Personal int ); -Personal); int obtienelDO const;

// constructor // destructor // devuelve el ID de la persona

15 Rgura 7.45

Archivo de encabezado para la clase P e rs o n a . (Parte 1 de 2.)


Clases: Parte II

Capitulo 7

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

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void entraAlPisoí Piso & ); void entraElevador( Elevador &, Piso & ); void saleElevador( const Piso &, Elevador & ) const; prívate: static int cuentaPersonas; const int ID; const int pisoDestino;

// número total de g«nte // Número de ID único de la persona // número de piso de destino

); // fin de la clase Persona fendif // PERSONA_H

Rgura 7.45

Archivo d e e n ca b e za d o para la clase

Persona. (Parte 2 d e 2.)

La im plem entación de la clase Persona (figura 7 .4 6 ) primero inicializa el m iem bro estático cuentaPersonas en 0 (línea 13). Un objeto Persona utiliza este m iem bro para generar un nú m ero de ID. El constructor (lín eas 16-22) tom a un int que representa el p iso d e d estin o para el objeto Persona, y d esp liega un m ensaje que indica que la persona s e encuentra en construcción. U tilizam os este valor en las salidas del simulador. E l destructor (lín eas 2 5 -2 9 ) d esp liega un m ensa je para indicar que s e destruye un objeto Persona.

1 2 3 4

// Fig. 7.46: persona.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Persona. finclude

5

using std::cout;

6 7 8 9 10

using std::endl; finclude "persona.h" finclude "piso.h" finclude "elevador.h"

// definición de la clase Persona // definición de la clase Piso // definición de la clase Elevador

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

// inicializa el miembro estático cuentaPersona int Persona::cuentaPersonas - 0;

22 23 24 25 26 27 28 29

} // fin del constructor Persona

21

// constructor Persona::Persona( int pisoDest ) : ID( ♦+cuentaPersonas ), pisoDestinoí pisoDest ) { cout << "persona " « ID << " construida" << e n d l ;

// destructor Persona::-Persona() { cout << "(persona " «

ID << " destructor invocado)" << endl;

) // fin del destructor -Persona

Rgura 7.46

Archivo de Implementación de la clase P e rs o n a . (Parte 1 de 2.)


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30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

Clases: Parte II

Capítulo 7

// devuelve el número de ID de persona int Personal:obtleneID() const { return ID; > // fin de la función obtieneID / / l a persona entra al piso void Persona::entraAlPiso( Pisos piso ) { // notifica al piso que viene la persona cout << "la persona * << ID << " entra al piso " << piso.obtieneNumero () << endl; piso.llegaPersona( this ); // presiona botón del piso cout << "persona " << ID << " presiona el boton de piso en el piso " << piso. obtieneNumero() << endl; piso.botonPiso.presionaBoton(); } // fin de la función entraAlPiso / / l a persona entra al elevador void Personal:entraElevador( Elevador ¿elevador, Piso Spiso ) { piso.personaAbordaElevador(); // la persona abandona el piso elevador.pasajeroEntra( this );

//la persona entra al elevador

// presiona el botón del elevador cout << "persona " << ID << • presiona el boton del elevador" << endl; elevador.botonElevador.presionaBoton(); } // fin de la función entraElevador //la persona sale del elevador void Persona::saleElevador( const Piso ¿piso, Elevador ¿elevador ) const { cout << "persona " << ID << " sale del elevador en el piso " << piso. obtieneNumero() << endl; elevador.pasajeroSale(); } // fin da la función saleElevador

Rgura 7.46

Archivo d e Implementacíón d e la clase P e rso n a (Parte 2 d e 2.)

La función m iem bro entraAlPiso (lín ea s 3 9 -5 2 ) prim ero notifica al piso q u e la persona llegó, m ediante el m ensaje lleqaPersona (línea 4 4 ). E ntonces, la persona llam a al m étodo presionaBoton de botonPiso (linca 50), la cual llam a al elevador.


Clases: Parte II

Capitulo 7

541

La función m iem bro entraElev&dor (lín eas 5 5 -6 6 ) notifica al p iso que la persona aborda el elevador, m ediante el m ensaje personaAbordaElevador (línea 57). La persona envía el m ensaje pasajeroEntra para notificar al elevador que la persona entra (lín ea 5 9). La persona en tonces en vía el m ensaje preslonaBoton al ob jeto botonElevador (línea 6 4 ). Este m ensaje n otifica al elevador que se m ueva hacia otro piso. La función m iem bro saleElevador (lín ea s 6 9 -7 6 ) muestra un m ensaje que indica que la persona sale del elevador, desp ués envía al elevador e l m ensaje pasajeroSale (línea 74). H em os com p letado una ¡m plem entación funcional d el sim ulador d el elevador a partir del d ise ño que cream os a lo largo de lo s capítulos anteriores. El capítulo 8 no co n tien e una secció n "Acerca de lo s objetos". En e l capítulo 9. exp licarem os la herencia en C + + , y d esp u és m ostrarem os có m o nuestra sim ulación p uede b eneficiarse con el u so de esta capacidad.

RESUMEN • 1.a palabra reservada const evita que un idcntificador se utilice para modificar un objeto. • El compilador de C++ deshabilita las llamadas a funciones miembro no constantes en objetos cons

tantes. • El intento de una función miembro const para modificar un objeto de su propia clase, es un error de com pilación. • Una función miembro const se especifica como const tanto en la declaración como en la definición. • Una función miembro const puede sobrecargarse con una versión no constante. El compilador elige cuál función miembro sobrecargada utilizar, basándose en si el objeto, la referencia o el apuntador que se uti lizó para invocar a la función se declaró como const. • Un objeto const debe inicializarse. • Los inicializadores de miembros deben ser proporcionados en el constructor de la clase cuando dicha clase contiene dalos miembro c o n s t . • Los objetos miembro se construyen en d orden en el cual se listan en la definición de la clase y antes de que se construyan los objetos de la clase que encierran. • Si no se proporciona un inicializador de miembros para un objeto miembro, se invoca al constructor prede terminado de los objetos miembro. • Una función f r i e n d (amiga) de una clase es una función definida fuera de dicha d ase y que tiene el dere cho de acceder a todos los miembros de la clase. • I-as dcclaradones de amistad se pueden colocar en cualquier parte dentro de la definidón de la clase. • El apuntador thia se utiliza de manera im plídta para hacer referenda tanto a las fundones miembro no es táticas. como a los dalos miembro no estáticos de un objeto. • Cada fundón miembro no estática tiene acceso a su dirección de objeto, mediante la palabra reservada thia. • El apuntador thia puede utilizarse de manera explídta. • El operador new asigna espacio para un objeto, ejecuta el constructor d d objeto y devuelve un apuntador del tipo correcto. El programa termina de inmediato si es incapaz de asignar la memoria requerida. Para liberar d espado para este objeto, utilice el operador delate. • Un arreglo de objetos puede asignarse de manera dinámica con el operador new como en:

int *ptr - new intI 100 ]; el cual asigna un arreglo de 100 enteros, y asigna el in id o de la localidad del arreglo a ptr. El arreglo de en teros anterior se elimina mediante la instruedón:

delata [] ptr;


542

Clases: Parte II

Capítulo 7

• Un dalo miembro estático representa información propia de una clase (es decir, una propiedad de la clase, no de un objeto). La declaración de un miembro estático comienza con la palabra » t a t i c . • Los datos miembro « t a t i c tienen alcance de dase. • Es posible acceder a los miembros estáticos de una clase a través de un objeto de dicha clase, o a través del nombre de la clase mediante el uso del operador de resolución de alcance (si el miembro es público). • Una fundón miembro se puede declarar estática si no accede a miembros no estáticos de la clase. A diferend a de las fundones miembro no estáticas, una fundón miembro estática no tiene apuntador t h i n , debido a que los datos y las funciones miembro estáticas existen independientemente de cualquier objeto de la clase. • Por lo general, las clases ocultan los detalles de implcmcntación de las clases. A esto se le llama ocultamicnto de información. • A las pilas se les conoce como estructuras último en entrar, primero en salir (UEPS); d último dem ento em pujado (insertado) en una pila es d primer demento sacado (removido) de dicha pila. • A l a descripción de la funrionalidad de una clase independientemente de su implementación se le llama abstracrión de dalos, y las clases de C++ definen los llamados tipos de dalos abstractos (ADTs). • C++ eleva la importanda de los datos. La prindpal actividad en C++ es la creación de nuevos tipos de datos (es decir, clases) y expresa las interacciones entre objetos de dichas tipos de datos. • Los tipos de datos abstractos son formas de representar ideas reales en un sistema de cómputo con cierto ni vel satisfactorio de precisión. • En realidad, un tipo de dato abstracto captura dos ideas, una representación de datos y las operaciones que se permiten a dichos datos. • C++ es un lenguaje extensible. Aunque el lenguaje es fácil de ampliar con nuevos tipos, por sí mismo la ba se del lenguaje no es modificablc. • De manera intencional, C++ es un lenguaje breve que proporciona a los programadores sólo las capacidades básicas necesarias para construir una amplia gama de sistemas. C++ está diseñado para minimizar los obs táculos relacionados con el rendimiento. • Los elementos se devuelven en una cola en el orden primero en entrar, primero en salir (PEPS); el primer ele mento insertado en la cola es el primer elemento removido de ella. • Las clases contenedoras están diseñadas para almacenar colecciones de objetos. Por lo general, las clases contenedoras proporcionan servicios tales como la inserción, eliminación, ordenamiento, y prueba de un ele mento para verificar si es miembro de la colección. • Es común asociar iteradores con clases contenedoras. Un ¡terador es un objeto que devuelve el siguiente elemento de una colección (o realiza alguna acción sobre el siguiente elemento de una colección). • Proporcionar clientes para su clase mediante una clase proxy que conoce solamente a la interfaz pública para su clase, permite a los clientes utilizar los servicios de su d ase sin otorgar al cliente el acceso a sus detalles de implementación. • El único miembro privado de una clase proxy es un apuntador a un objeto de la clase cuyos datos privados desearíamos ocultar. • Cuando la definición de una clase utiliza solamente un apuntador o referencia a otra clase, no se requiere in cluir el archivo de encabezado de la clase para la otra clase (d cual de manera común revela los datos priva dos de dicha dase) mediante • i n c l u d * . Usted simplemente puede declarar esa otra clase como un tipo de datos mediante una declaradón forward de la dase, antes de utilizar d tipo dentro del archivo. • El archivo de implementación que contiene las funciones miembro para una clase proxy es el único archivo que incluye d archivo de encabezado para la clase cuyos datos privados deseríamos ocultar. • El archivo de implementación que contiene las funciones miembro para la clase proxy es propordonado al cliente como un archivo de código de objeto preoompilado, junto con el archivo de encabezado que incluye los prototipos de los servidos propordonados por la clase proxy.


Clases: Parte II

Capitulo 7

543

TERMINOLOGÍA alcance de dase apuntador thia d ase friend d ase proxy composición constructor constructor de copia constructor de copia predeterminado constructor del objeto miembro constructor predeterminado contenedor dalo miembro atatic dedaradón forward de clase desenfilar (operadón desenfilar) destructor destructor predeterminado enfilar (operadón enfilar) espedficadores de acceso a miembros fundón friend función miembro conat función miembro atatic

inidalizador de miembro iterador lenguaje extensible llamadas en cascada a funciones miembro objeto conat objeto miembro objetos dinámicos operadones en un ADT operador binario de resoludón de alcance ( s s ) operador delata operador delate [] operador new operador new [] primero en entrar, primero en salir (PEPS) programadón basada en objetos representadón de datos tipo de dato abstracto (ADT) tipo de dalo abstracto cola tipo de dato abstracto pila último en entrar, primero en salir (UEPS)

Terminología para la sección opcional "Acerca de los objetos” problema de inclusión circular

referenda forward

EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN 7 .1

Complete cada una de las siguientes oraciones: a) Se debe utilizar u n ___________para inidalizar los miembros constantes de una clase. b) Una función no miembro debe declararse c o m o ___________de una clase para tener acceso a los datos miembro de dicha clase. c) El operador__________asigna la memoria de manera dinámica para un objeto del tipo específico y devuelve u n __________de dicho tipo. d) Un objeto constante debe s e r _____________ ; éste no puede modificarse después de que se creó. e) Un dato miembro____________representa informadón propia de la clase. f) Las fundones miembro no estáticas de un objeto tienen acceso a un “apuntador a s í mismo", lla mado apuntador___________. g) La palabra reservada____________ especifica que un objeto o variable no es modificable después de inidalizarse. h) Si no se propordona el inidalizador de miembros para el miembro de una clase, se invoca al del objeto. i) Una fundón miembro puede declararse com o estática, si no tiene acceso a los m iem bros______ ________ de una clase. j) Los objetos miembro se construyen____________ que los objeto de clase que los enderran. k) El operador___________reclama la memoria previamente asignada por new.

7 .2

Encuentre los errores en la siguiente clase y explique cómo corregirlos: claaa Ejemplo {

public:


544

Clases: Parte II

Capítulo 7

Ejemplo( int y ■ 10 ) : dato( y ) { // cuerpo vedo )

int obtieneDetoIncrementado() const {

retura ++dato; )

etatic int obtieneCuenta() { cout << "El dato es * << dato << endl; retura cuenta; )

privates int dato; static int cuenta; ); // fin de la clase Ejemplo


a) iniciatizador de miembros, b) friend. c) new. apuntador, d) inicializado. e) estático. 0 g) const. h) constructor predeterminado, i) no estáticos, j) antes, k) delate.

this.

7 .2

Error: la definición de la dase Ejemplo tiene dos errores. El primero se encuentra en la función obtieneDatolncrementado. 1.a función se declara const, pero modifica al objeto. Correcdón: para corregir el primer error, dim ine la palabra reservada const de la definidón de la d a se obt ieneDatoIncrementado. Error: d segundo error se encuentra en la función obtieneCuenta. Esta fundón se declara atatic. de manera que no puede acceder a ningún miembro no estático de la clase. Correcdón: para corregir d segundo error, dim ine la línea de salida de la definidón de obtieneCuanta.

EJERCICIOS 7 .3

Compare y contraste los operadores de asignadón dinámica de memoria n ew , n ew [1 , d e l a t a y d e la ta [].

7.4

Explique el ooncepto de amistad en C++. Explique los aspectos negativos de la amistad, como se des cribe en d texto. ¿Puede una definidón correcta de la clase Tiempo incluir los dos constructores siguientes? Si no. ex plique por qué.

7.5

Tiempo( int h - 0, int m - 0, int a - 0 ); Tiempo(); 7.6

¿Qué sucede cuando un tipo de retomo, incluso void, se especifica para un constructor o destructor?

7.7

Modifique la d ase Facha de la figura 7.6 para que tenga las siguientes capacidades: a) Despliegue la fecha en múltiples formatos, tales como:

DDD AAAA MM/DD/AA

Junio 14, 1992 http://alexyniorlls.blogspot.com 600 of 1380.

Clases: Parte II

Capitulo 7

545

b) Utilice la sobrecarga de constructores para crear objetos Facha inidalizados con las fechas en los formatos del inciso (a). c) Genere un constructor F acha que lea la fecha del sistema mediante las funciones de la biblioteca estándar del encabezado . y que establezca los miembros de Facha. (Vea la documen tación de referencia de su compilador o www.cplusplus.com/ref/ctime/index.html para informa ción respecto a las fundones del encabezado .) En el capítulo 8, podremos crear los operadores para evaluar la igualdad de dos fechas y comparar fechas para determinar si una es previa o posterior a otra.

7.8

Genere la clase cuentaAhorros. Utilice un dato miembro estático para contener la tasalnteresAnual de cada uno de los ahorradores. Cada miembro de la clase contiene un dato miembro ¡vivado saldoAhorro que indica el monto que tiene d ahorrador en depósito. Proporcione una fundón miembro calculalnteresMenaual que calcule el interés mensual, multiplicando d saldo por la taaalntaraaAnual dividida entre 12; este interés se debe sumara saldoAhorro. Propordone una fundón miembro atatlc modif IcaTaaainteres que establezca a atatlc tasainteraaAnual en un nuevo valor. Escriba un programa para evaluar la dase cuentaAhorxo. Genere dos instand as diferentes del objeto cuentaAhorros, llamadas ahorradorl y ahorrador2. con saldos de $2000.00 y $3000.00, respectivamente. Establezca tasalnteresAnual en 3%. Después, calcule d interés mensual, e imprima los nuevos saldos para cada uno de los ahorradores. Luego, esta blezca tasalnteresAnual en 4% y calcule el interés del siguiente mes e imprima los nuevos saldos para cada uno de los ahorradores.

7.9

Genere la clase conjuntoEnteros para que por medio de ésta cada objeto pueda almacenar enteros en d rango de 0 a 100. Un conjunto se representa internamente como un arreglo de unos y ceros. El d e mento a [ i ] del arreglo es 1 si el entero i se encuentra en el conjunto. FJ elemento a [ j ] del arre glo es 0 si el entero no se encuentra en d conjunto. El constructor predeterminado inicializa un conjunto como un “conjunto vacío” , es decir, un conjunto cuya representadón contiene solamente ceros. ftoporcione funciones miembro para el conjunto de operadones comunes. Por ejemplo, propordonc una función miembro unionDaCon juntos que genere un tercer conjunto que sea el conjunto teó rico unión de dos conjuntos existentes (es decir, un dem ento del arreglo del tercer conjunto se estable ce en 1 si dicho elemento es 1 en cualquiera o en ambos conjuntos existente, y un elemento del arreglo del tercer conjunto se establece en 0 si dicho dem ento es 0 en cada uno de los conjuntos existentes). fropordone una fundón miembro interseccionDeConjuntos que cree un tercer conjunto que sea el conjunto teórico de la intersección de dos conjuntos existentes (es decir, un elemento del tercer arreglo se establece en 0 si dicho elemento es 0 en uno o en ambos conjuntos existentes, y un elem en to del arreglo del tercer conjunto se establece en 1 si dicho elemento es 1 en cada uno de los conjuntos existentes). Propordone una fundón miembro insertaElemento que inserte un nuevo entero k dentro de un conjunto (establedendo a[ k ] en 1). Propordone una fundón miembro eliminaElemento que borre d entero m (establedendo a [ m ] en 0). Propordone una función miembro ImprimeConjunto que imprima un conjunto como una lista de números separados por espacios. Imprima sólo aqudlos elementos que estén presentes en el conjunto (es dedr. su posidón en el arreglo tiene un valor igual a 1). Imprima-----para un conjunto vacío. Propordone una fundón miembro eslgualQue que determine si dos conjuntos son ¡guales. Propordone un constructor adidonal que reciba un arreglo de enteros y que d tamaño de dicho arreglo utilice d arreglo para ¡nidalizar al objeto conjunto. Ahora escriba un programa para evaluar su clase conjuntoEnteros. Cree varias instand as de objetos conjuntoEnteros. Pruebe que todas sus fundones miembro fundonan adecuadamente.

7.10

Sería perfectamente razonable para la clase Tiempo de las figuras 7.14 y 7.15 representar el tiempo de manera interna como d número de segundos desde medianoche, en lugar de los tres valores enteros hora, minuto y segundo. Los dientes podrían utilizar los mismos métodos públicos y obtener los mismos resultados. Modifique la clase Tiempo de la figura 7.14 para implementar Tiempo como el número de segundos desde medianoche y mostrar que no existe un cambio visible en la fundonalidad de los clientes de la clase.


Sobrecarga de operadores: objetos de tipo cadena y de tipo arreglo Objetivos • Com prender có m o redefinir (sobrecargar) operadores para que funcionen con nuevos tipos d e datos abstractos (A D T s). • Com prender có m o convertir ob jetos de una clase a otra. • Com prender cuándo s í y cuándo n o sobrecargar lo s operadores. • Crear c la se s Arreglo. Cadena y Fecha que m uestren la sobrecarga d e operadores.

La diferencia entre construcción y creación es exactam ente ésta: que una cosa construida solam ente p ued e ser a m ada después d e ser construida: p ero una cosa creada se am a a n tes d e que exista. Gilbert Kcith Chcsterton

Im suerte está echada. Julio César

En realidad nuestro docto r n u n ca habría operado, a m enos que hubiera sid o necesario. É l era así. S i no hubiera necesitado e l dinero, nunca le hubiera puesto una m ano encim a. Herb Shriner


Capitulo 8

Sobrecarga de operadores: objetos de tipo de cadena y de tipo arreglo

547


Introducción Fundamentos de la sobrecarga de operadores

8.3

Restricciones en cuanto a la sobrecarga de operadores

8.4

Funciones de operador com o miembros de la clase o como funciones

friend 8.5

Sobrecarga de ios operadores de inserción y de extracción de flujo

8.6

Sobrecarga de operadores uñarlos

8.7 8.8 8.9

Sobrecarga de operadores binarlos Ejemplo práctico: la ciase A r r e g l o Conversión entre tipos Ejemplo práctico: la ciase Cadena

8.10

8.11 Sobrecarga de ♦♦ y de — 8.12 Ejemplo práctico: la c l a s e F e c h a 8.13 Las clases string y vector de la biblioteca estándar Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoeialuación • Ejercicios

8.1 Introducción En lo s cap ítulos 6 y 7 , introdujim os lo s fundam entos d e las c la ses en C + + y el con cep to de lo s tipos de datos abstractos ( A D T s). Las m anipulaciones de ob jetos s e cum plían m ediante el en vío de m en sa je s (en la forma de llam adas a fu n cion es m iem bro) a lo s objetos. Esta notación basada en llam adas a fun cion es es m olesta para ciertos tipos de c la ses (tales co m o las m atem áticas). A dem ás, m uchas de las m anipulaciones com u nes se realizan m ediante operadores (por ejem p lo, entrada y salida). Es p o sib le utilizar e l rico conjunto de operadores predefinidos d e C-h - para especificar las m anipulacio nes com u n es d e ob jetos. Este capítulo m uestra có m o perm itir a los operadores de C ++ trabajar con objetos: un proceso llam ado sobrecarga de operadores. E s una manera directa y natural de am pliar C + + con estas nuevas capacidades, pero tam bién requiere un gran cuidado. Un ejem p lo de un operador sobrecargado integrado en C + + e s el operador < < , el cual s e utiliza tanto co m o operador d e inserción de flujo, co m o operador d e desplazam iento a la izquierda. D e m a nera sim ilar. >> tam bién está sobrecargado; se utiliza tanto co m o operador de extracción de flujo c o m o operador de desplazam iento a la derecha. [Nota: en el capítulo 18 explicarem os con detalle lo s operadores de desplazam iento a la derecha y a la izquierda.] A m b os operadores se sobrecargan en la b iblioteca estándar de C ++. Por s í m ism o, el lenguaje C + + sobrecarga ♦ y E stos operadores rea lizan p rocesos diferentes, dep en diend o d e su con texto en la aritm ética d e enteros, de punto flotante y d e apuntadores. C + + perm ite al programador sobrecargar m uchos operadores para que sean sen sib les al con texto en el q u e se utilizan: el com pilador genera el có d ig o apropiado basándose en el contexto. A lgu nos operadores se sobrecargan de m anera frecuente, esp ecia lm en te el operador d e asign ación y d istin tos operadores aritm éticos tales com o ♦ y Los trabajos que realizan los operadores sobrecargados también pueden llevarlos a cabo fun cion es explícitas, pero la notación d e operadores a m enudo es m ás clara y más com ún para lo s program adores.


548


Capítulo 8

En un m om ento exp licarem os cuándo sí y cu án do no utilizar la sobrecarga de operadores. M o s traremos có m o sobrecargar lo s operadores y presentarem os varios programas co m p leto s q u e utilizan la sobrecarga de operadores. E ste cap ítulo termina con ejem p los d e las cla ses d e la biblioteca están dar string y vector, cada uno de lo s cu ales proporciona m uchos operadores sobrecargados.

8 .2 F u n d a m e n t o s d e l a s o b r e c a r g a d e o p e r a d o r e s La program ación en C + + e s un p roceso sen sib le y en focad o al tipo. L os program adores pueden uti lizar tipos integrados y pueden definir n uevos tipos. L os tipos integrados s e pueden utilizar con la ri ca colección d e operadores d e C ++. Los operadores proporcionan a lo s program adores una notación co n cisa para expresar m anipulaciones de objetos de tipos integrados. L os program adores también pueden utilizar operadores con tipos d efin id os por el usuario. A un que C + + n o permite la creación de n uevos operadores, s í perm ite la sobrecarga de la mayoría de los operadores, d e manera q u e cuando esto s operadores se utilizan con ob jetos, lo s operadores tienen el sign ificad o apropiado para e s o s objetos. Ésta e s una d e las características más poderosas d e C ++.

Observación de ingeniería de software 8.1 La sobrecarga de operadores contribuye a ¡a posibilidad de ampliar C++, uno de los atributos más atractivos del lenguaje.

Buena práctica de programación 8.1 Utilice la sobrecarga de operadores cuando esto haga que el programa sea más claro, que si llevara a cabo las mismas operaciones mediante llamadas explícitas a funciones.

Buena práctica de programación 8.2 los operadores sobrecargados deben imitar lafuncionalidad de sus contrtqxirtes integradas; por ejem plo. el operador + se debe sobrecargar para realizar la suma no la resta Evite el uso excesivo o incon sistente de la sobrecarga de operadores, ya que esto puede hacer al programa muy críptico y difícil de leer. A unque la sobrecarga d e operadores suena co m o una capacidad exótica, la m ayoría de los pro gram adores u tiliza im plícitam ente la sobrecarga de operadores d e manera regular. Por ejem p lo, el operador sum a (+ ) opera diferente en enteros, flotantes y dobles. Sin em bargo, la sum a siem pre fun ciona bien con variables de tipo int, f loat, double y varios otros tipos integrados, debido a que e l operador sum a ( + ) por s í m ism o s e sobrecargó e n el lenguaje C ++. Los operadores se sobrecargan escribien do una d efinición de función (co n un encabezado y un cuerpo) co m o lo haría norm alm ente, excep to que el nom bre de la función ahora será la palabra re servada operator segu id o por el sím b olo del operador que se va a sobrecargar. Por ejem p lo, el nom bre d e la función operator-»- se utilizaría para sobrecargar el operador sum a (♦ ). Para utilizar un operador sobre ob jetos de una cla se, d ich o operador debe sobrecargarse; excepto e n d os casos. El operador de asignación (■ ) puede utilizarse co n cada cla se sin sobrecarga explícita. El com portam iento predeterm inado d el operador de asign ación es una asignación de m iem bros de lo s datos m iem bro d e la clase. Pronto verem os que dicha asign ación predeterm inada d e m iem bros es peligrosa para las c la se s con apuntadores miem bro; sobrecargarem os de manera ex p lícita el operador de asignación para dichas clases. A dem ás, el operador de dirección (&) puede utilizarse con objetos de cualquier clase sin sobrecarga; éste sim plem ente d evu elve la dirección del objeto en memoria. El o p e rador de d irección también puede sobrecargarse. La sobrecarga e s esp ecialm en te apropiada para las cla ses m atem áticas. A m enudo éstas requie ren la sobrecarga de un conjunto im portante d e operadores para garantizar la con sisten cia con la ma nera en que las cla ses m atem áticas se m anipulan en el m undo real. Por ejem plo, sería p o co com ún



Capitulo 8

549

sobrecargar só lo la sum a para una clase d e núm eros com p lejos, d eb id o a que otros operadores m a tem áticos tam bién s e utilizan com únm ente co n núm eros com p lejos. E l m eollo de la sobrecarga de operadores e s el de proporcionar las m ism as exp resion es co n ci sas y fam iliares para lo s tipos definidos por el usuario que proporciona C + + co n su rica co lecció n de operadores para lo s tipos integrados. S in em bargo, la sobrecarga de operadores no es autom ática; el programador debe escribir fun cion es de sobrecarga de operadores para realizar las operaciones d e seadas. A lgunas v e c e s e s m ejor hacer d e estas fu n cio n es, fu n cion es miem bro; algunas veces son m e jo res com o fun cion es f r i e n d : de manera ocasion al se pueden hacer fun cion es no m iem bro, o no £ r i o n d . E xplicarem os estos tem as a través d el capítulo.

8 .3 R e s t r i c c i o n e s e n c u a n t o a l a s o b r e c a r g a d e o p e r a d o r e s La m ayoría de lo s operadores de C + + pueden sobrecargarse. É stos aparecen en la figura 8.1. La fi gura 8.2 m uestra lo s operadores q u e no pueden sobrecargarse.

Error común de programación 8.1 Intentar la sobrecarga de un operador no sobrecargaba, es un error de sintaxis. La precedencia d e un operador no se p u ed e m odificar m ediante la sobrecarga. E sto puede pro vocar situ acion es d ifíciles, en las que un operador s e sobrecargue de manera que su precedencia fi ja sea inapropiada. Sin em bargo, s e pueden utilizar paréntesis para forzar el orden de evaluación de los operadores sobrecargados en una expresión. La asociatividad de un operador (e s decir, si el operador se aplica de derecha a izquierda, o de izquierda a derecha) no s e puede m odificar m ediante la sobrecarga. N o e s p osible m odificar el núm ero de operandos de un op erad or lo s operadores unarios sobre cargados perm anecen co m o operadores unarios; lo s operadores binarios sobrecargados perm anecen co m o operadores binarios. El único operador tem ario de C + + (? : ) no puede sobrecargarse. L o s o p e radores &, * , + y - tienen version es unitarias y binarias; estas version es unitarias y binarias se pue den sobrecargar.

Operadores que pueden sobrecargarse

♦

-

*

-

I %— ->* delate []

-

/« <
A m

It

A

/ <

>

&<->

1>(]

♦<< && O

O p e ra d o re s q u e p u e d e n so b re ca rg a rse .

Operadores que no pueden sobrecargarse :: Figura 8.2

?:

O p e ra d o re s q u e no p u e d e n so b re ca rg arse .


& >> II nev

1 •a >>♦♦ delate

550


Capítulo 8

Error común d© programación 8.2 Intentar modificar el número de operandos de un operador mediante la sobrecarga de operadores, es un error de sintaxis. N o es p osible crear nuevos operadores; só lo pueden sobrecargarse operadores existentes. Por desgracia, esto evita q u e el programador utilice n otaciones pupularcs co m o el operador * * , el cual s e utiliza en algu nos otros lenguajes d e program ación para la exp on en ciación.

Error común de programación 8.3 Intentar crear nuevos operadores mediante la sobrecarga de operadores, es un error de sintaxis. N o es p osib le m odificar la manera en que un operador funciona co n o b jeto s de tipos predefi nidos m ediante la sobrecarga de operadores. Por ejem p lo, el programador n o puede m odificar la manera en que ♦ sum a d o s enteros. La sobrecarga de operadores funciona solam en te con ob jetos de tipos d efin id os por el usuario, o con una m ezcla de un objeto d e tipo d efinido por el usuario y un o b je to d e un tipo integrado.

Error común de programación 8.4 Intentar modificar la manera en que un operador funciona con los objetos de tipos predefinidos, es un error de sintaxis.

Observación de ingeniería de software 8.2 Al menos un argumento de una función operador debe ser un objeto o referencia de un tipo definido por el usuario. Esto evita que el programador modifique la manera en que los operadores funcionim con los tipos integrados. Sobrecargar un operador d e a sign ación y un operador de sum a para perm itir in stru cciones com o:

obj«to2 - objeto2 ♦ objetol; no im plica q u e el operador + - se encuentre sobrecargado para permitir op eracion es com o:

objeto2 +- objetol; D ich o com portam iento se puede lograr solam ente m ediante la sobrecarga explícita d el operador + para esa cla se.

Error común de programación 8.5 Asumir que la sobrecarga de un operador como + sobrecarga operadores relacionados tales como o que la sobrecarga de mm sobrecarga un operador relacionado como I ■. puede provocar errores. Los operadores pueden sobrecargarse solamente de manera explícita; no existe la sobrecarga implícita.

8.4 Funciones de operador com o miembros de la clase o com o funciones friend Las fu n cion es operador pueden ser fu n cion es m iem bro o fun cion es n o m iem bro; las fun cion es no m iem bro a m enudo se hacen am igas por razones de rendimiento. Las funciones miembro utilizan el apuntador this de manera im plícita para obtener uno de lo s argum entos del objeto d e la clase (el op e rando izquierdo para operadores binarios). En la llam ada d e una función no m iem bro se deben listar exp lícitam ente los parámetros para lo s d o s operandos de un operador binario.


Capitulo 8


551

C uando s e sobrecargan lo s operadores ( ) , [ ] . - > . o cualquiera d e lo s operadores de asign a ció n , la función de sobrecarga d el operador se d eb e declarar co m o una cla se m iem bro. Para lo s d e m ás operadores. las fun cion es de sobrecarga pueden ser fun cion es no m iem bro. N o importa si una función operador se im plem enta co m o función m iem bro o co m o función no m iem bro, el operador utiliza la m ism a forma de expresión. Entonces, ¿cuál im plem entación es mejor? C uando una función operador se im plem enta co m o función m iem bro, el operando que se e n cuentra más a la izquierda (o e l único) debe ser un ob jeto (o una referencia hacia un ob jeto) d e la clase d el operador. Si el operando izquierdo d eb e ser un ob jeto d e una cla se diferente o un tipo pre d efinido, esta función operador d eb e im plcm cntarsc co m o una función no m iem bro (co m o verem os en la secció n 8.5 cuando sobrecarguem os << y >> co m o operadores de inserción y d e extracción de flujo, respectivam ente). Una función operador no m iem bro necesita ser friend si dicha función d e be acceder d e manera directa a m iem bros privados o protegidos de esa clase. FJ operador sobrecargado < < d eb e tener un operador izquierdo d e tipo

ostream & (tal co m o

el ob jeto cout en la expresión cout << objetoClase), por lo que debe ser una función no miem bro. D e manera sim ilar, el operador sobrecargado >> debe tener un operando izquierdo de tipo istream & (tal co m o el objeto cin en la expresión cin >> objetoClase), de manera que también debe ser una función no miembro. A dem ás, cada una de estas funciones de sobrecarga d e o p e radores podría requerir a c c e s o a lo s datos m iem bro privados del objeto de la cla se q u e s e m uestra o se introduce, d e tal forma que estas fu n cion es d e sobrecarga d e operadores pueden hacerse fun cio nes friend de estas cla ses por razones d e rendim iento.

Tíd de rendimiento 8.1 Fj posible sobrecargar un operador como una función no miembro, no amiga: pero si dicha función

necesita acceder a tos datos privados o protegidos de la clase. ésta necesitará utilizar una función ob tener (get) o establecer (set) proporcionada en la interfaz pública de la clase. El gasto provocado por las llamadas a estas funciones podría ocasionar un bajo rendimiento, por lo que estas funciones pue den colocarse inline para mejorar el rendimiento. Las fun cion es m iem bro operador d e una cla se esp ecífica se llam an solam ente cuando el operan do izquierdo de un operador binario e s esp ecífica m en te un ob jeto de dicha cla se, o cu an do el único operando d el operador unario es un ob jeto de esa clase. Otra razón por la que uno podría elegir una función no m iem bro para sobrecargar un operador sería para permitir que el operador fuera conm utativo. Por ejem p lo, suponga que ten em os un ob je to, numero, d e tipo long int, y un objeto enteroQrandel, de la cla se IntOrande (una clase en la que lo s enteros pueden ser arbitrariamente grandes, en lugar de estar lim itados por el ta m año d e la palabra de la m áquina dependiente d el hardware; la cla se IntOrande s e desarrolla en los ejercicios d el capítulo). El operador sum a ( + ) produce un ob jeto tem poral IntOrande co m o la suma de un IntOrande y un long int (co m o en la expresión intOrandel + numero), o co m o la sum a de un long int y un IntOrande (co m o en la expresión numero ♦ intOran del). Por lo tanto, requerim os que el operador sum a sea conm utativo (co m o com únm ente es). El problem a e s que el objeto de la cla se debe aparecer a la izquierda d el operador sum a, si e sc operador se sobrecarga co m o una función m iem bro. E ntonces, sobrecargam os al operador co m o una función no m iem b ro friend para perm itir que IntOrande aparezca a la derecha d e la sum a. La fu n ció n operador*, la cual lidia con IntOrande a la izquierda, tam bién puede ser una función m iem bro. R ecuerde que una función no m iem bro no necesariam ente necesita ser f riend, si e x is ten las fun cion es apropiadas obtener y establecer dentro d e la interfaz pública d e la clase.


552


Capítulo 8

8.5 Sobrecarga de los operadores de inserción y d e extracción de flujo C + + p uede introducir y mostrar lo s tipos d e datos integrados m ediante el operador de extracción >> y d e inserción de flujo < <. E stos operadores se sobrecargan (en las bibliotecas de c la se s proporcio nadas con los com piladores d e C + + ) para procesar cada tipo integrado, in clu yen d o apuntadores y ca denas al estilo char * de C. A dem ás, los operadores d e inserción y d e extracción de flujo pueden sobrecargarse para realizar la entrada y salida d e tipos de datos d efinidos por el usuario. La figura 8.3 m uestra la sobrecarga d e lo s operadores d e extracción y de inserción flujo para m anipular datos de una clase d e núm eros de teléfo n o definida por el usuario llam ada NumeroTelefonico. E l pro gram a asum e que los núm eros telefón icos s e introducen de manera correcta.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 8.3* fig08_03.cpp // Sobrecarga de los operadores de inserción // y de extracción de flujo. iinclude using using using using using

std::cout; std:*cin; std::endl; stds¡ostream; std::istream;

11 12 13 14 15 16 17 18 19

iinclude using std::setw; // definición de la clase NumeroTelefonico clase NumeroTelefonico ( friend ostream &operator<<( ostream&, const NumeroTelefonico & ); friend istream &operator>>( istrea*n&, NumeroTelefonico U );

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

prívate: char codigoAreaí 4 ]; // 3 dígitos para el código de área y el nulo char intercambio! 4 ]; // 3 dígitos para intercambio y el nulo char linea! 5 ]; // 4 dígitos para el código de área y el nulo }; // fin de la clase NumeroTelefonico // operador de inserción de flujo sobrecargado; no puede ser // una función miembro si deseamos invocarla con // cout << algunNumeroTelefonico; ostream fcoperator<<( ostream fcsalida, const NumeroTelefonico &num ) { salida << *(" << num. codigoArea <<**)" << num. intercambio << << num. linea; return salida;

// habilita cout << a << b << c;

) // fin de la función operator<<

Rgura 8.3

Operadores d e Inserción y de extracción d e flujo sobrecargados. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 8

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50


553

// operador de extracción de flujo sobrecargado; no puede ser // una función miembro si deseamos invocarla con // cin >> algunNumeroTelefonico; istream &operator>>( istream Centrada, NumeroTelefonico &num ) { entrada.ignore(); // evita el ( entrada » setw( 4 ) » num. codigoAxea; // introduce el código de área entrada.ignore( 2 ); // evita el ) y el espacio entrada » setv( 4 ) >> num.intercambio; // introduce el intercambio entrada.ignore(); // evita el guión (-) entrada >> setw( 5 ) >> num. linea; // introduce linea

51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

r e t u m entrada;

// habilita cin »

a >> b >> c;

) // fin de la función operator>> int main() { NumeroTelefonico telefono; // crea el objeto telefono cout << "Introduzca el numero de telefono de la forma (123) 456-7890:\n";

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

// cin >> telefono invoca a operator>> involucrando implícitamente // a la llamada de la función miembro operator>>( cin, telefono ) cin >> telefono; cout << "El numero de telefono introducido era: "; // cout << telefono invoca a operator<< involucrando implícitamente // a la llamada de la función no miembro operator«( cout, telefono ) cout << telefono << endl;

71 72 73 74


Introduzca el numero de telefono de la forma (123) 456-7890: (800) 555-1212 El numero de telefono introducido era: (800) 555-1212 R g u ra 8.3

Operadores de Inserción y d e extracción d e flujo sobrecargados. (Parte 2 de 2.)

La fu n ción operador de extracción d e flujo operator>> (lín ea s 4 3 -5 4 ) tom a la referencia istream entrada y la referencia ifcimeroTelefonico num com o argum entos y d evu elve una re ferencia istream La función operador operator>> introduce los números telefón icos de la forma:

(800) 555-1212 dentro de ob jetos de la clase NumeroTelef onico. C uando el com pilador v e la expresión:

cin >> telefono en la línea 6 4 , el com pilador genera la llam ada a la función n o miembro:

operator>>( cin, telefono ); http://alexyniorlls.blogspot.com 609 of 1380.

554


Capítulo 8

entrada s e con vierte en un alias para cin. y el parámetro de referencia num se convierte en un alias para telefono (línea 4 3 ). La función operador lee co m o cadenas las tres partes del núm ero telefó n ico dentro de lo s m iem bros codigoArea (línea 4 6 ). intercambio (línea 4 8 ) y linea (línea 5 0 ) d el ob jeto referenciado NumeroTe lefonico (el parámetro num en la función d el operador y el ob jeto telefono e n main). El m anipulador d e flujo setw lim ita el núm ero d e caracteres leíd os en el arreglo de caracteres. Recuer d e que, cuando s e utiliza con cin, setw restringe el núm ero de caracteres leíd o s a uno m enos que su argum ento (es decir, setw( 4 ) perm ite la lectura de tres caracteres y reserva una p osición para C uando se ejecuta esta llam ada, el parámetro d e referencia

e l carácter de term inación nulo). L os caracteres paréntesis, esp a cio y gión se evitan m ediante la lla mada a la función m iem bro istream ignore (lín ea s 4 5 , 47 y 4 9 ), las cu a les descartan el número esp e cífic o de caracteres e n e l flujo de entrada (de manera predeterm inada, un carácter). 1.a función operator >> d evu elve la referencia istream entrada (es decir, cin). E sto perm ite a las op e raciones d e entrada en lo s ob jetos NumeroTelefonico u objetos de otros tipos. Por ejem p lo, un programa puede introducir dos ob jetos manera:

NumeroTelefonico en una instrucción de la siguiente

cin >> telefonol >> telefono2; Primero, la expresión

cin >> telefonol se ejecuta mediante la llamada a la función no miembro:

op«rator>>( cin, telefonol ); Esta llam ada devolvería en ton ces una referencia a cin co m o el valor cin>>telefonol. por lo que la parte restante de la expresión se interpretaría sim p lem en te co m o cin>>telefono2. Esto s e ejecutaría m ediante la llam ada a la función no miembro:

operator>>( cin, telefono2 ); La fun ción operador de inserción de flujo (lín eas 3 1 -3 8 ) tom a una referencia ostream (salida) y una referencia const NumeroTelefonico (num) co m o argum entos y d evu elve una referen cia ostream. La función operator<< d esp liega ob jetos de tipo NumeroTelefonico. Cuan d o el com pilador v e la expresión:

cout << telefono e n la línea 70, éste gen era la llam ada a la función no miembro:

operator<<( cout, telefono ); La función operador<< d espliega las partes del núm ero telefó n ico co m o cad en as, d eb id o a que se alm acenan en form ato de cadena. O bserve que la s fu n cion es operator>> y operator<< se declaran en la cla se NumeroTe lefonico co m o fun cion es friend. no m iem bro (lín eas 18-19). E stos operadores deben ser no m iem bros debido a que el objeto de la cla se NumeroTelefonico aparece en cada ca so co m o el operando derecho del operador; e l operando d e la cla se debe aparecer a la izquierda d el operador para perm itim os sobrecargar dicho operador co m o una función m iem bro d e dicha d a s e . L o s opera dores sobrecargados d e entrada y salida se declaran co m o am igas si necesitan acceder de manera directa a m iem bros d e la clase n o p ú b licos por razones d e rendim iento. A dem ás, ob serve que la re ferencia a NumeroTelefonico en la lista de parámetros de la función operator<< (lín ea 31) e s const (d eb id o a que NumeroTelefonico sim plem ente se m ostrará), y la referencia Nume roTelefonico en la lista de parámetros d e la función operator >> (lín ea 4 3 ) n o es const (de bido a q u e el objeto NumeroTelefonico debe m odificarse para alm acenar el núm ero telefó n ico d e entrada en e l objeto).


Capitulo 8


555

Observación de ingeniería de software 8.3 Las nuevas capacidades de entrada y salida para tipos definidos por el usuario pueden adicionarse a C++, sin modificar la biblioteca estándar de clases de entrada y salida de C++. Éste es otro ejemplo de la capacidad de ampliación del lenguaje de programación C++.

8.6 Sobrecarga de operadores unarios Un operador unario para una clase puede sobrecargarse co m o una función m iem bro no estática sin argum entos, o co m o una fun ción no m iem bro con un argum ento; d ich o argum ento debe ser un o b je to d e la cla se o una referencia a un ob jeto d e la clase. Las fun cion es m iem bro q u e ¡mplem entan operadores sobrecargados no deben ser estáticos, d e manera que puedan acceder a lo s datos no está tico s de cada objeto de la clase. Recuerde que la s fun cion es m iem bro no estáticas solam ente pueden acced er a datos m iem bro estáticos de la clase. M ás adelante en este capítulo, sobrecargarem os el operador unario I para evaluar si un objeto de la clase Cadena (secció n 8 .1 0 ) q u e nosotros cream os está vacía y si d ev u elv e un resultado bool. Cuando s e sobrecarga a un operador unario tal co m o ! co m o una función m iem bro no estática sin argum entos, si c es un ob jeto de la cla se Cadena o una referencia a un objeto de la cla se Cadena, cuando el com pilador v e la expresión Ic, éste genera la llam ada a c .operator 1 ( ). El operando c es el objeto de la cla se para la cual se invoca la fun ción m iem bro operator! d e la cla se Cade

na. La función se declara en la d efin ición d e la cla se de la sigu ien te manera: clase Cadena { public: bool operatorio const; ); Un operador unario tal co m o 1 puede sobrecargarse co m o una función no m iem bro co n un argum en to de d os manera diferentes: con un argumento que sea un objeto (esto requiere una copia del objeto, de manera que lo s e fe c to s colaterales d e la función no se aplican al objeto original), o m ediante un argum ento que sea una referencia a un ob jeto (no se hace una cop ia del objeto original, de manera que los efecto s colaterales de esta función se aplican al objeto original). Si c es un objeto de la clase

Cadena (o una referencia a un objeto de la clase Cadena), entonces 1c se trata com o si se hubiera e s crito la llamada a operator! ( c ) , lo que invoca a la función friend no m iem bro de la cla se Cadena declarada d e la siguiente manera: class Cadena { friend bool operator!( const Cadena & ); e s e

);

8.7 Sobrecarga de operadores binarios Un operador binario puede sobrecargarse co m o una función m iem bro no estática con un argum ento, o co m o una función no m iem bro con dos argum entos (uno de e so s argum entos debe ser un ob jeto de una cla se, o una referencia a un ob jeto d e la clase). M ás adelante en este capítulo, sobrecargarem os ♦ - para indicar la concatenación d e dos ob je tos de cadena. C uando se sobrecarga el operador binario + - co m o una función m iem bro no estática de una clase Cadena con un argum ento, si y y * son ob jetos de la d a s e Cadena, en ton ces y + - z


556


Capítulo 8

s e trata co m o si se hubiera escrito y.operator+- ( z ) , lo que in voca a la función m iem bro operator-f- que se declara abajo:

claas Cadena { public: const String &operator+-( conat Cadena & ); >; Si el operador binario ♦ - se sobrecarga co m o una función no m iem bro, éste debe tomar d o s argu m entos, uno d e lo s cu ales d eb e ser un objeto de la cla se o una referencia hacia el ob jeto de la clase. Si y y z son ob jetos de la clase Cadena o referencias a lo s objetos de la cla se Cadena, en tonces y ♦ - z se trata co m o si se hubiera escrito la llamada operator-f- ( y , z ) , lo que invoca a la función friend n o m iem bro operator-f- que se declara com o:

class Cadena { friend conet Cadena fcoperator*-( Cadena &, const Cadena & ); >;

8.8 Ejemplo práctico: la c la s e A r r e g l o L a notación de arreglos en C + + es solam en te una alternativa para lo s apuntadores, d e manera que lo s arreglos tienen un gran potencial para lo s errores. Por ejem p lo, un programa puede fácilm ente “ salirse” d e lo s lím ites de un arreglo, debido a que C + + no verifica s i lo s subíndices caen fuera del rango del arreglo. L os arreglos de tam año n debe numerar su s elem en tos 0. .... n - 1; la alternancia d e subíndices no está permitida. N o es p osib le introducir o d esplegar un arreglo no char com p leto a la vez; cada elem en to d el arreglo se debe leer o escribir de manera individual. D o s arreglos no se pueden com parar de manera significativa con lo s operadores d e igualdad o con lo s d e relación (d e bido a que lo s nom bres d e arreglos sim p lem en te son apuntadores hacia donde inician los arreglos en m em oria y. por supuesto, dos arreglos siem pre com enzarán en diferentes u bicacion es de m em oria). C uando un arreglo se pasa a una función d e propósito general, diseñada para manipular arreglos de cualquier tamaño, el tamaño d e éste d eb e pasarse co m o un argum ento adicional. U n arreglo n o puede asignarse a otro sin lo s operadores de asignación (ya que lo s nom bres d e arreglos son apuntadores const, y un apuntador constante no se puede utilizar en e l lado izquierdo d e un operador de a sig nación). Éstas y otras capacidades ciertam ente parecen “naturales” para lidiar co n arreglos, pero C ++ no la s proporciona. Sin em bargo, C + + proporciona lo s m ed ios para im plcm cntar dichas capacidades d e lo s arreglos, a través de lo s m ecan ism os d e desarrollo d e c la ses y de sobrecarga de operadores. En e ste ejem p lo, cream os un arreglo q u e realiza la verificación d e lím ites para garantizar que lo s subíndices perm anezcan dentro de lo s lím ites del arreglo. La cla se perm ite que se a sig n e un ob je to arreglo a otro m ediante el operador de asignación. L o s ob jetos de esta cla se arreglo co n o cen su tam año, de manera que no e s necesario pasar el tam año del arreglo por separado co m o un argum en to, cuando se pasa el arreglo a una función. L o s arreglos com p letos pueden introducirse o mostrarse m ediante los operadores d e extracción e inserción d e flujo, respectivam ente. La com paración de arreglos puede hacerse m ediante los operadores d e igualdad, — y 1 Este ejem plo agudizará su com prensión en cuanto a la abstracción de datos. Probablem ente us ted querrá sugerir m uchas mejoras a esta cla se arreglo. El desarrollo de c la se s es una actividad inte resante, creativa c intclcctualm cntc desdafiante; siem p re con la m eta de “crear c la ses valiosas”.



Capitulo 8

557

El programa de las figuras 8.4 a 8 .6 muestra la cla se Arreglo y su s operadores sobrecargados. Prim ero recorreremos el programa principal en main (figura 8.6). D esp u és, considerarem os la d efinicón de la clase (figura 8 .4 ) y cada una d e las fun cion es m iem bro de la cla se, a s í co m o la d efin i ción de las cla ses friend (figura 8.5).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Fig. 8.4: arreglol.h // clase Arreglo para almacenar arreglos de enteros. #ifndef ARREGLO1_H idefine ARREGLO1 H iinclude using std::ostream; using std::istream; class Arreglo { friend ostream &operator«( ostream ¿, const Arreglo & ); friend istream &operator>>( istream ¿, Arreglo ¿ ); public: Arreglo ( int - 10 ); Arreglo( const Arreglo ¿ ); ~Arreglo(); int obtieneTamanio() const;

// // // //

constructor predeterminado constructor de copia destructor tamaño de retorno

20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

// operador de asignación const Arreglo ¿operator-( const Arreglo ¿ ); // operador de igualdad bool operatoria( const Arreglo

k

) const;

// operador de desigualdad; devuelve lo opuesto del operador -bool operatoria const Arreglo Arreglo ¿derecha ) const { return I ( *this ■■ derecha ); // invoca a Arreglo::operator-Arreglo:roperator-> // fin de la función operatoria // el operador de subíndice para objetos no constantes devuelve uz 1valué lvalue int ¿operator[]( ¿operator[] ( int int ); ); // el operador de subíndice para objetos constantes devuelve un rvalue const int ¿operator[]( int ) const; prívate: int tamanio; // tamaño del arreglo int *ptr; // apuntador al primer elemento del arreglo ); // fin de la clase Arreglo tfendif

Rgura 8.4

Definición d e la clase A r r e g l o co n operadores sobrecargados.


558

1 2 3 4 5 6 7


Capítulo 8

// Fig. 8.5* arreglol.cpp // Definición de lee funciones miembro para la claae Arreglo •inelude using atdsscout; using std* tein; using std:tendí;

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21

22 23 24 25

•inelude using std::setw; •inelude

// operador estándar de C++ "new"

•inelude

// prototipo de la función exit

•inelude "arreglol.h* // definición de la clase Arreglo // constructor predeterminado para la clase Arreglo (tamaño predeterminado 10) Arreglo::Arreglo( int tamanioArreglo )

{ // valida tamanioArreglo tamanio - ( tamanioArreglo > 0 ? tamanioArreglo : 10 ); ptr - new int[ tamanio ]; // crea espacio para el arreglo

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

for ( int i - 0; i < tamanio; i+* ) ptr[ i 1 - 0; // inicializa el arreglo } // fin del constructor predeterminado Arreglo // constructor de copia para la clase Arreglo; // debe recibir una referencia para prevenir una recursión infinita Arreglo: :Arreglo( const Arreglo CíarregloACopiar ) : tamanio( arregloACopiar.tamanio ) { ptr - new int [ tamanio ]; // crea espacio para el arreglo for ( int i ■ 0; i < tamanio; i++ ) ptr[ i 1 - arregloACopiar.ptr[ i J; // copia dentro del objeto } // fin del constructor de copia Arreglo // destructor para la clase Arreglo Arreglo::-Arreglo() { delete [] ptr; // reclama el espacio del arreglo ) // fin del destructor // devuelve el tamaño del arreglo int Arreglo::obtieneTamanio() const {

Rgura 8.5

Definición d e tas funciones miembro y f r i e n d de ¡a clase A r r e g l o . (Parte 1 d e 4.)



Capitulo 8

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

559

rtturn tam&nio; } // fin da la función obtieneTamanio // oparador da asignación sobracargado; //la devolución da const avita: ( al - a2 ) ■ a3 conat Arreglo ¿Arreglo<:oparator-( conat Arreglo ¿derecha ) { if ( ¿derecha 1 - this ) { // verifica la autoasignación // para arreglos de diferentes tamaños, libera el arreglo original // por la izquierda, y después asigna el nuevo arreglo por la izquierda if ( tamanio I- derecha.tamanio ) { delate [] ptr; // reclama el espacio tamanio - derecha.tamanio; // redimensiona este objeto ptr - new int [ tamanio ]; // crea espacio para la copia del arreglo ) // fin del if interno for ( int i - 0; i < tamanio; i++ ) ptr[ i ] - derecha.ptr[ i ]; // copia el arreglo dentro del objeto ) // fin del if externo return *this;

// por ejemplo, habilita x - y - z

} // fin de la función operator// determina si dos arreglos son iguales y si lo son // devuelve verdadero, de lo contrario devuelve falso bool Arreglo::oparator--( const Arreglo ¿derecha ) const { if ( tamanio i- derecha.tamanio ) return false; // arreglos de tamaños diferentes

88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

for { int i - 0; i < tamanio; i++ ) if ( ptr[ i ] !- derecha.ptrt i 1 ) return false; // los arreglos no son iguales return true;

// los arreglos son iguales

) // fin de la función oparator» //el operador subíndice sobrecargado para al retorno de referencias / / a arreglos no constantes, crea un lvalue int ¿Arreglo::oparator[]( int subíndice )

{ // verifica si exista error en los limites del arreglo if ( subíndice < 0 || subíndice >- tamanio ) { cout << "\nError: Subíndice " « subíndice << " fuera de rango” << endl;

Rgura 8.5

Definición de las funciones miembro y f r i e n d de la clase A r r e g lo . (Parte 2 d e 4.)


560


107 108 109

exit( 1 );

Capítulo 8

// termina el programa; subíndice fuera de rango

) // fin de if

110 111

return ptr[ subíndice ]; // retorno de referencia

112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

> // fin de la función operator[] // el oparador subíndice sobrecargado para el retorno de referencias / / a arreglos constantes, crea un rvalue const int «Arreglo: :operator [] ( int subíndice ) const { // verifica si existe error en los limites del arreglo if ( subíndice < 0 || subíndice >• témanlo ) { cout << *\nErrorj Subíndice " « subíndice << * fuera de rango" << endl; exit( 1 );

// termina el programa; subíndice fuera de rango

} // fin de if return ptr[ subíndice ]; // retorno de una referencia constante ) // fin de la función operator[] // operador de entrada sobrecargado para la clase Arreglo; // introduce valores para todo el arreglo istream &operator>>( istream «entrada. Arreglo «a ) { for < int i - 0; i < a.tamanio; i++ ) entrada >> a.ptr[ i ]; return entrada;

// habilita cin >> x >> y;

} // fin de la función // operador de salida sobrecargado para la clase Arreglo ostream &operator<<( ostream «salida, const Arreglo «a ) { int i;

Rgura 8.5

// muestra el arreglo privado basado en apuntadores for ( i ■ 0; i < a.tamanio; i++ ) { salida << setw( 12 ) « a.ptr[ i ]; if ( ( i ♦ 1 ) % 4 == 0 ) // 4 números por fila de salida salida << endl; ) // fin del for if ( i % 4 !■ 0 ) // fin de la última linea de salida salida << endl;

Definición d e tas funciones miembro y f r i e n d de ¡a clase A r r e g l o . (Parte 3 d e 4.)



Capitulo 8

561

160 rtturn salida; // habilita cout << x << y; 161 162 } // fin da la función operator<< Figura 8.5

1 2 3 4 5 6 7

Definición de las funciones miembro y friend de la clase Arreglo.(Parte 4 d e 4.)

// Pig. 8.6: fig08_06.cpp // Programa da prueba para la clasa Arreglo. ffinclude using std:scout; using std::cin; using std::endl;

8 9

linclude "arreglol.h"

10 11

int main()

12

{

13 14 15 16 17 18 19

Arreglo enterosM 7 ); // Arreglo da siete elementos Arreglo entaros2; // Arreglo predeterminado de 10 elementos // imprime el tamaño de enteros 1 y su contenido cout << "El teman io del arreglo enterosl es " << enterosl.obtieneTamanio() << "\nArreglo después de la inicializacion:\n* << enterosl;

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

// imprime el tamaño de enteros2 y su contenido cout << " \nEl tamanio del arreglo enteros2 es " << enteros2.obtieneTamanio() << "\nArreglo después de la inicializacion:\n* << enteros2; // introduce e imprime enterosl y ente ros 2 cout << "\nIntroduzca 17 enteros:\ n " ; cin >> enterosl >> enteros2; cout << "\nDespues de introducirlos, los arreglos contienen:\n" << "enterosl:\n" << enterosl << "enteros2:\n" << enteros2; // utiliza el operador de desigualdad (1-) sobrecargado cout << "\nEvaluando: enterosl I- enteros2\nM; if ( enterosl I- enteros2 ) cout << "enterosl y enteros2 no son iguales\n*; // crea el arreglo enteros3 utilizando enterosl como un // inicializador; imprime el tamaño y el contenido Arreglo enteros3( enterosl ); // llama al constructor de copia cout << "\nEl tamanio del arreglo enteros3 es * << enteros3.obtieneTamanio() << "\nArreglo después de la inicializacion:\ n " «

Rgura 8.6

Programa d e prueba para la clase A r r e g l o . (Parte 1 de 3.)


enteros3;

562

47 43 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


Capítulo 8

// uso del operador de asignación sobrecargado (-) cout << "\nAsignacion de enteros2 a enterosl:\n"; enterosl ■ enteros2; // observe que el destino es más pequeño cout << "enterosl:\n" << enterosl << "enteros2:\nw << enteros2; // uso del operador de igualdad sobrecargado (--) cout << "NnEvaluando: enterosl -■ enteros2\n”; if { enterosl ■■ enteros2 ) cout << "enterosl y enteros2 no son iguales\n"; // uso del operador de subíndices sobrecargado para crear un rvalue cout << "\nenterosl[51 es " « enterosl[ 5 ]; // uso del operador de subíndices sobrecargado para crear un lvalue cout << "\n\nAsignacion de 1000 a enterosl[5]\n"; enterosl [ 5 1 - 1000; cout << "enterosl:\n" << enterosl;

68 69 70 71 72 73 74 75

// intento de uso de un subíndice fuera de rango cout << "\nlntenta asignar 1000 a enteros 1I15]* << endl; enterosl [ 15 ] - 1000; // ERROR: fuera de rango return 0; ) // fin de main

El tamanio del arreglo enterosl es 7 Arreglo después de la inicializacion: 0 0 0 0 0 0 El tamanio del arreglo enteros2 es 10 Arreglo después de la inicializacion: 0 0 0 0 0 0 0 0

0

0 0

Introduzca 17
Programa d e prueba para la clase A r r e g l o . (Parte 2 d e 3.)



Capitulo 8

563

Evaluando: enterosl I■ enteros2 enterosl y enteros2 no aon iguales El tamanio del arreglo enteros3 es 7 Arreglo después de la inicializacion: 2 6

1 5

3 7

Asignación de enteros2 a enterosl: enterosl: 8 9 10 12 14 13 17 16 enteros2: 8 10 9 12 14 13 17 16

4

11 15

11 15

enteros2 Evaluando: enterosl enterosl y enteros2 no son iguales enterosl[5] es 13 Asignación de 1000 a enterosl[5] enterosl: 8 9 10 12 1000 14 17 16

11 15

Intenta asignar 1000 a enteros 1(15] Error: Subíndice 15 fuera de rango Rgura 8.6

Programa de prueba para la clase Arreglo. (Parte 3 de 3.)

E l programa com ien za con la creación d e las instancias para d os o b jeto s de la cla se Arreglo: enterosl (lin ca 13) co n siete elem en tos, y enteros2 (lín ea 14) co n el tam año predeterm inado de Arreglo, 10 elem en tos (esp ecificad o por el prototipo del constructor predeterm inado de Arre glo en la figura 8.4, línea 16). luis líneas 17 a 19 utilizan la función m iem bro obtieneTamanio para determ inar el tamaño de enterosl y mostrarlo m ediante el operador sobrecargado de inser ción de flujo de Arreglo. La salida de m uestra confirm a que lo s elem en tos del arreglo se iniciaHzaron correctamente en ceros mediante el constructor. D espués, las líneas 22 a 24 muestran el tamaño de enteros2 y lo muestran mediante el operador sobrecaigado d e inserción de flujo de Arreglo. La línea 27 indica al usuario gad o d e extracción d e flujo para alm acenan en enterosl y lo s 32 muestran lo s d o s arreglos con

q u e introduzca 17 enteros. 1.a línea 28 utiliza el operador sobrecar leer estos valores en am bos arreglos. L os primeros siete valores se 10 valores restantes se alm acenan en enteros2. Las lín eas 3 0 a el operador de inserción de flujo de Arreglo, para confirm ar que

la entrada s e realizó de manera correcta. La línea 3 7 prueba el operador d e d esigualdad sobrecargado, evaluando la condición:

enterosl I- enteros2 luí salida del programa m uestra que lo s arreglos en realidad no son iguales.


564


La línea 4 2 crea la tercera instancia de

Capítulo 8

Arreglo llamada enteros3 y la inicializa con una c o

pia de Arreglo enterosl. Esto invoca al constructor de copia Arreglo pora copiar lo s elem entos d e enterosl en enteros3. En breve, explicarem os los d etalles d el constructor de copia. I-as lincas 44 a 4 6 muestran el tamaño de enteros3 y su salida m ediante el operador d e inser ción de flujo de Arreglo, para confirmar que los elem entos del arreglo se inicializaron de manera c o rrecta por m edio d el constructor de copia. A continuación, la lín ea 5 0 evalúa al operador sobrecargado d e asig n a ció n ( - ) , asignando enteros2 a enterosl. Las lín eas 5 2 y 5 3 im prim en ob jetos Arreglo para confirm ar q u e la asign ación fue exitosa. O bserve q u e enterosl originalm ente arroja 7 enteros y s e m odificó su ta m año para alm acenar la cop ia de lo s 10 elem en tos en enteros2. C om o verem os m ás adelante, el operador d e asignación sobrecargado realiza esta operación d e m odificación d e tam año d e manera transparente para al cód ig o cliente. D esp u és, la línea 5 8 utiliza el operador de igualdad (■ ■ ) sobrecargado para confirm ar que los o b jetos enterosl y enteros2 so n realm ente id én ticos d esp u és de la asignación. La línea 6 2 u tiliza el operador de subíndices sobrecargado para hacer referencia a ente rosl [ 5] . un elem en to dentro del rango d e enterosl. E ste nom bre con su bín d ice se utiliza com o un rvalue para im prim ir el valor alm acenad o en enterosl [5]. La línea 6 6 utiliza ente rosl [5] co m o un Ivalue en e l lado izquierdo de las instrucciones d e asignación para asignar un nuevo valor, 1000, al elem en to 5 d e enterosl. Verem os que operator [ ] d ev u elv e una refe rencia para utilizarla co m o el Ivalue, después de que el operador confirm a que 5 es un su bín d ice vá lid o para enterosl. La línea 71 intenta asignar el valor 1000 a enterosl [ 15 ] ; un elem en to fuera d e rango. En este ejem p lo, operator [ ] determ ina que el subíndice se encuentra fuera de rango, im prim e un m ensaje y termina el programa. D e manera interesante, el operador d e subíndices del arreglo [ ] no está restringido só lo para el u so co n arreglos; éste puede utilizarse tam bién para seleccion ar elem en tos d e otros tipos de clases contenedoras, tales c o m o listas ligadas, cadenas y diccionarios. A dem ás, cu an do s e definen fu n cio n es operator [ ] , lo s su b ín d ices ya no tienen por q u é ser enteros, s e pueden utilizar caracteres, ca denas, flotantes, o in clu so objetos d e cla ses definidas por el usuario. Ahora q u e hem os visto operar este programa, h agam os un recorrido a través del en cab ezado de la cla se (figura 8.4). C onform e hagam os referencia a cada función m iem bro del encabezado, ex p li carem os la im plem entación de dicha función en la figura 8.5. L as líneas 41 y 4 2 representan los datos m iem bro privados d e la clase Arreglo. Cada ob jeto Arreglo consta de un m iem bro témanlo que indica el núm ero de elem en tos en el arreglo y de un apuntador int, ptr, que apunta hacia el arre g lo d e enteros, asignado de manera dinám ica, m anipulado m ediante e l objeto Arreglo. Las lín eas 12 y 13 d el archivo d e en cab ezado declaran e l operador de inserción de flujo sob re cargado y e l operador de extracción de flujo sobrecargado para que sean a m igos d e la clase Arre glo. C uando el com pilador ve una expresión co m o cout << ob j etoArreglo, éste in voca a la fun ción n o m iem bro operator << co n la llamada:

operator<<( cout, objetoArreglo ) C uando el com pilador ve una expresión c o m o m iem bro operator»> co n la llamada:

cin>>objetoArreglo, éste in voca una función

operator>>( cin, objetoArreglo ) D e nuevo ob servam os que estas fu n cion es operador de inserción y d e extracción d e flujo n o pueden ser m iem bros de la clase Arreglo, ya que el ob jeto Arreglo siem pre se m enciona en el lado d e recho de lo s operadores d e inserción y de extracción de flujo. Si estas fun cion es operador fueran


Capitulo 8


m iem bros d e la cla se a

565

Arreglo, se utilizarían las sigu ien tes instrucciones para dar entrada y salida

Arreglo: objetoArreglo << cout; objetoArreglo >> cin;

D ich as instrucciones serían con fu sas para la m ayoría de lo s program adores de C + + , q u ien es están acostum brados a que vam ente. La función

cout y cin aparezcan co m o lo s operandos izquierdos de << y > > , respecti

operator<< (definida en la figura 8.5 , líneas 1 44-162) im prim e el núm ero d e e le

m entos indicado por tamanio, d esd e e l arreglo entero al cual apunta ptr. La fun ción operator> > (definida en la figura 8.5, lín ea s 134 -1 4 1 ) se introduce d e manera directa en el arreglo al cual apunta ptr. Cada una de estas fun cion es operador d ev u elv e una referencia apropiada para permitir las instrucciones en cascada de salida o d e entrada, respectivam ente. O bserve que cada una d e estas fun cion es tien e a cceso a un Arreglo d e datos privado, debido a q u e estas fun cion es se declaran co m o am igas de la clase Arreglo. A dem ás, observe que las fu n cion es obtieneTam&nio y operator [] de la clase Arreglo pueden ser utilizadas por operator<< y operator> > , en cu y o c a so estas fun cion es operador no necesitan ser am igas d e la cla se Arreglo. Sin em bargo, las llam adas ad icion ales a la función podrían increm entar la sobrecarga en tiem p o de ejecución. La lín ea 16 d el archivo de en cab ezad o declara e l constructor predeterm inado para la cla se y e s p ecifica un tamaño predeterm inado de 10 elem entos. C uando el com pilador v e una declaración co m o la que aparece en la lín ea 13 d e la figura 8.6 , éste invoca al constructor predeterm inado de la cla se Arreglo (recuerde q u e el constructor predeterm inado en este ejem p lo en realidad recibe un so lo argum ento int, el cual tiene un valor predeterm inado de 10). E l constructor predeterm inado (d e fi nido en la figura 8.5, líneas 2 0 -3 0 ) valida y asigna el argum ento al d ato m iem bro tamanio, utiliza new para obtener la m em oria para representar internam ente este arreglo, y asigna el apuntador d e vuelto por new al dato m iem bro ptr. E ntonces el constructor utiliza un ciclo for para inicializar en cero a todos los elem en tos d el arreglo. Es p osib le tener una cla se Arreglo que no in icia lice su s m iem bros si, por ejem plo, d ich o s m iem bros se deben leer en algún m om ento posterior; pero esto se considera una m ala costum bre de program ación. L os Arreglos y lo s ob jetos en general, deben m antenerse in icializados en todo m om ento y en un estado consistente. La linca 17 d el archivo d e encabezado declara un constructor d e copia (definido en la figura 8.5, líneas 3 4 -4 2 ) que inicializa un Arreglo, h aciendo una cop ia d e un objeto Arreglo existente. D icha cop ia d eb e hacerse con cuidado para evitar la falla de dejar a am bos o b jeto s Arreglo apuntando hacia la m ism a m em oria asignada dinám icam ente. Éste es exactam ente el problem a que ocurriría con la asign ación predeterminada d e m iem bros, si e l com pilador estuviera autorizado para definir un constructor de cop ia predeterm inado para esta clase. L os constructores d e cop ia predeter m inados s e invocan en cualquier parte que se requiera una cop ia del objeto, tal co m o e n el paso de un ob jeto por valor a una función, en la devolución d e un objeto por valor d esd e una función, o en la in icialización de un objeto con una copia de otro objeto de la m ism a clase. El constructor d e c o pia e s llam ado e n una declaración cuando se crea la instancia d e un ob jeto de la cla se Arreglo y se inicializa con otro objeto d e esta clase, co m o en la declaración d e la línea 4 2 de la figura 8.6.

Error común de programación 8.6 Observe que el constructor de copia debe recibir su argumento pasado por referencia, no pasado por valor. De lo contrario, la llamada al constructor de copia provoca una recursividad infinita (un error lógico fatal), debido a que, en el paso por valor, se debe hacer una copia del objeto pasado al cons tructor de copia. Recuerde que cada vez que se requiere una copia de un objeto, se llama al constructor de copia de la clase. Si el constructor de copia recibe su argumento por valor, el constructor de copia se llamará a sí mismo de manera recursiva para hacer una copia de su argumento.


566


Capítulo 8

E! constructor d e cop ia para Arreglo (figura 8 .5 , línea 3 5 ) utiliza un inicializador de m iem bros para copiar el tamanio d el arreglo inicializador dentro del dato m iem bro tamanio: utiliza ne w (lín ea 3 7 ) para obtener la m em oria para la representación interna de este arreglo; y asigna el apuntador devuelto por new al dato m iem bro p tr1. D esp ués, el constructor de cop ia utiliza un c i c lo f or para copiar todos los elem en tos d el arreglo inicializador dentro d el nuevo objeto arreglo.

Error común de programación 8.7 Si el constructor de copia simplemente copió el apuntador del objeto fuente al apuntador del objeto de destino, entonces amitos objetos apuntarán a ¡a misma memoria asignada dinámicamente. El primer des tructor a ejecutar eliminaría la memoria asignada dinámicamente, y el ptr del otro objeto estaría indefinido, es decir, en unti situación de localización indefinida; esto provocaría un serio error en tiem po de ejecución (tal como la terminación abrupta del programa) cuando se utiliza el apuntador. La línea 18 del archivo d e encabezado declara al destructor para la cla se (definida en la figura 8 .5 , lín eas 45 -4 9 ). El destructor se in voca cuando un objeto d e la cla se Arreglo sa le de alcance. E l destructor utiliza delete I] para reclam ar la m em oria asignada d e m anera dinám ica m ediante ne w en el constructor. La lín ea 19 declara la función obtieneTamanio (definida en la figura 8.5, lín ea s 5 2 -5 6 ) que d evu elve el tamaño del arreglo. La línea 22 d el archivo de encabezado declara la función operador de asignación sobrecargado para la clase. C uando el com pilador ve la expresión enterosl - enteros2 en la línea 5 0 de la figura 8 .6 , éste in voca a la fun ción m iem bro operator - co n la llamada:

e&teroel.operator*( enteros2 ) La im plem entación de la función m iem bro operator* (figura 8.5 , lín eas 6 0 -8 0 ) evalúa la autoasignación (línea 62), en la cual un ob jeto de la cla se Arreglo se asigna a sí m ism o. C uando this e s igual a la dirección d el operando derecha, es que se intenta una au toasignación. de manera que s e evita la asignación (es decir, e l objeto e s él m ism o; en un m om ento verem os por q u é la au toasig nación es peligrosa). Si no es una autoasignación. en ton ces la función m iem bro determ ina si los tam años d e lo s d os arreglos son id én ticos (línea 6 6 ); en e se ca so , no se reasigna el arreglo d e en te ros original a la izquierda d el objeto Arreglo. D e lo contrario, operator - u tiliza delete (lín ea 6 7 ) para reclam ar la mem oria asignada originalm ente al arreglo de destino, cop ia tamanio d el arreglo fuente al témanlo d el arreglo d estin o (lín ea 6 8 ), u tiliza n ew para asign ar m em oria para el arreglo de destino y co lo ca el apuntador devuelto por n e w dentro d el ptr m iem bro d el arre g lo .2 D esp u és, el c ic lo f or de las líneas 73 y 7 4 cop ia lo s elem en to s del arreglo d esd e el arreglo fuente hacia el arreglo destino. Independientem ente de si e s o no una autoasignación, la función m iem bro d evu elve e l ob jeto actual (e s decir, *this en la línea 7 8 ) co m o una referencia constante; esto perm ite asignaciones de Arreglo en cascada tales com o x ■ y ■ z. S i ocurre una autoasig nación. y la función operator - no evaluó este ca so , operator - elim inaría la m em oria di nám ica asociada con el ob jeto Arreglo antes d e com pletar la asignación. Esto dejaría a ptr apuntando hacia la m em oria que ha sid o liberada, lo cual puede provocar errores fatales en tiem po d e ejecución.

Observación de ingeniería de software 8.4 Por lo general, un constructor, un destructor, un operador de asignación sobrecargado y un constructor de copia se proporcionan como grupo para cualquier clase que utiliza memoria asignada de manera dinámica 1. Observe que new podría fallar al internar obtener la memoria necesaria. En el capítulo 13, Manejo de excepcio nes. lidiaremos con las fallas de new. 2. Una vez más, n e w podría fallar. Explicaremos las fallas de n e w en el capítulo 13.


Capitulo 8


567

Error común do programación 8.8 No proporcionar un operador de asignación sobrecargado y un constructor de copia para una clase cuando los objetos de dicha clase contienen apuntadores hacia memoria asignada dinámicamente, es un error lógico.

Observación de ingeniería de software 8.5 Es posible prevenir que un objeto de una clase se asigne a otro. Esto se hace mediante la declaración del operador de asignación como una miembro privado de la clase.

Observación de ingeniería de software 8.6 Es posible prevenir que los objetos de una clase se copien; para hacer esto, simplemente haga que tanto el operador de asignación sobrecargado como el constructor de copia de dicha clase sean pri vados. La línea 25 del archivo de encabezado declara al operador d e igualdad sobrecargado ( - • ) para la clase. Cuando el com p ilad or ve la expresión entero si — ente ros 2 en la línea 58 d e la figura 8.6. el com pilador invoca la función m iem bro operator—

m ediante la llamada:

enteros1.operator-■( enteros2 ) luí función m iem bro operator- - (definida en la figura 8.5, líneas 8 4 -9 6 ) d ev u elv e d e inm ediato false si los m iem bros tamanio d e lo s arreglos no son iguales. D e lo contrario, operator— com para cada par de elem en tos. Si todos son ¡guales, la función d evu elve true. F.l primer par de elem en tos que difiera provocará que la función devuelva false d e inm ediato. Las lín ea s 2 8 a 3 2 d el archivo de encabezado definen el operador d e desigualdad sobrecargado ( ! - ) para la clase. La fun ción m iem bro operator! - utiliza la función sobrecargada opera tor-- para determinar si un Arreglo e s igual a otro, y en tonces d ev u elv e el op u esto a dicho resultado. Escribir operator I- d e esta manera perm ite a l programador reutilizar operator— , lo cual reduce la cantidad d e cód igo que se debe escribir en la clase. A dem ás, observe que la definición com pleta de la función para operator! - se encuentra en el archivo d e encabezado de Arreglo. E sto perm ite al com pilador colo ca r la función inline dentro d e la d efinición d e operator ! - para elim inar la sobrecarga de llam adas extra a funciones. Las lín eas 35 y 3 8 d el archivo d e en cab ezad o declaran d o s operadores de subíndices sobrecarga dos (d efin id os en la figura 8.5, en las líneas 100- 113 y 117-130, respectivam ente). Cuando el co m p i lador ve la expresión enteroslf 5 ] (figura 8.6, línea 6 2 ), éste in voca a la función m iem bro sobrecargada operator [ ] apropiada m ediante la generación de la llamada:

•ntero»1.operator[]( 5 ) El com pilador crea una llam ada a la versión const d e operator [ ] (figura 8 .5 , lín eas 117-130), cuando e l operador de subíndices s e utiliza sobre un ob jeto const Arreglo. Por ejem p lo, si se crea la instancia del objeto const z m ediante la instrucción:

const Arreglo z ( 5)/ en ton ces es necesaria la versión const de operator [ ] para ejecutar una instrucción com o:

cout «

z[ 3 ] << endl;

R ecuerde, un programa puede invocar solam en te a las fun cion es m iem bro const d e un objeto

const. Cada definición de operator [ ] determ ina si el subíndice que recibe co m o argum ento se e n cuentra en e l rango. Si no lo está, cada función im prim e un m ensaje d e error y termina e l programa


568


Capítulo 8

m ediante una llam ada a la fun ción exit (encabezado )-\ Si el su bín d ice se encuentra dentro d el rango, se d evu elve el elem en to apropiado del arreglo co m o una referencia, de manera que pueda ser utilizado co m o un Ivalue (por ejem p lo, en el lad o izquierdo de una instrucción d e asigna ció n ) para la versión no const de c, o un rvalue para la versión const de operator [ ] .

8.9 Conversión entre tipos La mayoría de los programas procesa información de una variedad de tipos. A lgunas veces todas las operaciones "permanecen con su tipo”. Por ejem plo, sumar un entero a otro entero produce un entero (m ientras el resultado no sea dem asiado grande para representarse co m o un entero). Sin em bargo, a m e nudo es necesario convertir datos d e un tipo en datos d e otro tipo. Esto puede suceder en las asignacio nes, en cálculos, en el paso de valores a funciones y en la devolución de valores desde funciones. El com pilador sabe cóm o realizar ciertas conversiones entre tipos integrados. Iôs programadores pueden utilizar operadores de conversión de tipo para forzar las conversiones entre tipos integrados. Pero, ¿qué hay acerca de lo s tipos d efin id os por el usuario? El com pilador no puede saber por adelantado có m o realizar la conversión entre tipos d efin id os por el usuario, y entre tipos definidos por e l usuario y tipos integrados, d e manera q u e el programador debe esp ecificar esto. D ichas con version es pueden realizarse m ediante constructores de conversión, e s decir, constructores con un so lo argum ento que convierten ob jetos d e otros tipos (in clu so tipos predefinidos) en objetos de una cla se en esp ecial. En la secció n 8. 10, utilizam os un constructor d e conversión para convertir cadenas com u nes char * en ob jetos d e la clase Cadena. Un operador de conversión p uede utilizarse para convertir un objeto d e una cla se e n otro o b je to d e otra clase, o e n un objeto de un tipo predefinido. D ich o operador de conversión debe ser una función m iem bro no estática; esta clase d e operador d e conversión no puede ser una función friend. El prototipo d e la función:

A::op«rator char *() const; declara una función sobrecargada d e conversión de tipo para convertir un objeto de un tipo definido por el usuario A en un ob jeto char * temporal. Una función de conversión de tipo sobrecargada no esp e cifica un tipo de retomo; el tipo de retom o e s al cual se convierte el objeto. Si c es un objeto de la clase, cuando el com pilador ve la expresión (char * ) c. genera la llamada c.operator char * ( ) . E 1 operando c e s el objeto d e la clase c para el cual se invoca la función operator char * ( ) . Las fu n cion es sobrecargadas de conversión de tip o se pueden definir para convertir ob jetos de tipos d efin id os por el usuario en tipos integrados, o en objetos d e otros tipos d efin id os por el usua rio. L os prototipos:

A :toperador int() conat; A:soperador OtraClaaa () const; declaran fun cion es d e conversión d e tipo sobrecargadas q u e pueden convertir un objeto de un tipo d efinido por el usuario A en un entero, o en un objeto del tipo d efin id o por el usuario OtraClaae. Una de la s m ejores características d e lo s operadores de conversión d e tipo y de lo s constructores d e conversión es que, cuando e s necesario, el com pilador puede llamar a estas funciones d e manera im plícita para crear objetos tem porales. Por ejem p lo, si un objeto c del tipo definido por el usuario Cadena aparece en un programa en una ubicación en donde se espera un char * , tal com o:

cout << c; 3. Observe que cuando un subíndice se encuentra fuera de rango es más apropiado "arrojar una excepción” que indique que el subíndice se encuentra fuera de rango. Entonces, el programa puede “atrapar" dicha excepción y procesar la en la propia ejecución. Vea el capítulo 13 para mayor información respecto a las excepciones.


Capitulo 8


569

el com pilador puede llamar a la función sobrecargada d e conversión d e tipo operator char * para convertir el ob jeto a un char * , y utilizar el char * resultante dentro de la expresión. C on este operador d e conversión, proporcionado por nuestra cla se Cadena, e l operador d e inserción de flujo no tien e que ser sobrecargado para mostrar una Cadena m ediante e l uso de cout.

Error común de programación 8.9 Por desgracia, el compilador podría utilizar conversiones implícitas en casos en los que usted no lo es pera. provocando expresiones ambigüas que generan errores de compilación o que provocan errores lógicos en tiempo de ejecución.

8.10 Ejemplo práctico: la clase Cadena C om o un ejercicio fundam ental para nuestra ex p licación de la sobrecarga, construirem os nuestra propia clase Cadena para llevar a cab o la creación y m anipulación d e cadenas (figuras 8.7-8.9). La biblioteca estándar d e C + + proporciona también una cla se string sim ilar y m ás robusta. E xp lica rem os un ejem p lo d e la cla se estándar string en la secció n 8 .1 3 , y exp licarem os detalladam ente la cla se string en e l capítulo 15. Por ahora, harem os un u so extenso d e la sobrecarga de operado res para elaborar nuestra propia cla se Cadena. Primero, explicarem os e l archivo d e encabezado para la cla se Cadena. E xplicarem os lo s datos privados u tilizados para representar los ob jetos Cadena. L uego, exp licarem os la interfaz pública de la clase, analizando cada uno de los servicio s que proporciona la d a se . E xplicarem os la definición de las fu n cion es m iem bro para la clase Cadena. Para cada una d e las fun cion es d e sobrecarga de operadores, m ostrarem os el có d ig o del programa principal que la in voca, y exp licarem os la forma en q u e trabaja dicha función. A hora, an alicem os el archivo de encabezado de la cla se Cadena de la figura 8.7. C om enzam os con la representación interna d e una Cadena. Las lín ea s 63 y 6 4 declaran lo s datos m iem bro priva d o s de la clase. N uestra cla se Cadena con tien e un cam p o para la longitud, el cual representa el núm ero de caracteres en la cadena, sin incluir el carácter nulo al final, y co n tien e un apuntador ptrC q u e apunta a la m em oria asignada dinám icam ente para representar a la cadena d e caracteres.

1

// Fig. 8.7: cadenal.h

2 3 4 5 ó 7 8 9

// Definición da la claaa cadana. fifndaf CADENA1 H «defina CADENA1 H «includa using atd< rostream; uaing atd::iatraam;

10

11 12 13 14 15 16 17

claaa Cadana { friand oatream &operator<<( oatraam 6, conat Cadana & ); friand iatraam &operator>>( iatraam &, Cadana & ); public: Cadena( conat char • ); // constructor da conversión predetarminado Cadena( conat Cadana 6 ); // constructor da copia

Rgura 8.7

Definición d e la clase C a d e n a c o n sobrecarga d e operadores. (Parte 1 d e 2.)


570

18 19 20 21


-CadenaO;

Capítulo 8

// destructor

const Cadena ¿operator-( const Cadena ¿ ); // asignación const Cadena ¿operator*-( const Cadena & ); // concatenación

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

bool operatorio const; // ¿la cadena está vacía? bool operator— ( const Cadena & ) const; // verifica si ■■ s2 bool operator<( const Cadena 6 ) const; // verifica si < s2 // verifica si !- s2 bool operator!-( const Cadena ¿ derecha ) const { retura I( *this ■■ derecha ); ) // fin de la función operatoria // verifica si > s2 bool operator>( const Cadena &derecha ) const { retura derecha < *this; } // fin de la función operator> // verifica si <- s2 bool operator<-( const Cadena ¿derecha ) const ( retura I( derecha < *this ); } // fin de la función operator ■ s2 bool operator>«( const Cadena ¿derecha ) const { retura I( *this < derecha ); } // fin de la función operator>« char ¿operator[] ( int ); // operador de subíndices const char ¿operator[] ( int ) const; // operador de subíndices Cadena operator()( int, int );

// devuelve una subcadana

int obtieneLongitud () const;

// devuelve la longitud de la cadena

prívate: int longitud; char *ptrC;

// longitud de la cadena // apuntador al inicio de la cadena

void estableceCadenaf const char * );

// función de utilidad

}; // fin de la clase Cadena tendif

Rgura 8.7

Definición de la clase C a d e n a con sobrecarga de operadores. (Parte 2 de 2.)



Capitulo 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// 7ig. 8.8t cadenal.cpp // Definición de lee funciones miembro para la claae Cadena. Vinclude tream> using std::cout; using std::endl; iinclude using std::setw;

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

//el constructor de conversión convierte un char * en una Cadena Cadena::Cadena( const char *c ) : longitud( ( c I- 0 ) ? strlen( c ) : 0 )

22

{

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

iinclude

// operador estándar "new" de C++

iinclude iinclude

// prototipos strcpy y strcat // prototipo exit

iinclude "cadañal.h" // definición de la clase Cadena

cout << "Constructor de conversión: " << c << '\n'; estableceCadena ( c ); // llama a la función de utilidad } // fin del constructor de conversión Cadena // constructor de copia Cadena::Cadena( const Cadena acopia ) : longitud( copia.longitud ) { cout << "Constructor de copia: " << copia.ptrC << *\n'; estableceCadena( copia.ptrC ); // llama a la función de utilidad ) // fin del constructor de copia de Cadena // Destructor Cadena::-Cadena() { cout << "Destructor: * << ptrC << »\n'; delate [] ptrC; // reclama la cadena ) // fin del destructor -Cadena // operador ■ sobrecargado; evita la autoasignación const Cadena «Cadena::operator-( const Cadena «derecha ) { cout << "llamada a operator-\nw; if ( «derecha I■ this ) { // evita la autoasignación delate [] ptrC; // previene fugas de memoria longitud - derecha.longitud; // nueva longitud de la Cadena

Figura 8.8

Definición d e las funciones miembro y las funciones

friend de la clase

Cadena (Parte 1 d e 4.) http://alexyniorlls.blogspot.com 627 of 1380.

571

572

53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104


Capítulo 8

estableceCadena( derecha.ptrC ); // llana a la función de utilidad ) else cout << "Intento de una cadena de asignarae a si misma\n*; return *this;

// permite las asignaciones en cascada

} // fin de la función operator// concatena el operando derecho con este objeto y // lo almacena en este objeto. const Cadena ¿Cadena::operator*■( const Cadena ¿derecha ) { size_t nuevaLongitud - longitud derecha.longitud; // nueva longitud char *ptrTemp - new char[ nuevaLongitud + 1 ]; // crea memoria strcpy( ptrTemp, ptrC )/ // copia ptrC strcpy( ptrTemp ♦ longitud, derecha.ptrC ); // copia derecha.ptrC delate [] ptrC; // reclama el espacio anterior ptrC - ptrTemp; // asigna el nuevo arreglo a ptrC longitud ■ nuevaLongitud; // asigna la nueva longitud a longitud return *this;

// permite las llamadas en cascada

) // fin de la ftinción operator+// ¿está vacia la Cadena? bool Cadena::operatorI() const { return longitud ■■ 0; } // fin de la función operatorI // ¿es esta Cadena igual a la Cadena de la derecha? bool Cadena::operator--( const Cadena ¿derecha ) const { return strcmp( ptrC, derecha.ptrC ) -- 0; ) // fin da la función operator-// ¿es esta Cadena menor a la Cadena de la derecha? bool Cadena::operator<( const Cadena ¿derecha ) const { return strcmpí ptrC, derecha.ptrC ) <0; ) // fin de la función operator< // devuelve la referencia al carácter de la Cadena como un lvalue char ¿Cadena::operator[]( int subíndice ) {

Figura 8.8

Definición d e las funciones miembro y las fundones f r i e n d d e la d a se

C a de n a (Parte 2 d e 4.)



Capitulo 8

105 106 107 108 109 110

// verifica ai el subíndice se if( subíndice < 0 || subíndice cout << "Error: Subíndice " << " fuera de rango* <<

111

>

exit( 1 );

573

encuentra fuera de rango >■ longitud ) { « subíndice endl;

// termina el programa

112 113 r e t u m ptrC[ subíndice ]; // crea un lvalue 114 115 ) // fin de la función operatorU 116 117 // devuelve la r e f r e n d a al carácter de la Cadena como unrvalue 118 const char áCadena::operator[]( int subíndice ) const 119 { 120 // verifica si el subíndice se encuentra fuera de rango 121 if( subíndice < 0 || subíndice >■ longitud ) { 122 cout << "Error: Subíndice * << subíndice 123 << " fuera de rango" << endl; 124 125 exit( 1 )/ // termina el programa 126 ) 127 128 return ptrC[ subíndice ]; // crea un rvalue 129 130 } // fin de la función operator[] 131 132 // devuelve una subcadena que comienza en el Índice y 133 // tiene la longitud subLongitud 134 Cadena Cadena::operator()( int indica, int subLongitud ) 135 { 136 // si el Índice está fuera de rango o la longitud de la sube adana es < 0, 137 // devuelve un opjeto Cadena vacio 138 if ( indice < 0 |j indice >■ longitud || subLongitud < 0 ) 139 return / / s e convierte en un objeto Cadena de manera automática 140 141 // determina lalongitud de la subcadena 142 int Ion; 143 144 if ( ( subLongitud -■ 0 ) | | ( indice ♦ subLongitud > longitud ) ) 145 Ion - longitud - indice; 146 else 147 Ion ■ subLongitud; 148 149 // almacena temporalmente el arreglo para la subcadena y 150 // el carácter de terminación nulo 151 char "ptrTemp ■ new char[ Ion t i ] ;

152 153 154 155 156

// copia la subcadena dentro del arreglo char y finaliza la cadena strncpy( ptrTemp, áptrC[ indice ), Ion ); ptrTemp [ Ion ] '\0';

Rgura 8.8

Definición d e las funciones miembro y las funciones f r i e n d d e la clase

C a d e n a (Parte 3 d e 4.)


574


Capítulo 8

157 // crea un objeto Cadena temporal que contiene a la subcadena 158 Cadena cadenaTemp( ptrTemp ); 159 delate [] ptrTemp; // elimina el arreglo temporal 160 161 return cadenaTemp; // devuelve la copia de la Cadena temporal 162 163 ) // fin de la función operatorO 164 165 // devuelve la longitud de la cadena 166 int Cadena::obtieneLongitud() const 167 { 168 return longitud; 169 170 ) // fin de la función obtieneLongitud 171 172 // función de utilidad invocada por los constructores y por operator173 void Cadena::estableceCadena( const char *cadena2 ) 174 { 175 ptrC - new char[ longitud + 1 1 ; / / asigna memoria 176 / / s i cadena2 no es un apuntador nulo, copia el contenido 177 178 if ( cadena2 I- 0 ) 179 strcpy( ptrC, cadena2 ); // copia la literal a un objeto 180 181 / / s i cadena2 es un apuntador nulo, hace a ésta una cadena vacia 182 else 183 ptrC[ 0 1 ■ *\0'í // cadena vacía 184 185 ) // fin de la función estableceCadena 186 187 // operador de salida sobrecargado 188 ostream 6operator<<( ostream ¿salida, const Cadena &c ) 189 { 190 salida << c.ptrC; 191 192 return salida; // permitecascada 193 194 ) // fin de la función operator<< 195 196 // operador de entrada sobrecargado 197 istream &operator>>( istream &entrada. Cadena &c ) 198 { 199 char temp[ 100 ] ; // búfer para almacenar entrada

200 201 202 203 204 205 206

entrada >> setw( 100 ) >> temp; c - temp; // utiliza el operador de asignación de la clase return entrada;


) // fin de la función operator>>

Figura 8.8

Definición d e las fu n cio n e s m iem bro y las fun cio nes f r i e n d d e la c la s e

Cadena (P arte 4 d e 4 .)

1

// Fig. 8.9: fig08_09.cpp

2 3 4

/ / Programa de prueba para la clase Cadena. # inelude

Rgura 8.9

Programa d e prueba para la clase C adena. (Parte 1 d e 4.)



Capitulo 8

5 6

575

using stdsicout; using std:rendí;

7 8

•Inelude "cadena!.h"

9 10

Int main()

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56

Cadena cl( "feliz" ); Cadena c2( * cumpleanios" ); Cadena c3; // verifica loe operadores de igualdad y de relación sobrecargados cout << "el es \"* « el << "\"; c2 es \ m" « c2 << "\"; c3 es \** << c3 << '\"' << "\n\nResultado de comparar c2 y si i* << *\nc2 ■■ el arroja " « ( c2 -■ el ? "verdadero" s "falso" ) << "\nc2 I- el arroja " << ( c2 1 ■ el ? "verdadero" s "falso" ) << *\nc2 > el arroja " << ( c2 > el ? "verdadero" * "falso" ) << "\nc2 < el arroja * << ( c2 < el ? "verdadero" s "falso" ) << "\nc2 >- el arroja " << ( c2 >■ el ? "verdadero" s "falso" ) << *\nc2 <- el arroja " << ( c2 <■ el ? "verdadero" t "falso" ); // verifica el operador sobrecargado (I) para una Cadena vacia cout << "\n\nVerificando Ic3:\n"; if ( lc3 ) { cout << "c3 esta vacia; asigna el a c3;\n"; c3 - el; // verifica la asignación sobrecargada cout << "c3 es \"" << c3 << *\""j >

// verifica el operador sobrecargado de concatenación de Cadena cout << "\n\ncl c2 arroja el ■ "; el c2; // verifica la concatenación sobrecargada cout << el; // verifica el constructor de conversión cout << "\n\ncl +■ \" a ti\" arroja\n"; el +■ * a ti"; // verifica constructor de conversión cout << "el ■ " « el << "\n\n"; // verifica el operador de llamada a función () sobrecargado para una subcadena cout << "La subcadena da el comienza en \n" << "la posición 0 para 14 caracteres, cl(0, 14), es:\n" << cl( 0, 14 ) << "\n\n";

Figura 8.9

Programa d e prueba para la clase C a d e n a (Parte 2 de 4.)


576

57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86


Capítulo 8

// verifica la opción de subcadena "al-final-de-la-Cadena" cout << "l>a subcadena de el comienza en\n" << "la posición 15, cl(15, 0), es: * << cl( 15, 0 ) << "\n\n"; // 0 es *al-final-de-la-cadena" // verifica al constructor de copia Cadena *ptrC4 - nev Cadena ( el ); cout << *\n*ptrC4 - " « *ptrC4 << "\n\n"; // verifica al operador (-) con autoasignación cout << "asigna *ptrC4 a *ptrC4\n"; +ptrC4 - *ptrC4; // verifica la asignación sobrecargada cout << "*ptrC4 - " « *ptrC4 << '\n'; // verifica el destructor delate ptrC4; // verifica el uso del operador subíndice para crear un lvalue clt 0 ] - 'F'; cl[ 6 1 - ' C ' ; cout << "\ncl después de cl[0] - 'F' and el[6] ■ 'C' es: " << el « "NnNn"; // verifica si el subíndice está fuera de rango cout << "Intenta asignar 'd' a si[30] arrojaz " << endl; cl[ 30 ] ■ 'd'; // ERROR: subíndice fuera de rango return Oj } // fin de main

Constructor de Constructor de Constructor de el es "feliz";

conversión: feliz conversión: cumpleanios conversión: c2 es "cumpleanios"; c3 es ""

Resultado de comparar c2 y el: c2 ■« el arroja falso c2 J- el arroja verdadero c2 > el arroja falso c2 < el arroja verdadero c2 >- el arroja falso c2 <- el arroja verdadero Verificando lc3: c3 esta vacia; asigna el a c3; llamada a operator es es "feliz" el +- c2 arroja el ■ feliz cumpleanios el arroja * a ti" Constructor de conversión: a ti Destructor: a ti el - feliz cumpleanios a ti (continúa en la siguiente página ) Rgura 8.9

Programa d e prueba para la clase C adena. (Parte 3 d e 4.)


Capitulo 8


577

Constructor ds conversión: feliz cumpleanios Constructor de copia: feliz cumpleanios Destructor: feliz cumpleanios La subcadena de el comienza en la posición 0 para 14 caracteres, cl(0, 14), es: feliz cumplean Destructor: feliz cumplean Constructor de conversión: os a ti Constructor de copia: os a ti Destructor: os a ti La subcadena de el comienza en la posición 15, cl(15, 0), es: os a ti Destructor: os a ti Constructor de copia: feliz cumpleanios a ti *ptrC4 - feliz cumpleanios a ti asigna *ptrC4 a *ptrC4 llamada a operator iniento de una cadena de asignarse a si mi ama *ptrC4 - feliz cumpleanios a ti Destructor: feliz cumpleanios a ti el después de cl[0] - 'F' and el [6] - 'C ' es: Feliz Cumpleanios a ti Intenta asignar 'd' a si[30] arroja: Error: Subíndice 30 fuera de rango

Rgura 8.9

Programa d e prueba para la clase Cadena. (Parte 4 de 4.)

Las lín eas 12 y 13 declaran a la función sobrecargada del operador d e inserción d e flujo operator<< (definida en la figura 8.8. lín eas 1 81-187) y a la fun ción sobrecargada d el operador de extracción de flujo operator>> (definida en la figura 8.8. líneas 190-199) co m o am igas d e la cla se. La im plem cntación d e operator<< es directa. O bserve que operator>> restringe a 9 9 el número total d e caracteres que se pueden leer dentro d el arreglo temp m ediante setw (lín ea 194); la posición 100 se guarda para el carácter nulo d e term inación para la cadena. [Afola: no tuvim os esta restricción para oparator>> en la clase Arreglo (figura 8 .4 y 8 .5 ), d eb id o a que el opera-

tor>> de la clase lee un elem en to del arreglo a la v e z , y d etien e la lectura de valores cuando se alcanza el final d el arreglo. El ob jeto c i n no sabe có m o hacer esto de manera predeterm inada para introducir arreglos d e caracteres.) A dem ás, observe el u so d e operator- (lín ea 195) para asignar la cadena d e estilo C . temp, al objeto Cadena al cual c hace referencia. Esta instrucción in voca al constructor de conversión para crear un objeto Cadena temporal que con tien e la cadena al estilo C; en tonces, la Cadena temporal se asign a a c. La línea 16 declara un co n structor de conversión. Este constructor (definido en la figura 8.8 . lí neas 2 0 -2 6 ) tom a co m o argum ento un const char * (que predeterm ina una cadena vacía; figura 8.7, línea 16) e in icializa un ob jeto Cadena que con tien e la m ism a cadena de caracteres. C ualquier constructor con un so lo argum ento p uede considerarse co m o un constructor de conversión. C om o verem os, d ich os constructores son útiles cuando realizam os alguna operación de Cadena m ediante el u so de argum entos char *. El constructor de con versión puede convertir una cadena char * en un ob jeto Cadena, el cual p uede en ton ces asignarse a un ob jeto Cadena de destino. La d isponibi lidad d e este constructor de con versión sign ifica q u e no es necesario suministrar un operador d e asig-


578


nación sobrecargado para asignar de m anera esp ecífica cadenas d e caracteres a ob jetos

Capítulo 8

Cadena. El

com pilador in voca al constructor de conversión para crear un objeto Cadena tem poral que con tie n e la cadena d e caracteres; entonces se in voca al operador de asign ación sobrecargado para asignar el objeto Cadena temporal a otro objeto Cadena.

Observación de ingeniería de software 8.7 Cuando se utiliza un constructor de conversión para realizar una conversión implícita, C++ puede aplicar solamente una llamada al constructor implícito (es decir, una sola conversión definida por el usuario) para intentar hacer coincidir las necesidades de otro operador sobrecargado. El compilador no coincidirá con las necesidades de un operador sobrecargado si realiza una serie de conversiones implícitas, definidas por el usuario. El constructor de conversión Cadena puedo invocarse en una declaración co m o Cadena si ("feliz") . El constructor de conversión calcu la la longitud d e su argum ento d e cadena y lo a sig na al dato m iem bro longitud en la lista de inicializadores de m iem bros. E ntonces, la línea 24 del constructor d e conversión llam a a la función de utilidad estableceCadena (definida en la figu ra 8.8, líneas 173-178), la cual utiliza new para asignar una cantidad su ficien te de m em oria para el d ato m iem bro privado ptrC. y utiliza strepy para copiar la cadena de caracteres dentro d e la me m oria a la cual apunta ptrC*. La línea 17 d el archivo de encabezado declara un constructor d e cop ia (defin id o en la figura 8.8, lín eas 2 9 -3 5 ) q u e ¡nicializa al ob jeto Cadena al hacer una copia de un objeto Cadena existente. C o m o en nuestra cla se Arreglo (figuras 8 .4 y 8.5), tal co p ia debe hacerse co n cuidado para evitar la falla en la que am b os ob jetos Cadena apunten a la m ism a m em oria asignada dinám icam ente. El constructor d e cop ia opera d e manera sim ilar al constructor d e conversión, ex c ep to que sim p lem en te cop ia el m iem bro longitud d esd e el objeto fuente Cadena al ob jeto Cadena d e destino. O b serve que el constructor d e cop ia llam a a estableceCadena para crear nuevo esp acio para la cadena de caracteres interna d el ob jeto d e destino. Si solam en te copiara ptrC d el ob jeto fuente ha cia el ob jeto d e destino d e ptrC, entonces am bos o b jeto s apuntarían a la m ism a m em oria asignada dinám icam ente. El primer constructor a ejecutarse borraría en ton ces la m em oria asignda dinám ica m ente, y el otro ptrC d el ob jeto sería en ton ces indefinido, una situación que provocaría serios erro res en tiem po de ejecu ción . La línea 18 de la figura 8.7 declara al constructor Cadena (definido en la figura 8.8, líneas 38 -4 3 ).

delete [ ] para reclam ar la m em oria dinám ica a la cual apunta ptrC. operator- (definida e n la figura 8.8, lín eas 46 -6 1 ). C uando el com pilador ve una expresión co m o cadañal - cade na 2, el com pilador genera la llam ada d e función: E l destructor utiliza

La línea 20 declara la función d el operador d e asignación sobrecargado

c a d e n a ! .o p e r a t o r " ( c a d e n a 2

);

La función del operador d e asign ación sobrecargado operator- verifica la autoasignación. S i e s to e s una autoasignación, la función no necesita m odificar el objeto. S i s e om itiera esta prueba, la función elim inaría d e inm ediato el esp a c io en el ob jeto de d estin o y, por lo tanto, perdería la cadena d e caracteres, y d ich o apuntador ya no apuntaría a un dato válido; un ejem p lo clá sico de un apunta-

4. Existe un pequeño detalle en la implementación de este constructor de conversión. Dependiendo de la implementación. si un apuntador nulo (es decir 0) se pasa al constructor, el programa fallará. La manera apropiada de implementar este constructor sería detectar si el argumento del constructor es un apuntador nulo, y entonces “arrojar una excepción”. El capítulo 13 explica cómo podemos hacer clases más robustas de esta manera. Además, obser ve que un apuntador nulo (0) no es lo mismo que una cadena vacía (**). Un apuntador nulo es un apuntador que no apunta a nada. Una cadena vacía es en realidad una cadena que contiene solamente el carácter nulo ( ' \ 0 ').


Capitulo 8


579

dor indefinido. Si n o existe au toasignación, la función elim in a la m em oria y co p ia e l cam p o l o n g i t u d d el objeto fuente hacia el ob jeto destino. D esp u és, o p e r a t o r - llam a a e s t a b l e c e C a d e n a para crear nuevo esp a c io para el objeto destino y para copiar la cadena de caracteres d esd e el objeto fuente hacia e l objeto destino. Si esto es o n o una au toasignación, o p e r a t o r - d evu elve ♦ t h i B para permitir asign acion es en cascada. La línea 21 de la figura 8.7 declara el operador sobrecargado d e concatenación de cadenas ♦ (definido en la figura 8.8, líneas 65 -7 9 ). C uando el com pilador ve la expresión si + - s2 (lín ea 44 de la figura 8.9), el com pilador genera la llam ada a la función m iem bro si .operator-f- ( s2 ) . La función operator+- calcu la la longitud com binada de la cad en a concatenada y la alm acena en la variable local nuevaLongitud, y en tonces crea un apuntador temporal (ptrTemp) y asigna un nuevo arreglo d e caracteres, en el cual s e alm acena la cadena concatenada. A con tinu ación, ope

rator-f- utiliza strepy para copiar las cadenas de caracteres originales d esd e ptrC y dere cha. ptrC dentro d e la m em oria a la cual apunta ptrTemp. O bserve que la ubicación en la que strepy copiará el prim er carácter de dere cha. ptrC se determ ina m ediante el cá lcu lo de arit m ética de apuntadores ptrTemp ♦ longitud. Este cá lcu lo indica que el primer carácter de de recha.ptrC debe colocarse en la posición longitud d el arreglo a l que apunta ptrTemp. A con tinu ación, operator*- utiliza delete [ ] para reclamar el esp acio ocupado por la cadena original d e este ob jeto, asigna ptrTemp a ptrC para que este ob jeto Cadena apunte hacia la nue va cadena, asigna nuevaLongitud a longitud para q u e e ste objeto Cadena contenga la nueva longitud d e la cadena y devuelva *this co m o const Cadenas para permitir la cascada d e o p e radores + - . ¿N ecesitam os un segundo operador de concatenación sobrecargado para permitir la concatena ción d e una Cadena y un chao: *? N o. El constructor de conversión const char * con vierte una cadena de estilo C en un ob jeto Cadena tem poral, e l cual co in cid e con el operador de concatenación sobrecargado existente. Esto e s exactam ente lo q u e el com pilador hace cuando encuentra la línea 4 9 de la figura 8.9. D e nuevo, C + + puede realizar d ich a s conversiones solam ente a un nivel m ayor para facilitar una coincidencia. C + + tam bién puede realizar una con versión im plícita definida por el co m pilador entre tipos integrados, antes de realizar la conversión entre un tip o integrado y una clase. O b sevc que, en este caso, cu an do se crea un objeto tem poral Cadena, se in voca al constructor de conversión y al destructor (v ea el resultado de salida d e la línea 4 9 , si +- * a ti", en la figura 8.9). Éste es un ejem p lo d e la sobrecarga d e llam adas a una fun ción q u e está ocu lta d el c lie n te d e la cla se, cu an do se crean y se destruyen lo s ob jetos tem porales de una cla se durante con version es im plícitas. S e genera una sobrecarga sim ilar d e constructores d e co p ia en el p aso d e parámetros para llam adas por valor y en el retom o por valor d e objetos de la clase.

Tip de rendimiento 8.2 Al sobrecargar el operador de concatenación + - con una versión adicional que toma un solo argu mento de tipo c o n m t c h a r *, éste se ejecuta de manera más eficiente que si tuviera solamente una

versión con un argumento C adm na. Sin la versión c o n m t c h a r * del operador un argumento c o n m t c h a r * primero se convertiría en un objeto C a d m n a con el constructor de conversión C adm n a . y después se llamaría al operador ♦ - que recibe un argumento C a d m n a para realizar la concate nación.

Observación de ingeniería de software 8.8 Utilizar conversiones implícitas con operadores sobrecargados, en lugar de sobrecargar operadores para muchos tipos diferentes de operandos, a menudo requiere menos código, lo cual facilita la modi ficación, manutención y depuración de la clase.


580


Capítulo 8

La lín ea 2 3 de la figura 8.7 declara al operador de n egación sobrecargado (defin id o en la figura 8 .8 , lincas 82-86). Este operador determ ina si un objeto d e nuestra cla se Cadena está vacío. Por ejem p lo, cuando el com pilador ve la exp resión lcadena 1. genera la llamada a la función:

caden&l.operatorI() Esta función sim p lem en te d evu elve el resultado d e verificar si

longitud es igual a cero.

Las lín eas 24 y 25 de la figura 8.7 declaran e l operador d e igualdad sobrecargado (definido en la figura 8.8, lín eas 8 9-93) y el operador m enor que sobrecargado (defin id o en la figura 8 .8 , líneas 9 6 -1 0 0 ) para la clase Cadena. Todos ésto s so n sim ilares, de manera que só lo exp licarem os un ejem p lo, a saber, la sobrecarga d el operador — . C uando e l com pilador ve la expresión cadañal

—

cadena2. el com pilador genera la llam ada a la función m iem bro: cadañal.operator--( cadena2 )

la cual d evu elve true si cadenal es igual a cadena2. Cada uno d e esto s operadores u tiliza la función stremp (de ) para com parar las cadenas de caracteres d el objeto Cadena. M uchos program adores de C + + se dedican a utilizar algunas fun cion es d e operadores sobrecargados para implcm cntar otras. A sí, los operadores I ■, > , < « y > - se im plcm cntan (figura 8.7 , lín eas 28-53) en térm inos de operator-- y operator <. Por ejem p lo, la función sobrecargada operator>(im plcm cntada en las líneas 49 -5 3 , en el archivo de encabezado) utiliza el operador sobrecargado < pa ra determinar si el ob jeto Cadena es m ayor o igual que otro. O bserve que las fun cion es operador para l - , > , < - y > - se definen e n e l archivo d e encabezado. El com pilador c o lo c a in lin e estas d e finicion es para elim inar la sobrecarga de llam adas ad icion ales a funciones.

Observoción de ingeniería de software 8.9 Al ¡mplememar funciones miembro utilizando funciones miembro previamente definidas, el programa dor reutiliza código para reducir la cantidad de código que debe escribir y mantener. Las lín eas 55 a 56 del archivo de encabezado declaran dos operadores d e subíndices sobrecar gados (d efin id os en la figura 8.8, líneas 103-115 y 1 1 8 -130, respectivam ente): uno para Cadenas n o const y uno para Cadenas const. Cuando el com pilador ve una expresión co m o cadenal

[ 0 ], éste genera la llam ada a la función m iem bro cadena 1. operador [) ( 0 ) (utilizando la versión apropiada de operator [ ] que se basa en si la Cadena e s const). Cada im plem entación d e operator [ ] prim ero valida el subíndice para asegurarse que se encuentra en e l rango. S i el subíndice se encuentra fuera de rango, cada fun ción im prim e un m ensaje de error y termina el pro gram a con la llam ada a exit.5 Si el su bín d ice s e encuentra en el rango, la versión no const de operator [ ] d evu elve un char & al carácter apropiado d el ob jeto Cadena: este char & se pue d e utilizar co m o un Ivalue para m odificar el carácter d esign ad o del ob jeto Cadena. La versión const de operator [ ] d evu elve const char & al carácter apropiado d el objeto Cadena; este char & s e puede utilizar solam en te co m o un rvalue para leer el valor d el carácter.

Tip para prueba y depuración 8.1 Devolver una referencia no c o n a t c h a r desde un operador de subíndices sobrecargado en una cla se C a d e n a es peligroso. Por ejemplo, el cliente podría utilizar esta referencia para insertar un nulo ( ' \ 0 ' ) en cualquier parte de la cadena. 5. Observe que cuando un subíndice se encuentra fuera de rango, es más apropiado "arrojar una excepción". Entonces d programa puede “atrapar” dicha excepción, procesarla y posiblemente continuar su ejecución (lo que hace que el programa sea más robusto). Esto por lo general se lleva a cabo mediante el manejo de excepciones, lo cual anali zaremos en el capítulo 13.


Capitulo 8


581

La línea 58 de la figura 8.7 declara la función sobrecargada para e l operador d e llam ada (d efi nida en la figura 8.8, lín ea s 134-163). Sobrecargam os este operador para seleccio n a r una subeadena d esd e una Cadena. L o s d o s parámetros enteros esp ecifican la posición inicial y la longitud de la subcadena que s e se le c c io n a d esd e Cadena. S i la p o sició n in icia l s e en cuentra fuera d e rango, o la longitud d e la subcadena es negativa, el operador sim p lem en te d evu elve una Cadena vacía. Si la longitud de la subcadena es 0 . en ton ces la subcadena se seleccio n a al final d el objeto Cadena. Por ejem p lo, suponga que cadena 1 es un ob jeto Cadena q u e co n tien e la cadena "A E IO U ". Para la expresión cadenal ( 2 , 2 ) . el com pilador genera la llamada a la función m iem bro cadenal. operator ( ) ( 2 , 2 ) . C uando esta llam ada se ejecuta, produce un ob jeto Cadena que co n tien e la cadena " iO " , y d ev u elv e una cop ia d e d ich o objeto. Sobrecargar el operador de llam ada a función ( ) e s poderoso d eb ido a que las fun cion es pueden tomar listas d e parám etros arbitrariamente largas y com plejas. E ntonces, p odem os utilizar esta capa cidad para m uchos propósitos interesantes. U n o d e los usos del operador de llam ada a fun ción es la notación alternativa d e subíndices: en lugar d e utilizar la d ifícil notación para arreglos d e d o s subín d ices, tal co m o en a[ b ] [ c ] , algunos programadores prefieren sobrecargar el operador d e llam a das a función para permitir la notación a ( b, c). El operador sobrecargado d e llam adas a función d eb e ser únicam ente una función m iem bro n o etatic. Este operador se utiliza solam ente cuando el “ nombre de la función” es un ob jeto de cla se Cadena. La línea 6 0 de la figura 8.7 declara la función obtieneLongitud (definida en la figura 8.8 , líneas 166-170), la cual d evu elve la longitud d e la cla se Cadena. En este punto, e l lector d eb e entrar al c ó d ig o de main, exam inar la ventana d e salida y verifi car cada uso de lo s operadores sobrecargados. C onform e estudie la salida, ponga especial atención a las llam adas del constructor im plícito que s e generan para crear lo s ob jetos tem porales Cadena a través del programa. M uchas d e estas llam adas introducen sobrecarga adicional al programa, lo que se p uede evitar si la cla se proporciona operadores sobrecargados que tom en argum entas char * . Sin em bargo, las fun cion es d e operador ad icion ales pueden h acer a la cla se m ás d ifícil de mantener, m o dificar y depurar.

8 .1 1

S o b r e c a r g a d e ++ y d e —

T odos los operadores de increm ento y decrem ento, preincrem ento, posincrem ento, predecrem ento y posdccrcm cnto, pueden sobrecargarse. V erem os có m o el com pilador distingue entre la versión pre fijo y la versión posfijo d e un operador de increm ento o decrem ento. Para sobrecargar e l operador de increm ento para permitir tanto el u so del preincrem ento co m o del posincrem ento, cada función de sobrecarga de operador debe tener una firma distinta, de tal m a nera que el com pilador sea cap az d e determ inar cuál versión de ♦ ♦ s e intenta utilizar. L as version es prefijo se sobrecargan d e la m ism a form a que cualquier otro operador prefijo unario.

Fecha f1. ++f 1, el com pilador genera la llam ada a la

Por ejem p lo, suponga que d eseam os sumar 1 al día que se encuentra en el objeto Cuando el com pilador v e la expresión d e prcincrem cnto función miembro:

£1.operator++() El prototipo para esta función de operador sería:

Fecha &operator++(); Si e l operador d e preincrem ento s e im plem enta co m o una función n o m iem bro, en tonces, cu an do el com pilador ve la expresión + + £ 1 , e l com pilador genera la llam ada a la función:


582


Capítulo 8

operator++( fl ) E l prototipo para esta función operador se declararía en la cla se

Fecha com o:

friend Facha &operator++( Fecha & ); Sobrecargar el operador d e posincrcm ento presenta un reto, d eb ido a que el com pilador e s capaz de distinguir entre las firm as de las fun cion es d e posincrem ento y de preincrem ento sobrecargadas. La con ven ción que se adoptó en C ++ e s que, cu an do el com pilador v e la expresión de posincrem ento f1 + + , genera la llam ada a la función miembro:

fl.operator++( 0 ) E l prototipo para esta función es:

Fecha operator++( int ) E l argum ento 0 e s estrictam ente un “valor ficticio" que perm ite al com pilador distinguir entre las fun cion es operador para el preincrem ento y el posincrem ento. Si e l posincrem ento se im plem enta com o una función no m iem bro, en tonces, cuando el co m p i lador ve la expresión 2 1 + + , el com pilador genera la llamada a la función:

operator++( fl, 0 ) El prototipo d e esta función sería:

friend Fecha operator+-f< Fecha &, int ); U na v e z m ás, el com pilador utiliza el argum ento 0 para distinguir entre lo s operadores de preincrem en to y de posincrem ento im plcm cntados co m o fun cion es no m iem bro. O bserve q u e el operador de p osincrem ento d evu elve por valor objetos Fecha, m ientras q u e el operador de preincrem ento de vu elve por referencia ob jetos Fecha, d eb ido a q u e el operador d e posincrcm ento por lo general d evu elve un ob jeto tem poral que con tien e el valor original d el objeto antes d e que ocurriera e l incre m ento. C + + trata d ich o s o b jetos co m o n a lu e s , lo s cu ales no pueden utilizarse en el lado izquierdo d e una asignación. E l operador d e preincrcm cnto d ev u elv e e l ob jeto increm entado real co n su nue vo valor. D ich o objeto p uede utilizarse co m o un Ivalue en una expresión de continuidad. Todo lo estab lecid o en esta sección indica que la sobrecarga d e lo s operadores d e preincrcm cnto y posincrem ento aplica para sobrecargar a los operadores de predecrem ento y de posdecrem ento. A continuación, exam inarem os una clase Fecha co n lo s operadores sobrecargados d e preincrem en to y d e posincrem ento.

8 .1 2

E je m p lo p r á c t i c o : l a c l a s e

Fecha

El programa d e las figuras 8.1 0 a 8.1 2 m uestra una cla se Fecha. La cla se utiliza los operadores de preincrcm cnto y de posincrcm ento para sumar 1 al día q u e se encuentra en un ob jeto Fecha, m ien tras ocasion a increm entos apropiados al m es y a l año si e s necesario.

1 2 3 4 5

// Fig. 8.10: fechal.h // Definición de la clase Fecha. «ifndef FECHA1 H «define FECHA1H «include

Figura 8.10

Definición de la clase F e c h a mediante operadores de Incremento sobrecargados. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 8

6 7


583

using std::ostream;

8 9 10

clase Facha < friend ostream &operator<<( ostreao &, conat Pecha & );

11 12 13

14 15 16 17 18 19

publict Fecha( int m - 1 , intd - 1 , int y■ 1 9 0 0 ) ; / / constructor void estableceFecha( int,int, int ); // establece la fecha Fecha &operator++{); Fecha operator++ ( int

// operador de preincremento // operador de postincremento

);

const Fecha &operator+-( int );

// suma dias, modifica el objeto

bool anioBisiesto( int ) const; bool finDaMesf int ) const;

// ¿es año bisiesto? // ¿es éste el fin de mes?

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

prívate: int mes; int dia; int anio; static const int dias[]; void ayudaIncremento(); }; // fin de la clase Fecha ffendif

Figura 8.10

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// arreglo de dias por mes // función de utilidad

Definición d e la cíase F e c h a mediante operadores d e Incremento sobrecargados. (Parte 2 de 2.)

// Fig. 8.11: fechal.cpp // Definición de las funcionas miembro para la clase Fecha. #inelude iinclude "fechal.h" // inicializa el miembro estático con alcance de archivo; // una copia propia de la clase const int Fecha::dias[] { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 >;

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// constructor Fecha Fecha: :Pecha( int m, int d, int a ) { estableceFecha( m, d, a );

20

{

> // fin del constructor Facha // establece mes, día y año void Fecha::estableceFecha( int mm, int dd, int aa )

Figura 8.11

Definición d e las funciones miembro y f r i e n d de la dase F e c h a (Parte 1 d e 3.)


584


21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

m e s - ( m m >- 1 & & m m <■ 12 ) ? m m : 1; e n i o - ( « a >- 1900 & & a a <- 2100 ) ? a a :

1900;

// verifica si es afio bisiesto ( mes -■ 2 && a n i o B i s i e s t o ( a n i o ) ) dia - { dd >- 1 && dd <« 29 ) ? dd : 1; else d i a - ( d d >- 1 && d d <- d i a s [ m e s ] ) ?

dd

Capítulo 8

if

: 1;

} // f i n d e l a f u n c i ó n e s t a b l e c e F e c h a

// operador de preincremento sobrecargado Fecha &Fecha::operator+♦() í

ayudaIncremento(); return *this;

// devuelve una referencia para crear un lvalue

} // fin de la función operator-f-f // operador de posincremento sobrecargado; observe que el parámetro // entero falso no tiene nombre de parámetro Fecha Fecha: toperator4-4-( int ) {

Fecha temp - *this; ayudaIncremento(); // mantiene el estado actual del objeto // devuelve el objeto temporal sin incremento guardado return temp; // valor de retorno; no es una referencia de retorno } // fin de la función operator++ // s u m a el n ú m e r o e s p e c i f i c a d o d e d i a s a l a f e c h a c o n s t F e c h a & F e c h a : : o p e r a t o r + - ( int d i a s A d i c i o n a l e s

)

{ f o r ( i n t i - 0; i < d i a s A d i c i o n a l e s ; a y u d a l n c r e m e n t o ();

return *this;

i++ )


) // f i n d e la f u n c i ó n o p e r a t o r * // si e l afio e s b i s i e s t o , d e v u e l v e v e r d a d e r o ;

// de lo contrario, devuelve falso b o o l F e c h a : :a n i o B i s i e s t o ( int v e r i f i c a A n i o ) c o n s t

{ if

( verificaAnio % { verificaAnio %

return true; else r e t u r n false;

400 ■■ 0 || 100 !■ 0 6 & v e r i f i c a A n i o // anio bisiesto

\

4

0

) )

// n o e s a n i o b i s i e s t o

) // f i n d e l a f u n c i ó n a n i o B i s i e s t o

Rgura 8.11

Definición d e las funciones miembro y f r i e n d de la clase F e c h a (Parte 2 d e 3.)



Capitulo 8

74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

585

// determina si «1 día al último dal mas bool Fecha::finDeMes( int varificaDia ) const { if ( mes — 2 && anioBisiasto( anio ) ) retura varificaDia -- 29; // último dia da Fab. an afio bisiesto else retura varificaDia ■ » dias[ mas ]; > // fin da la función finDeMes // función para ayudar a incrementar la fecha void Fecha 1 1 ayudaIncramento() {

88

// el dia no es fin de mes if { 1finDeMes ( dia ) ) ♦♦dia;

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

else // el dia es fin de mes y mes es < 12 if ( mes < 12 ) { ♦ ■•■mes; dia ■ 1; )

100 101 102

// último día del mes else ( ♦♦anio; mes - 1; dia - 1;

103 104 105 ) 106 107 } // fin de la función ayudalncremento 108 109 // operador de salida sobrecargado 110 ostream &operator<<( ostream «¿salida, const Fecha &d )

111

{

112 113 114 115 116 117 118 119

static char •norabreMes [ 13 ] ■ < **, "Enero", "Febrero", "Marzo", "Abril", "Mayo", "Junio", "Julio", "Agosto", "Septiembre", "Octubre", "Noviembre", "Diciembre" );

120 121 122

retura salida;

salida << nombreKeal d.mes ] « * ' << d.dia << ", * << d.anio; // permita la cascada

) // fin da la función operator<<

Rgura 8.11 Definición d e las funciones miembro y friend de la clase Fecha. (Parte 3 d e 3.) El archivo de encabezado Fecha (figura 8 .1 0 ) esp ecifica q u e la interfaz pública de Fecha in clu y e un operador de inserción de flujo sobrecargado (lín ea 10), un constructor predeterm inado (lí-


586


nea 13), una fun ción

Capítulo 8

estableceFecha (lín ea 14), un operador d e preincrem ento sobrecargado

(lin ca 16), un operador d e posincrcm cnto sobrecargado (lín ea 17), un operador de asignación d e su m a ♦ - sobrecargado (lín ea 19), una función para verificar años b isiestos (lín ea 2 1 ), y una función para determ inar si un día e s el ú ltim o d el m es (línea 22). El programa principal en main (figura 8.12 ) crea tres objetos Fecha: f1 s e inicializa de mane ra predeterminada en Enero 1, de 1900; f2 se inicializa en D iciem bre 2 7 , d e 1992; y £ 3 se inicializa e n una fecha no válida. El constructor Fecha (definida en la figura 8.11, líneas 12-16) llam a a es-

tableceFecha para validar el m es, el día y el añ o especificado. Un m es no válido se estab lece en 1, un año no válido s e estab lece en 1900 y un día n o válido se esta b lece en 1. Las lín eas 16 y 17 d el programa principal despliegan cada uno de los objetos

Fecha construi

d os, utilizando el operador d e inserción d e flujo sobrecargado (defin id o en la figura 8 .1 1 , lín eas 110122). La lín ea 19 d el programa principal utiliza al operador sobrecargado para sum ar siete días a f2. La línea 21 u tiliza la función estableceFecha para establecer f3 en Febrero 28, de 1992. A continuación, la línea 25 crea un objeto Fecha, f4. el cual se in icializa con la fecha Julio 13, del 2 0 0 2 . E ntonces la lín ea 2 9 increm enta f4 en 1 m ediante el operador de preincrem ento sobrecargado. Las líneas 27 a 30 muestran £4 antes y d esp u és de la operación d e preincrem ento para confirmar que fun cion ó correctam ente. P or últim o, la línea 34 increm enta £ 4 co n el operador de posincrem ento sobrecargado. L as lín eas 32 a 35 muestran £4 antes y desp ués de la operación de posincrem ento pa ra confirm ar q u e fun cion ó correctam ente.

1 2 3 4 5 6

// Fia. 8.12: fig08_12.cpp // Programa de pruaba para la claaa Pacha. •ineluda uaing atd:icout; uaing atd::andl;

7

8

tincluda "fechal.h"

// definición da la claaa Pacha

9

10

int main()

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

Pacha £1; // facha predeterminada a Enero 1, 1900 Pacha f2( 12, 27, 1992 )/ Pacha £3( 0, 99, 8045 ); // facha no válida cout << *£1 as " « £1 << *\n£2 as " << £2 << "\n£3 es " « £3; cout «

**\n\n£2 ♦- 7 ea » << ( £2 ♦- 7 );

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

£3.estableceFecha( 2, 28, 1992 ); cout « *\n\n £3 as * « £3; cout << *\n+-»-£3 aa " « ♦♦£3/ Pacha £4( 7, 13, 2002 ); cout << *\n\nPrueba del operador da praincremento:\n" << " £4 es * << £4 << '\n'; cout << *+-f£4 ea " « ++£4 << '\n'j cout << " £4 es * << £4;

Rgura 8.12

Programa d e prueba p ara la clase F e c h a (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 8

31 32 33 34 35 36 37 38 39


cout << « cout << cout <<

587

"\n\nPruaba del oparador da poaincraxaanto:\ n " * f4 ei * << £4 << '\n'/ *£4++ as * << £4++ << '\n * £4 aa * << £4 << andl;

raturn 0 ; } // £in da main

£1 es Enaro 1, 1900 £2 as Diciembre 27, 1992 £3 as Enero 1, 1900 £2 ♦- 7 es Enero 3, 1993 £3 es Febrero 28, 1992 ♦♦£3 as Febrero 29, 1992 Prueba del operador da praincremento: £4 es Julio 13, 2002 ♦♦£4 as Julio 14, 2002 £4 as Julio 14, 2002 Prueba del operador da posincremento: £4 as Julio 14, 2002 £4++ as Julio 14, 2002 £4 as Julio 15, 2002

Rgura 8.12

Programa d e prueba para la clase

Fecha. (Parte 2 d e 2.)

Sobrecargar el operador de preincrcm cnto es sen cillo . El operador de preincrcm ento (definido en la figura 8.11, lín eas 3 3 -3 9 ) llam a a la función de utilidad ayudalncremento (definida en la figura 8.11, lín eas 86-107), para incrementar la fecha. Esta función lidia con los “cruces” o "acarreos” que ocurren cuando increm entam os el ú ltim o día d el m es. E stos acarreos requieren el increm ento d el m es. Si el m es ya es el 12, en ton ces también debe increm entarse el año. 1.a función ayudalncre

mento utiliza la función finDeMes para increm entar el día correctam ente. El operador de increm ento sobrecargado d evu elve una referencia al objeto Fecha actual (e s decir, el que se increm entó). Esto ocurre debido a que el objeto actual, *this, se d ev u elv e co m o Fecha &. E sto perm ite que un objeto Fecha s e u tilice co m o un ¡valuér, que e s co m o trabaja el o p e rador predefinido d e preincrcm ento para tipos prim itivos. Sobrecargar el operador de posincrem ento (definido en la figura 8.11, líneas 4 3 -5 1 ) es truculento. Para em ular el efecto del posincrem ento, d eb em os d evolver una cop ia no increm entada d el objeto

Fecha. En la entrada a operator-n-, guardamos el objeto actual (*this) en temp (línea 4 5 ). A continuación, llam am os a ayudalncremento para increm entar el ob jeto Fecha actual. Enton c e s, la línea 4 9 d evu elve una copia sin incrementar el objeto previam ente alm acenado en temp. O b serve que esta función no puede devolver una referencia al objeto Fecha local temp. debido a que una variable local se destruye cuando se sale de la función en la cual se crea. Por lo tanto, declarar el tipo de retom o a esta función co m o Fecha & devolvería una referencia hacia un objeto que ya no existe. D evolver una referencia (o un apuntador) hacia una variable local es un error com ún, pa ra el q u e la mayoría de lo s com piladores lanzarán una advertencia.


588


Capítulo 8

8.13 Las clases s t r i n g y v e c t o r de la biblioteca estándar En los capítulos 6 y 7 . introdujim os las características d e la program ación en C + + basada en o b je tos. Una observación clave d e estos capítulos es q u e p odem os construir una entidad de software llam ada cla se, a partir d e la cual podem os crear objetos en un programa. En este capítulo, aprendi m os que p od em os construir una clase Cadena (figuras 8.7 a 8 .9) que e s m ejor que las cadenas

char * de estilo C , y que C + + absorbió d e C. También aprendim os que p od em os construir una cla s e Arreglo (figuras 8.4 a 8.6) que es m ejor que lo s arreglos d e apuntadores d e estilo C , y que C ++ absorbió d e C. Construir cla ses buenas, útiles y rcutilizables tales co m o Cadena y Arreglo requiere trabajo. Sin em bargo, una v e z que las c la se s se verifican y s e depuran, usted, sus co leg a s, su em presa, m uchas em presas, una industria com pleta, o incluso m uchas industrias (si se colocan en bibliotecas públicas o para venta) las pueden reutilizar. L os d iseñadores de C + + hicieron exactam ente e s o , construyeron las c la se s a t r i n g y v e c t o r (el cual representa un arreglo de tamaño d inám ico) dentro de C ++. E s tas cla ses están d isp on ib les para cualquiera que construya ap licacion es con C ++. Para terminar este capítulo, reconstruirem os lo s ejem p los de Cadena (figuras 8 .7 a 8 .9 ) y Arreglo (figuras 8.4 a 8 .6 ), m ediante las cla ses estándar string y vector de C ++. R eelabo rarem os el ejem p lo de Cadena para dem ostrar el funcionam iento sim ilar proporcionado por la clase estándar string. D e manera similar, reciaborarem os nuestro ejem p lo de Arreglo para demostrar el funcionam iento sim ilar proporcionado por la cla se estándar vector. Las notaciones q u e utiliza el ejem p lo con vector podrían no ser fam iliares para usted, d eb ido a que vector utiliza una nota ción co n plantillas. Recuerde que la sección 3.21 exp lica las plantillas de funciones. En el capítulo 11, exp licam os la s plantillas de clases. Por ahora, usted podrá sentirse cóm od o utilizando la cla se vec tor, si im ita la sintaxis del ejem plo que m ostram os en esta sección . U sted profundizará su c o m prensión cuando exp liq u em os las plantillas de c la ses en el capítulo 1 1. El capítulo 15 presenta con d etalle la clase string. y el cap ítulo 21 la cla se vector (y m uchas otras cla ses contenedoras e s tándar de C + + ).

Clase B t r i n g de la biblioteca estándar El programa de la figura 8.13 rcimplcmenta el programa de la figura 8.9 , utilizando la clase string. C o m o verá en este ejem p lo, la cla se estándar string proporciona toda la funcionalidad de nuestra cla se Cadena, presentada en las figuras 8.7 y 8.8. 1.a cla se estándar string se d efine en el en ca bezado (línea 8) y pertenece al esp acio de nom bre std (línea 10). El capítulo 15 explica e l funcionam iento com p leto de la cla se estándar string.

1 2 3 4 5

6

// Fig. 8.13: fig08_13.cpp // Programa de prueba de la clase string de la biblioteca estándar. finelude using std::cout; using atd::endl;

7

8

•inelude

9

10

using std::string;

11 12

int main()

13 14 15

{

string sl( "felis* ); string s2( » cumpleanios" );

Rgura 8.13

Ciase s t r i n g d e la biblioteca estándar. (Parte 1 d e 4.)



Capitulo 8

16 17 18 19

20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

string s3; // prueba los operadores de Igualdad y de relación sobrecargados cout << "si es \"" << si << "\*| s2 es \ m" « s2 « "\"; s3 es \"» « s3 « »\"' << *\n\nEl resultado de comparar s2 y sis" << "\ns2 -- si arroja " << ( s2 — si ? "verdadero* : "falso" ) << *\ns2 I- si arroja " << ( s2 I- si ? "verdadero" : "falso" ) << *\ns2 > si arroja " « ( s2 > si ? "verdadero" s "falso" ) << »\ns2 < si arroja * << ( s2 < si ? "verdadero" : "falso* ) << "\ns2 >- si arroja * << ( s2 >- si ? "verdadero" : "falso" ) << "\ns2 <■ si arroja " << ( s2 <■ si ? "verdadero* : "falso" ); // prueba la función de cadena eapty cout << "\n\nPrueba s3.empty():\n"; if ( s3.empty() ) { cout << *s3 es empty; asigna si a s3;\n"; s3 - al; // asigna si a s3 cout << "s3 es \"* << s3 << "\*"; )

// prueba el operador de concatenación sobrecargado cout << "\n\nsl s2 arroja si ■ *; si s2; // verifica la concatenación sobrecargada cout << si; // prueba al operador da concatenación sobrecargado // con una cadena estilo C cout << *\n\nsl ♦« \* a ti\" arroja\n"; si ♦- * a ti"; cout << "si - " << si << "\n\n"; // verifica la función miembro substr cout << "La subcadena de si comienza en la posición 0 para\n" << "14 caracteres, si.substr(0, 14), es:\n* << si.substr( 0, 14 ) << "\n\n"; // verifica substr para la opción "al-final-de-la-cadena* cout << "La subcadena de si comienza en la \n* << "posición 15, sl.substr(15), es:\n* << si.substr( 15 ) << '\n'; // prueba el constructor de copia string *ptrS4 ■ new string( si ); cout << "\n*ptrS4 ■ * << *ptrS4 << "\n\n";

Figura 8.13

Clase

string de la biblioteca estándar. (Parte 2 de 4.) http://alexyniorlls.blogspot.com 645 of 1380.

589

590

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85


Capítulo 8

// prueba el operador de asignación (») con autoaeignación cout << "asigna *ptrS4 a *ptrS4\n"; *ptrS4 - *ptrS4; cout << "*ptrS4 ■ " << *ptrS4 << '\n'; // prueba el constructor deleteptrS4; // prueba el uso del operador de subíndices para crear un 1valué sl[ 0 ] - 'F'j slt 6 1 - 'C'; cout << "\nsl después sl[0] ■ 'F' and sl[6] ■ 'C* es: " << si << "\n\n"; // verifica subíndices fuera de rango mediante una función miembro de cadena "at" cout << "El intento para asignar 'n' asl.at( 30 ) arroja:" << endl; sl.at( 30 ) ■ 'n'; // ERROR: subíndicefuerade rango

86 87 88 89

retur n 0; ) // fin de main

si es "feliz"; s2 es "cumpleanios"; s3 es " " El s2 s2 s2 s2 s2 s2

resultado de ■■ si arroja I- si arroja > si arroja < si arroja >■ si arroja <- si arroja

comparar s2 y si: falso verdadero falso verdadero falso verdadero

Prueba s3.empty(): s3 esta vacia; asigna si a s3; s3 es "feliz" si ♦- s2 arroja si ■ feliz cumpleanios si «■- " a ti" arroja si - feliz cumpleanios a ti La subcadena de si comienza en la posición 0 para 14 caracteres, sl.substr(0, 14), es: feliz cumplean La subcadena de si comienza en la posición 15, sl.substr(15), es: os a ti +ptrS4 - feliz cumpleanios a ti asigna *ptrS4 a *ptrS4 *ptrS4 - feliz cumpleanios a ti si después sl[0] - 'F' and si[6] - *C' es: Feliz Cumpleanios a ti (continúa en la siguiente página ) Rgura 8.13

G a s e s t r i n g d© la biblioteca estándar. (Parte 3 d e 4.)


Capitulo 8


591

El intento para asignar 'n' a sl.at( 30 ) arroja: abnormal program termination Figura 8.13

Clase

string de la biblioteca estándar. (Parte 4 de 4.)

Las líneas 14 a 16 crean tres ob jetos string: si s e inicializa con la literal "feliz". s2 se inicializa con la literal "cumpleanios" y s3 utiliza e l constructor d e cad en a predeterm inado pa ra crear un string vacío. L as lincas 19 y 20 muestran e s o s tres ob jetos usando cout y e l operador < < . e l cual sobrecargó la clase string para manipular ob jetos de dicha clase. D esp u és, las líneas 21 a 3 3 muestran lo s resultados de la com paración entre s2 y si m ediante el u so d e lo s operadores de igualdad y de relación sobrecargados de la cla se string. ficó

Nuestra cla se Cadena (figuras 8.7 y 8 .8 ) proporcionó un operator i sobrecargado que veri Cadena para determinar si estaba vacía. L a clase estándar string no proporciona esta fun

cionalidad co m o un operador sobrecargado; en su lugar, proporciona la función m iem bro e x a p ty , la cual m ostram os en la línea 38. La función m iem bro empty d evu elve true si string está vacía; de lo contrario, d evu elve false. La línea 4 0 m uestra el operador de asign ación sobrecargado de la cla se string m ediante la asign ación d e si a s3. La lín ea 41 m uestra a s3 para dem ostrar que la asign ación funciona correc tamente. L a línea 4 6 m uestra el operador sobrecargado + - de la clase

string para la con catenación de

cadenas. En este caso, el con ten ido d e s2 se agrega a si. Entonces la línea 47 muestra la cadena re sultante alm acenada en si. La línea 52 muestra que una literal de cadena de estilo C puede agregarse a un objeto string m ediante el uso del operador ♦ ■ . La línea 53 d esp liega e l resultado. Nuestra cla se string (figuras 8.7 y 8 .8 ) proporcionó e l operator ( ) sobrecargado para o b tener subcadenas. La clase estándar string no proporciona esta funcionalidad co m o un operador sobrecargado; en su lugar, proporciona una función m iem bro substr (lín ea s 5 8 -6 3 ). La llam ada a substr en la línea 58 ob tien e una subcadena de 14 caracteres (esp ecificad a por el segundo argu m ento) d e si. com enzand o en la posición 0 (esp ecificad a por el prim er argum ento). La llam ada a

substr en la lín ea 63 obtiene una subcadena com enzand o en la posición 15 de esp ecifica el segundo argum ento, substr d ev u elv e el resto de string.

si . C uando n o se

La línea 6 6 asigna d inám icam ente un ob jeto string y lo inicializa con una cop ia de si. Esto da com o resultado una llam ada al constructor de cop ia de la cla se string. La línea 71 utiliza el operador sobrecargado ■ d e la clase string para dem ostrar q u e m aneja apropiadam ente la autoasignación. Las líneas 78 y 79 utilizan el operador sobrecargado [ 1 de la cla se string para crear Ivalues que permitan que lo s nuevos caracteres reem placen a los caracteres existen tes en si. La línea 81 m uestra el nuevo valor de si. En nuestra cla se Cadena (figuras 8 .7 y 8 .8 ), el operador sobrecarga do [ 1 realizó la verificación de lím ites para determinar si el su bín d ice recibido co m o argum ento era un subíndice válido para la cadena. S i el subíndice no era válido, e l operador im prim ía un m ensaje de error y terminaba el programa. F,1 operador sobrecargado [ ] d e la cla se estándar no realiza v ali dación alguna de rango. Por lo tanto, el programador d eb e verificar que las op eracion es que utilizan el operador sobrecargado [ ] de la cla se string n o m anipule d e manera accidental elem en tos fu e ra de lo s lím ites de string. La cla se estándar string proporciona verificación d e lím ites e n la función m iem bro at. la cual “arroja una ex c ep ció n ” si e l argum ento co n tien e un su bín d ice n o v á li do. D e manera predeterm inada, esto provoca la term inación del programa C + + 6. Si el su bín d ice es 6. El capítulo 13. Manejo de excepciones, demuestra como construir programas más robustos que "atrapen” dichas excepciones cuando ocurren y que permitan al programa continuar su ejecución.


592


Capítulo 8

at d evu elve e l carácter en la posición esp ecifica d a co m o un Ivalue o co m o un eva lúe, dependiendo d el contexto en el cual aparece la llamada. La línea 85 m uestra una llam ada a la

v álid o, la función función

at con un subíndice no válido.

C lase vector d e la biblioteca estándar E l programa d e la figura 8.14 reim plem enta el programa de la figura 8 .6 , m ediante el u so d e la cla s e estándar vector. C om o lo dem uestra e l sigu ien te ejem plo, la cla se estándar vector proporcio na m uchas de las m ism as características de nuestra cla se Arreglo presentada en las figuras 8.4 a 8.6. La clase estándar vector se d efine en el en cab ezad o < vector» (lín ea 13) y pertenece al nom bre d e esp acio atd (lín ea 15). D o s características q u e la cla se vector no proporciona so n los operadores sobrecargados >> y << para entrada y salida, respectivam ente. A sí, la figura 8 .1 4 define las fun cion es outputVector (lin cas 9 8 -1 1 1 ) e inputvector (lín eas 1 1 4 -119), las cu ales im i tan a las fu n cion es sobrecargadas operator<< y operator» proporcionadas en las figuras 8.4 y 8.5 para nuestra clase Arreglo. El capítulo 21 exp lica la funcionalidad com p leta de la cla se e s tándar vector.

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

// Pig. 8.14: £ig08_14.cpp // Demostración de la clase vector de la biblioteca estándar. tinclude using std::cout; using std::cin; using std::endl; tinclude using stdi:setw; tinclude & ); void introduceVector( vector< int > & ); int main()

( vector< int » enterosK 7 ); // vector de 7 elementos < int > vector< int > enteros2( 10 ); // vector de 10 elementos < int > // imprime el tamafio y el contenido de enterosl cout << "El tamanio del vector enterosl es * << enterosl.aize() << *\nvector después de la inicializacion:\n"; muestraVector( enterosl );

Hgura 8.14

G a s e v e c t o r d© la biblioteca estándar. (Parte 1 d e 4.)



Capitulo 8

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

593

// imprime el tamaño y el contenido de enteros2 cout << "\nEl tamanio del vector enteros2 es " << enteros2.size() << "\nvector después de la inicializacion*\n*; muestraVector( enteros2 ); // introduce e imprime enteros1 y enteros2 cout << "\nlntroduce 17 enteros:\n"; introduceVector( enterosl ); introduceVector( enteros2 );

41

42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

cout

"\nDespues de la introducción, los vectores contienen]\ n * << "enterosl:\n"; muestraVector( enterosl ); cout << "enteros2 i\nw; muestraVector( enteros2 ); <<

// utiliza el operador de desigualdad sobrecargado (1-) cout << "\nEvaluando: enterosl l- enteros2\n'f; if ( enterosl I- enteros2 ) cout << "enterosl y enteros2 no son igualesNn*; // crea el vector enteros3 utilizando enterosl como un // inicializador; imprime el tamaño y al contenido vactor< int > enteros3( enterosl ); // constructor de copia cout << "\nEl tamanio del vector enteros3 es w << enteros3.size() << "\nvector después de la inicializacionx\nw; muestraVector( enteros3 );

// uso del operador de asignación (■) sobrecargado cout << "\nAsigna enteros2 a enterosl:\nw; enterosl - enteros2; cout << "enterosl i \ n a ¡ muestraVector( enterosl ); cout << "enteros2s\n'r; muestraVector( enterosl ); // uso del operador sobrecargado de igualdad (-■) cout << "XnEvaluandoj enterosl -« enteros2\n*; if ( enterosl ■- enteros2 ) cout << "enterosl y enteros2 son iguales\n"; // uso del operador de subíndices sobrecargado para crear un rvalue cout << "\nenterosl [5] es " « enterosl [ 5 ]; // uso del operador de subíndices sobrecargado para crear un lvalue cout << "\n\nAsigna 1000 a enterosl [5] \n";

Figura 8.14

Clase

vector de la biblioteca estándar. (Parte 2 d e 4.) http://alexyniorlls.blogspot.com 649 of 1380.

594

84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119


Capítulo 8

enteros! [ 5 ] - 1000; cout << "enterosl:\n"; muestraVector( enterosl ); // intento de uso de un siblndice fuera de rango cout << *\nlntenta asignar 1000 a enterosl.at( 15 )" << endl; enterosl.at( 15 ) - 1000; // ERROR: fuera de rango return 0; ) // fin de main // muestra el contenido del vector void muestraVector( const vector< int > ¿arreglo ) { for ( int i - 0; i < arreglo, size () ; i ) { cout << setw( 12 ) << arreglo[ i ]; if ( ( i ♦ 1 ) % 4 ■■ 0 ) // 4 números por fila de salida cout << endl; ) // fin de for if ( i % 4 I- 0 ) cout << endl; } // fin de la función muestraVector // introduce el contenido de los vectores void introduceVector( vector< int > ¿arreglo ) { for ( int i ■ 0; i < arreglo, si ze () ; i++ ) cin >> arreglo [ i ]; ) // fin de la función introduceVector

El tamanio del vector enterosl es 7 vector después de la inicializacion: 0 0 0 0 0 0 El tamanio del vector enteros2 es 10 vector después de la inicializacion: 0 0 0 0 0 0 0 0

0

0 0

Introduce 17 enteros: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (continúa e n Rgura 8.14

Ciase v e c t o r d e la biblioteca estándar. (Parte 3 d e 4.)


la s ig u ie n te p á g in a )

Capitulo 8


595

Después da la introducción. loa vactoraa contienan: entaroal: 2 4 1 3 5 6 7 enteros2: 8 9 10 11 12 14 13 15 16 17 Evaluandoi entaroal I- enteros2 entaroal y enteros2 no aon iguales El témanlo dal vector enteros3 as 7 vector después da la inicializacion: 2 1 3 5 6 7 Asigna enteros2 a entaroal: entaroal: 8 9 12 13 17 16 enteroa2: 8 9 12 13 17 16

4

10 14

11 15

10 14

11 15

Evaluando: entaroal -- enteros2 entaroal y enteros2 son igualas entaroal[5] as 13 Asigna 100C a entaroal[5] entaroal: 8 9 12 1000 16 17

10 14

11 15

Intenta asignar 1000 a enterosl.at( 15 ) abnormal program termination

Figura 8.14

Clase

vector de la biblioteca estándar. (Parte 4 de 4.)

Las líneas 2 2 y 23 crean dos o b jetos

vector que alm acenan valores de tipo int: enterosl

con tien e siete elem en tos y enteros2 con tien e 10 elem entos. D e manera predeterm inada, todos lo s elem en tos d e cada ob jeto vector se estab lecen en 0. O bserve que vector puede definirse para alm acenar cualquier tip o de dato, reem plazando int en vector< int > con el tip o d e dato apro piado. Esta n otación, la cual esp ecifica el tipo alm acenado en el vector, es sim ilar a la notación de plantillas que s e introdujo en la se cc ió n 3.21 co n las plantillas d e funciones. D e nuevo, el capítu lo 11 exp lica esta sintaxis con detalle. La línea 27 utiliza la fun ción m iem bro de vector a i z e para obtener el tamaño de ente rosl. La línea 29 pasa enterosl a la función outputVector (lín eas 9 8 -1 1 1 ), la cual utiliza el operador sobrecargado [ ] de vector para obtener el valor d e cada elem en to d el vector co m o un rvalue q u e se puede utilizar para salida. Las líneas 3 3 y 3 5 realizan las m ism as tareas para enteros2.


596


Las líneas 39 y 4 0 pasan

Capítulo 8

enteros 1 y enteros2 a la función introduceVector (líneas

114-119) para leer lo s valores d e cada elem en to de vector provenientes d el usuario. L a función introduceVector utiliza el operador sobrecargado [ ] de vector para obtener Ivalues que se pueden utilizar para alm acenar los valores d e entrada d e cada elem en to del vector.

vector, el cual determ ina si el true si no lo son; d e lo contrario, el opera

La línea 51 m uestra el operador ! - sobrecargado de la clase con ten id o de d o s vectores no e s igual, y d evu elve dor d evu elve f&lse.

1.a línea 5 6 crea un ob jeto vector (enteros3) y lo inicializa co n una cop ia de enterosl. Esto invoca al constructor de copia d e la cla se vector para realizar la operación de copia. Las líneas 5 9 y 61 muestran el tamaño y el con ten ido de tamente.

enteros3 para dem ostrar q u e se in icia lizó correc

La línea 6 6 utiliza el operador - sobrecargado de vector para asignar enteros2 a ente rosl. L as lín eas 6 9 y 71 muestran el con ten ido de am bos ob jetos para mostrar que ahora contienen valores idénticos. La línea 76 com para en ton ces enterosl con enteros2 m ediante el operador sobrecargado ■■ d e la clase vector para determ inar si el con ten id o de d o s o b jeto s es igual d es pués de la asign ación d e la lín ea 66. Las líneas 80 y 84 utilizan el operador sobrecargado [ ] d e vector para obtener un elem en to vector co m o un rvalue y co m o un Iva lúe, respectivam ente. C o m o en el ca so d el operador sobre cargado [ ] d e la cla se estándar string, el operador sobrecargado [ ] d e la cla se vector no rea liza verificación d e rangos. Por lo tanto, el programador se d eb e asegurar de q u e la s op eracion es que utilizan el operador sobrecargado [ ] n o m anipulan accidentalm ente elem en tos fuera d e lo s lím ites d el vector. 1.a cla se estándar vector tam bién proporciona verificación de lím ites en su función m iem bro at. la cual “arroja una excep ción ” si su argum ento e s un su bín d ice no válido. D e manera predeterm inada, esto provoca la term inación d el programa en C ++. Si el su bín d ice es válid o, la fun ción at d evu elve e l elem en to en la posición especificada co m o un Ivalue o un rvalue , dependiendo d el con texto en el cual aparece la llamada. La línea 91 m uestra una llam ada a la función at co n un su bín d ice no válido. En este capítulo, m ostram os cóm o hacer que nuestras cla ses sean m ás robustas al definir opera dores sobrecargados que permitan a lo s program adores tratar a los objetos d e nuestras c la se s com o s i fueran tipos integrados de C ++. A dem ás, m ostram os d os cla ses estándar de C ++, string y vec tor. que hacen un u so exten so de operadores sobrecargados para crear cla ses robustas y reutilizab lcs que puedan reem plazar a las cadenas y arreglos basados en apuntadores de estilo C. En el sigu ien te capítulo, continuarem os con nuestra ex p lica ció n de las c la ses al introducir una forma de reutilización d e softw are llam ada herencia. V erem os q u e la s cla ses a m enudo com parten atributos y com portam ientos com unes. En tales ca so s, es p osible definir d ich o s atributos y com portam ientos en una clase “base” com ún y “heredar” dichas capacidades en nuevas d efin icio n es de cla ses.

RESUMEN • El operador << se utiliza para distintos propósitos en C++: por ejemplo, com o operador de inserción de flu jo y como operador de cambio por la izquierda. Éste es un ejemplo de sobrecarga de operadores. D e manera similar. >> también está sobrecargado; éste se utiliza como operador de extracción de flujo y como operador de cambio por la derecha. • C++ permite al programador sobrecargar la mayoría de los operadores para que sean sensibles al contexto en el que se utilizan. El compilador genera el código apropiado, basándose en el uso del operador. • 1.a sobrecarga de operadores contribuye a la extensibilidad de C++. • Para sobrecargar un operador, escriba una definición de función; el nombre de la función debe ser la palabra reservada o p « r a t o r seguido por el símbolo para el operador a sobrecargar.


Capitulo 8


597

• Para utilizar un operador sobre objetos de clases, dicho operador se debe sobrecargar, excepto en dos casos. El operador de asignación ( - ) se puede utilizar con dos objetos de la misma clase para realizar una asigna ción predeterminada de miembros sin sobrecargar. El operador de dirección (&) también puede utilizarse con objetos de cualquier clase sin sobrecarga; éste devuelve la dirección de memoria del objeto. • 1.a sobrecarga de operadores proporciona el mismo poder expresivo y conciso para los tipos definidos por el usuario, que C++ proporciona con su rica colección de operadores que funcionan con tipos integrados. • La precedencia y asociatividad de un operador no puede cambiar mediante la sobrecarga. • No es posible cambiar el número de operandos que un operador toma: los operadores binarios sobrecargados permanecen como binarios. El operador ? : . el único operador temario, no se puede sobrecargar. • No es posible crear símbolos para nuevos operadores; solamente se pueden sobrecargar los operadores ya existentes. • No es posible cambiar la manera en que funcionan los tipos integrados por medio de la sobrecarga. • El C++ estándar especifica que los operadores sobrecargados ( ) . [ ] . - > . y cualquier operador de asigna ción. deben ser miembros de la clase para la cual se sobrecargaron. • Páralos operadores diferentes de ( ) . [ ] . - > . y los operadores de asignación, las funciones de sobrecarga de operadores pueden ser funciones miembro o funciones no miembro. • Cuando una función de operador se implementa como una función miembro, el operando de la extrema iz quierda debe ser un objeto de la clase (o una referencia a un objeto de la clase) del operador. • Si el operador izquierdo debe ser un objeto de una clase diferente, esta función operador debe implementarse como una función no miembro. • A las funciones miembro de un operador se les llama solamente cuando el operador izquierdo de un operador binario es un objeto de dicha clase, o cuando el único operando de un operador unario es un objeto de dicha dase. • Se puede degir una fundón no miembro para sobrecargar un operador, para permitir al operador ser conmutativo. • Un operador unario puede sobrecargarse como una función no miembro estática sin argumentos, o como una función no miembro con un argumento; ese argumento debe ser un objeto de un tipo definido por d usuario, o una referenria hacia un objeto de un tipo definido por el usuario. • Un operador binario puede sobrecargarse como una función miembro no estática con un argumento, o como una fundón no miembro con dos argumentos (uno de esos argumentos debe ser un objeto de la clase, o una referencia a un objeto de la clase). • El operador de subíndice de un arreglo [ ] no está restringido sólo para utilizarse con arreglos; éste se puede utilizar para selecdonar elementos de otras clases de clases contenedoras, tales como listas ligadas, cadenas y diedonarios. Además, con la sobrecarga, los subíndices no tienen por qué ser enteros; por ejemplo, pueden ser caracteres o cadenas. • Un constructor de copia se utiliza para inidalizar un objeto con otro objeto de la misma d ase. Los construc tores de copia también se invocan siempre que se necesita una copia de un objeto, tal como el paso de un ob jeto por valor a una fundón y el retomo de un objeto por valor desde una fundón. En un constructor de co pia, el tipo de parámetro debe ser una referenda. • El compilador no sabe cómo convertir entre tipos definidos por el usuario y tipos predefinidos, d programa dor debe espcdficar de manera cxplídta cómo ocurrirán dichas conversiones. Dichas conversiones pueden realizarse mediante constructores de conversión (es dedr, constructores de un solo argumento) que simple mente transforman objetos de otros tipos en objetos de una clase en especial. • Un operador de conversión (u operador de conversión de tipos) se puede utilizar para convertir un objeto de una clase en un objeto de otra clase, o en un objeto de una clase predefinida. Dicho operador de conversión debe ser una función miembro no estática; este tipo de operador de conversión no puede ser una fundón f r i a n d . • Un constructor de conversión es un constructor de un solo argumento que se utiliza para convertir el argumento en un objeto de la clase del constructor. El compilador puede llamar a dicho constructor de manera implídta.


598


Capítulo 8

• El operador de asignación es el operador que se sobrecarga con más frecuencia. Por lo general se utiliza pa ra asignar un objeto a otro objeto de la misma clase, pero, a través del uso de constructores de conversión, éste también puede utilizarse para asignar entre diferentes clases. • Si no existe un operador de asignación sobrecargado, la asignación está permitida, pero se establece de ma nera predeterminada una asignación de miembros para cada dato miembro. En algunos casos, esto es acep table. Para los objetos que contienen apuntadores hacia memoria asignada dinámicamente, la asignación de miembros provoca que dos objetos apunten hacia la misma memoria. Cuando se llama al destructor de cual quiera de estos objetos, se libera la memoria dinámica. Si el otro objeto hace referencia hacia ese objeto, el resultado es indefinido. • Para sobrecargar el operador de incremento para permitir el uso del pre incremento y el pos incremento, cada fun ción de operador sobrecargado debe tener una firma distinta, de manera que el compilador sea capaz de deter minar cuál versión de se invoca. Las versiones prefijas se sobrecargan exactamente de la misma manera que cualquier otro operador unario como prefijo. Proporcionar una firma única para la función del operador de po sincremento se logra al proporcionar un segundo argumento, éste debe ser de tipo int. En realidad, el usuario no proporciona un valor para este argumento entero en especial. Simplemente es para ayudar al compilador a distinguir entre las versiones para el prefijo y posfijo de los operadores de incremento y decremento. • La clase string se define en el encabezado y pertenece al espacio de nombre std. • La clase string proporciona muchos operadores sobrecargados, incluyendo a los operadores de igualdad, de relación, de asignación, de suma y asignación (por concatenación) y de subíndice. • La clase string proporciona una función miembro enpty. la cual devuelve trae si string está vacía; de lo contrario, devuelve falsa. • I-a función miembro substr de la clase estándar string obtiene una subcadena de la longitud especifica da por el segundo argumento, comenzando en la posición 0 especificada por el primer argumento. Cuando no se especifica el segundo argumento, substr devuelve el resto de la cadena de string en la cual se invoca. • El operador sobrecargado [ ] de string no realiza verificación de límites. Por lo tanto, el programador se debe asegurar de que las operaciones que utilizan el operador [1 de la clase estándar string no manipu lan de manera accidental los elementos fuera de los límites de string. • 1.a clase estándar string proporciona verificación de límites mediante la función miembro «t, la cual “arroja una excepción”, si su argumento contiene un subíndice no válido. Esto provoca, de manera predeter minada, la terminación del programa en C++. Si el subíndice es válido, la función at devuelve el carácter en la posición especificada como un Ivalue o como un rvalue, dependiendo del contexto en el que la llamada aparece. • Un vector se puede definir para almacenar cualquier tipo de dato. • 1.a función miembro sixe de vector devuelve el número de elementos en el vector. • La función vector define operadores de igualdad y de desigualdad sobrecargados para determinar si el con tenido de dos vectores son iguales. • El operador sobrecargado [ ] de la clase vector devuelve un elemento vector como un nalue o como un Ivalue, dependiendo del contexto. Como en el caso del operador sobrecargado [ ] de la clase estándar string. el operador sobrecargado [ ] de la clase vector no realiza verificación de límites. Por lo tanto, el programador se debe asegurar de que las operaciones que utilizan el operador sobrecargado [ ] de vec tor no manipulan de manera accidental los elementos fuera de los límites de vector. • La clase estándar vector proporciona además verificación de límites en su función miembro «t. la cual “arroja una excepción” si su argumento es un subíndice no válido. De manera predeterminada, esto ocasiona que el programa en C++ termine. Si el subíndice es válido, la función at devuelve el elemento en la ubica ción específica como un Ivalue o un nalu e, dependiendo del contexto en el cual aparece la llamada.

TERMINOLOGÍA apuntador indefinido asignación predeterminada de miembros

autoasignación d ase Arreglo


Capitulo 8


dase Cadena d ase Facha d ase NumeroTelefonico concatenadón constructor de conversión constructor de copia constructor de un solo argumento conversión definida por el usuario conversión entre tipos de dases conversión entre tipos integrados y clases conversiones explídtas de tipo (mediante operadores de conversión) conversiones implídtas de tipo copia predeterminada de miembros fuga de memoria fundón de conversión fundón de operador de conversión función miembro at de «tring. fundón miembro at de vector fundón miembro empty de atring fundón miembro alza de vector fundón miembro aubatr de atring

operador char * operador de aaignación sobrecargado (-) operador de conversión operador de llamada a fundón

operador int operador operador operador operador operador operador operador operador operador operador

sobrecargado sobrecargado sobrecargado sobrecargado sobrecargado sobrecargado sobrecargado sobrecargado sobrecargado sobrecargado

l () [] ♦ *+ ♦♦ ( int ) ♦< << <■

599

operador sobrecargado - operador sobrecargado > operador sobrecargado >■ operador sobrecargado >> operador sobrecargado 1operadores implementados como funciones operadores no sobrecargares operadores sobrecargables operadores sobrecargados en cascada

operatorI oparator1operator() operator [] operator* operator** operator**( int ) operator** operator< operator<< operator operator»* operator»> palabra reservada operator sobrecarga de operadores sobrecarga de un operador binario sobrecarga de un operador unario sobrecarga posfija de un operador unario sobrecarga prefija de un operador unario sobrecargar atring (clase estándar de C++) subcadena tipo definido por el usuario vector (clase estándar de C+-+)


Complete cada una de las siguientes oraciones: a) Suponga que a y b son variables enteras y que formamos la suma a ♦ b. Ahora suponga que c y d son variables de punto flotante y que formamos la suma c ♦ d. Aquí, los dos operadores ♦ clara mente se utilizan para propósitos deiferentes. Éste es un ejemplo d e ______________ . b) La palabra reservada_____________ introduce una definición de la sobrecarga de un operador. c) Para utilizar operadores sobre objetos de una clase, éstos deben sobrecargarse, con excepción de los operadores__________y __________ d) 1.a___________, l a ___________ y e l ___________ de un operador no se puede modificar mediante la sobrecarga del operador.

8.2

Explique los distintos significados de los operadores << y >> en C++.


600


Capítulo 8

8.3

¿En qué contexto se debe utilizar el nombre op«rator/, en C++?

8.4

(Verdadero/Falso) En C-h -, solamente los operadores existentes se pueden sobrecargar.

8.5

¿Cómo se compara la precedencia de un operador sobrecargado con la precedencia del operador origi nal en C++?


a) sobrecarga de operadores, b) o p e r a t o r . c) asignación ( •), dirección (&). d) precedencia, asociatividad y número de operan dos.

8.2

El operador >> es tanto el operador de desplazamiento hacia la derecha como el operador de extrac ción de flujo, dependiendo de su contexto. El operador << es tanto el operador de desplazamiento a la izquierda como el operador de inserción de flujo, dependiendo de su contexto.

8.3

Para la sobrecarga de operadores: éste sería el nombre de una función que proporcionaría una versión sobrecargada del operador / para una clase en particular.

8.4

Verdadero.

8.5

La precedencia es idéntica.

EJERCICIOS 8 .6

Proporcione tantos ejemplos como pueda de la sobrecarga implícita de operadores en C++. Dé un ejem plo razonable de una situación en la que usted podría sobrecargar un operador de manera explícita en C++.

8.7

En C++, los operadores que no se pueden sobrecargar s o n ___________, ___________, _____________ y

8 .8

La concatenación de cadenas requiere dos operan dos: las dos cadenas que se van a concatenar. En el tex to, mostramos cómo implementar un operador de concatenación sobrecargado que concatena el segundo objeto Cadena a la derecha del primer objeto Cadena, por lo que se modifica el primer objeto Ca dena. En algunas aplicaciones, lo correcto es producir un objeto Cadena, sin modificar los argumen tos de Cadena. Implemente operator+ para permitir operaciones tales como:

cadañal - cadena2 ♦ cadena3; 8.9

( Último ejercicio de sobrecarga de operadores) Para apreciar el cuidado que se debe tener al seleccio nar los operadores a sobrecargar, liste todos los operadores sobrecargares de C++, y para cada uno. lis te un posible significado (o varios, si es posible) para cada una de las distintas clases que estudió en este libro. Ijc sugerimos que intente: a) Arreglo b) Pila c) Cadena Después de hacer esto, comente acerca de cuáles operadores parecen tener significado para una gran variedad de clases. ¿Cuáles operadores parecen tener poco valor para la sobrecarga? ¿Cuáles operado res parecen ambigüos?

8 .1 0

Ahora trabaje con el proceso descrito en el ejercicio 8.9 de manera inversa. Liste cada uno de los operado res sobrecargares de C++. Para cada uno. liste lo que usted crea es que podría ser la “última opera ción” que debe utilizar el operador para representar. Si existen varias operaciones excelentes, lístelas.

8.11

( Proyecto) C++ es un lenguaje en evolución, y siempre se desarrollan nuevos lenguajes. ¿Qué operado res adicionales recomendaría usted que se adicionen a C++, o a un lenguaje futuro como C++ que soporten tanto la programación por procedimientos como la programación orientada a objetos? Escri ba una justificación cuidadosa. Usted podría considerar el envío de sus sugerencias al grupo de noticias

comp.8td.c++.



Capitulo 8

8 .1 2

601

Un buen ejemplo de la sobrecarga del operador de llamada a función ( ) es permitir otra manera de es tablecer arreglos con dos subíndices en algunos lenguajes de programación. En lugar de escribir:

tableroAjedrez[ fila ] [ columna] para un arreglo de objetos, sobrecargue el operador de llamada a función para permitir la forma alterna:

tableroAjedrez( fila, columna ) 8.13

Genere laclase ArragloConDosSubindicas que tenga características similares a laclase Arre glo de las figuras 8.4 y 8.5. En tiempo de construcción, la dase debe ser capa/ de crear un arreglo de cualquier número de filas y de cualquier número de columnas. La clase debe suministrar oparator ( ) para realizar operaciones con dos subíndices. Por ejemplo, en un ArregloConDoaSubindicee llamado a. el usuario puede escribir a(l, 3) para acceder al elemento de la fila 1, columna 3. Re cuerde que oparator { ) puede recibir cualquier número de argumentos (vea la clase Cadana de las figuras 8.7 y 8.8. para un ejemplo de oparator ( ) ) . La represeniarión subyacente dd arreglo con dos subíndices debe ser un arreglo con un subíndice de enteros con un número de elementos igual a filas •columnas. La función oparator { ) debe realizar la aritmética de apuntadores apropiada para acce der a cada elemento del arreglo. Debe haber dos versiones de oparator ( ) . una devuelve int & (de manera que se puede utilizar un elemento de ArragloDaDoblaSubindica como un Ivalue), y otro que devuelva const int & (de manera que un elemento de un const ArragloConDoaSubin dicas se pueda utilizar solamente como rvalue). Además, la clase debe proporcionar los siguiente operadores: — , I (para mostrar el arreglo en formato de fila y columna) y >> (para introdu cir el contenido real del arreglo).

8.14

Sobrecargue el operador de subíndice para que devuelva el elemento más grande de una colección, el segundo más grande, y así sucesivamente.

8.15

Considere la clase Complejo que muestran las figuras 8.15 a 8 .1 7 .1.a clase permite operaciones con los llamados números complejos. Éstos son números de la forma parteReal ♦ pertelmaginaria* i, en donde i tiene el valor: \^ í a)

Modifique la clase para permitir la entrada y la salida de números complejos a través de operado res >> y << sobrecargados, respectivamente (debe eliminar la función imprima de la clase).

b) Sobrecargue el operador de multiplicación para permitir la multiplicación de dos números comple jos, como en el algebra. c)

Sobrecargue los operadores ■■ y 1■ para permitir comparaciones de números complejos.

1 2 3 4 c o

// Fig. 8.15: complejol.h // Definición de la claae Complejo •ifndef COMPLEJO1 H •define COMPLEJOl_H

6

claae Complejo {

7 8 9 10 11 12

public: Complejo( double - 0.0, double - 0.0 ); Complejo oparator*( const Complejo & ) conat; Complejo oparator-( conat Complejox & ) conat; void imprime() conat;

Rgura 8.15

Definición d e la clase C o m p le jo . (Parte 1 d e 2.)


// // // //

constructor suma reata reaultado

602

13 14 15 16 17 18 19 20


prívate: double real; // parte real double imaginaria; // parte imaginaria }; // fin de la clase Complejo •endif

Rgura 8.15

1 2 3 4 5 6 7

Capítulo 8

Definición d e la clase Complejo. (Parte 2 d e 2.)

// Fig. 8.16: complejol.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Complejo. ffinclude using std::cout; finclude "complejol.h”

// definición de la clase Complejo

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Constructor Complejo::Complejo( double parteReal, double parteImaginaria ) : real( parteReal ), imaginaria( parteImaginaria ) ( // cuerpo vacio

20

{

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

} // fin del constructor Complejo // operador de suma Complejo Complejo::operator+( const Complejo £operando2 ) const return Complejo( real + operando2 .real, imaginaria + operando2.imaginaria ); } // fin de la función operator-f // operador de resta Complejo Complejo::operator-( const Complejo &operando2 ) const { return Complejo( real - operando2 .real, imaginaria - operando2.imaginaria ); } // fin de la función operator// despliega un objeto Complejo en la forma : (a, b) void Complejo::imprime () const { cout << '(' << real << " « imaginaria << } // fin de la función imprime

Rgura 8.16

Definición d e las funciones miembro d e la clase C o m p le jo .


Capitulo 8

1

2 3 4 5

6


// Fig. 8.17» fig08_17.cpp // Programa da pruaba da la claaa Complejo, •ineluda uaing std:icout; using std::endl;

7

8

•inelude "coraplejol.h"

9

10

int main()

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

20

21

Complejo xj Complejo y( 4.3, 8.2 ); Complejo z ( 3.3, 1.1 ); cout << *x: " ¡ x. imprime() ; cout << **\ny: y. imprime ()¡ cout << *\nzi " z. imprime();

t

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

« ■ y ♦ *; cout << "\n\nx - y ♦ z:\n" t x. imprima () ; cout < < » - " ; y. imprime () ; cout < < " ♦ " / z. imprime (); x - y - z; cout << *\n\nx - y - zi\n"j x. imprime () ; cout << » ■ * » ; y. imprime (); cout « * - " i z. imprime () ; cout << endl; retura 0; } // end main

Rgura 8.17

Números complejos.


603

604

8.16


Capítulo 8

Una máquina con 32 bist enteros puede representar enteros en un rango aproximado de - 2 miles de millones a +2 miles de millones. Esta restricción de tamaño fijo pocas veces es problemática, pero exis ten aplicaciones en las que nos gustaría poder utilizar un ramgo más amplio de enteros. Para esto se hizo C++, a saber, para crear nuevos tipos de datos poderosos. Considere la clase IntOrande de las figuras 8.18 a 8.20. Estudie cuidadosamente la clase, y responda a las siguientes preguntas: a) Describa de manera precisa cómo opera b) ¿Quó restricciones tiene la clase? c) Sobrecargue el operador de multiplicación *. d) Sobrecargue el operador de división / . e) Sobrecargue lodos los operadores de relación y de igualdad.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// Pig. 8.18: intgrandel.h // Definición de la clase intOrande. «ifndef INTGRANDE1 H «define INTORANDE1 B «include uaing atd::ostream; claaa IntOrande { friend ostream &operator<<( ostream &, const IntOrande & ); public: IntOrande( long - 0 ); // constructor de conversión predeterminado IntOrande( const char * ); // constructor de conversión // operador de suma; IntOrande + IntOrande IntOrande operator+( const IntOrande & ); // operador de suma; IntOrande ♦ int IntOrande operator*( int );

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

// operador de suma; // IntOrande ♦ cadena que representa un valor entero grande IntOrande operator* ( const char * ); prívate: short entero! 30 ]; ); // fin de la clase IntOrande «endif

Figura 8.18

1 2 3 4

Definición d e la clase In tO ra n d e

// Pig. 8.19: intgrande1 .cpp // Definicón de las funciones miembro y amigas de la clase IntOrande. «include

Figura 8.19

// prototipo de la función isdigit

Definición de las funciones miembro y a m ig a s de la clase I n t O r a n d e (Parte 1 de 3.)



Capitulo 8

5

iinclude

// prototipo de la función «trien

iinclude "intgrandel.h"

// definición de la clase IntOrande

605

6

7

8 9 10 11

// constructor predeterminado; constructor de conversión que convierte // un entero largo en un objeto IntOrande IntOrandet:IntOrande ( long valor )

12

{

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56

// inicializa el arreglo en cero for ( int i - 0/ i <- 29; ) entero[ i 1 - 0; // coloca los dígitos del argumento dentro del arreglo for ( int j ■ 29; valor !■ 0 && j >- 0; j-- ) { entero! j ] ■ valor \ 10; valor /« 10; ) t i fin del for } // fin del constructor de conversión predeterminado IntOrande // constructor de conversión que convierte una cadena de caracteres // que representan un entero grande en un objeto IntOrande IntOrandex:IntOrande( const char ‘cadena ) { // inicializa el arreglo en cero for ( int i - 0 ; i <■ 29; i++ ) entero! i ] ■ 0; // coloca los dígitos del argumento dentro del arreglo int longitud ■ strlen( cadena ); for ( int j - 30 - longitud, k - 0; j <- 29; j+ + , k++ ) if { isdigit( cadena! k ] ) ) entero! j 1 ■ cadena! k ] - '0'; } // fin del constructor de conversión IntOrande // operador de suma; IntGrande + IntGrande IntOrande IntOrande:xoperator-f ( const IntOrande fcop2 ) { IntOrande texnp; // resultado temporal int acarreo ■ 0; for ( int i - 29; i >- 0; i— ) { temp.entero! i ] entero! i J + op2.entero! i ]

Rgura 8.19

acarreo;

// determina el acarreo de 1 if ( temp.entero! i ] > 9 ) { temp.entero! i ] 10; // reduce a 0-9 Definición d e las funciones miembro y a m ig a s de la clase I n t O r a n d e (Parte 2 d e 3.)


606

57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87


Capítulo 8

acarreo - 1; ) // fin de if // sin acarreo else acarreo - 0; ) return temp;

// devuelve una copia del objeto temporal

)// fin de la función operator* // operador de suma ; IntGrande + int Grande IntGrande::operator+( int op2 ) { // convierte op2 en un IntGrande, e invoca a // operator+ para dos objetos IntGrande return *this + IntGrande( op2 ); ) // fin de la función operator* // operador de suma; // IntGrande ♦ cadena que representa un valor entero grande IntGrande IntGrande;:operator+( const char *op2 ) { // convierte op2 en un IntGrande, e invoca a // operator+ para dos objetos IntGrande return *this + IntGrande ( op2 ); ) // fin del operador operator-t-

88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

// operador de salida sobrecargado ostreamfc operator<<( ostream &salida, const IntGrande &num ) { int i; for { i - 0; ( num.entero [ i ] -■ 0 ) && ( i <- 29 ); i++ ) ; // ignora ceros a la izquierda if ( i — 30 ) salida <<0/ else for { ; i <- 29; i++ ) salida << num.entero[ i ]; return salida; ) // fin de la función operator<<

Figura 8.19

Definición d e las funciones miembro y a m ig a s d e la clase I n t G r a n d e (Parte 3 de 3.)



Capitulo 8

1

2 3 4 5 6

// Fig. 8.201 fig08_20.cpp // Programa da pruaba da IntOranda. iincluda uaing atd::cout; using atd::endl;

7

8

•ineluda "intgrandel.h"

9

10

int main()

11 12

{

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 ni n2 n3 n4 n5

IntOranda IntOranda IntOranda IntOranda IntOranda

nl( 7654321 ); n2( 7891234 ); n3( "99999999999999999999999999999" ); n4( "1" ); n5;

cout << "ni ia " << << "\nn3 ia n << "\nn5 ia 99 n5 ■ ni ■f n2; cout << ni << " ♦ cout << n3 << " ♦ << "\n\n"; n5 - ni ♦ 9; cout << ni << " ♦

a

99

<< n4 << "\n« " << ( n3 ♦ n4 )

99

n5 - n2 ♦ "10000" I cout << n2 << " + 99 return 0; } // fin da main ia ia ia ia ia

7654321 7891234 99999999999999999999999999999 1 0

7654321 ♦ 7891234 - 15545555 99999999999999999999999999999 ♦ 1 - 100000000000000000000000000000 7654321 ♦ 9 - 7654330 7891234 ♦ 10000 - 7901234

Figura 8.20 8.17

Enteros grandes.

Genere una clase NumeroRacional (fracciones) con las siguientes capacidades:


607

608


Capítulo 8

a)

Cree un constructor para prevenir un denominador 0 en una fracción, reduzca o simplifique las frac ciones que no se encuentren en forma reducida y evite denominadores negativos. b) Sobrecargue los operadores de suma, resta, multiplicación y división para esta clase. c) Sobrecargue los operadores de relación y de igualdad para esta clase.

8.18

Estudie la biblioteca de funciones para manejo de cadenas de C. e implemente cada una de las funcio nes como parte de la clase Cadena (figuras 8.7 y 8.8). Después, utilice estas funciones para realizar manipulación de texto.

8.19

Desarrolle la clase Polinomio. La representación interna de un Polinomio es un arreglo de térmi nos. Cada término contiene un coeficiente y un exponentc. El término: 2x4 tiene el coeficiente 2 y el exponente 4. Desarrolle una clase completa que contenga las funciones apro piadas para el constructor y el destrcuctor, así como las funciones obtener y establecer. La clase debe proporcionar las siguientes capacidades mediante operadores sobrecargados: a) Sobrecargue el operador de suma (♦) para sumar dos Polinomio». b) Sobrecargue el operador de resta ( - ) para restar dos Polinomio». c) Sobrecargue el operador de asignación para asignar un Polinomio a otro. d) Sobrecargue el operador de multiplicación (*) para multiplicar dos Polinomio». e) Sobrecargue el operador de asignación de suma ( ♦ - ) , el operador de asignación de resta (— ) y el operador de asignación de multiplicación (*■).

8.20

El programa de la figura 8.3 contiene el comentario:

// operador «obr«cargado de inserción de £lujo; no puede ser // una función miembro »i deseamos invocarla con // cout << algunNumeroTelefonico; En realidad, puede ser una función miembro de la clase NumeroTelefonico.si deseamos invocar la en una de las siguientes formas:

algunNumeroTelefonico.operator<<( cout ); o

algunNumeroTelefonico << cout; Rescriba el programa de la figura 8.3 con el operador sobrecargado operator< < como una función miembro, e intente las dos instrucciones anteriores en el programa pora demostrar que funcionan.


9 Programación orientada a objetos: herencia Objetivos • Crear c la se s a través de la herencia de cla ses existentes. • Com prender la manera en q u e la herencia prom ueve la reutilización de softw are. • Com prender la s ideas d e las c la ses base y de las cla ses derivadas. • Com prender el m odificador d e a cceso a m iem bros

protected. • Com prender el uso de constructores y destructores en la jerarquía de herencia.

N o d igas que conoces a alguien p o r com pleto, hasta que dividas una herencia con él. Johann K asper Lavater

E ste m étodo e s p ara definirse com o el núm ero de la clase d e todas las clases sim ilares a la cla se dada. Bcrtrand R ussell

Una baraja de naipes se construyó com o la m á s pura de las jerarquías, cada carta es superior p ara a quellas p o r debajo de ésta, e inferior p ara aquellas p o r arriba de ésta. F.ly Culbertson

Tan bueno com o e s heredar una biblioteca, e s m ejor coleccionar una. A u gu stin e Birrell

Toma lo m ás im portante del libro de otros. W illiam Shakespeare


610

Rogramación orientada a objetos: herencia

Capítulo 9

P la n g e n e r a l 9.1 9.2

Introducción Clases base y clases derivadas

9.3

Miembros p r o t e c t e d

9.4 9.5 9.6

Relación entre las clases base y las clases derivadas Ejemplo práctico: jerarquía de herencia de tres niveles Constructores, destructores y clases derivadas

9.7 9.8

Relaciones "Usa un” y "Conoce a" Herencia p u b l i c , p r o t e c t e d y p r i v a t e

9.9 9.10

Ingeniería de software con herencia (Ejemplo práctico opcional) Acerca de los objetos: incorporación de la herencia al simulador del elevador

Resumen • Terminología • Ejercicios de auloevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios

9 .1

I n t r o d u c c ió n

En este capítulo com en zam os nuestra exp licación sobre la program ación orientada a objetos (PO O ), introduciendo una d e su s principales características: la herencia. La herencia es una forma de rcutilización d e softw are con la que lo s program adores crean clases que absorben lo s datos y com porta m ientos de una cla se existente y lo s mejoran co n nuevas capacidades. La reutilización d e software ahorra tiem po durante el desarrollo de un programa. Tam bién refuerza la reutilización d e softw are de alta calidad, com probado y depurado, el cual increm enta la probabilidad d e que un sistem a se im plem ente de forma efectiva. C uando se crea una clase, e n lugar de escribir datos y fun cion es m iem bro com pletam ente nue vos, e l programador puede decidir q u e dicha cla se nueva debe heredar lo s m iem bros de una clase existente. Esta cla se existen te se llam a cla se base, y a la nueva cla se se le llam a clase derivada. (O tros lenguajes d e program ación, tales co m o Java™ , s e refieren a la cla se base co m o superclase y a la clase derivada com o subclase.) U na clase derivada representa un grupo d e ob jetos más esp ecia lizado. Por lo general, una cla se derivada contiene com portam ientos heredados d e su cla se base, más com portam ientos ad icionales. C o m o verem os, una cla se derivada tam bién p uede personalizar c o m portam ientos heredados de su cla se base. U na clase base directa es la cla se base d esd e la cual una clase derivada exp lícitam ente hereda. Una clase base indirecta recibe la herencia de d o s o m ás nive le s arriba en la jera rq u ía de clases. En el caso d e una herencia sim ple , una cla se se deriva a partir de una clase base. C + + también permite la herencia m últiple, en la cual una clase derivada hereda desde m últiples clases base (posiblem ente sin relación entre sí). La herencia sim ple es directa; m ostraremos m uchos ejem p los q u e permitirán al lector convertirse en un experto rápidamente. La herencia m úl tiple puede ser com pleja y propensa a errores. En e l cap ítulo 22 explicarem os la herencia m últiple. C + + ofrece tres cla ses de herencia, public. protected y private. En este capítulo, nos concentram os en la herencia pública y exp licam o s brevem ente lo s otros d o s tipos. En el capítulo 17, m ostram os cóm o se puede utilizar la herencia privada co m o una alternativa a la co m p o sició n . La ter cera form a, la herencia protegida, rara v ez se utiliza. C on la herencia pública, cada objeto d e una cla se derivada es adem ás un objeto de la cla se b ase d e dicha cla se derivada. Sin em bargo, lo s o b je tos de la clase b ase no son ob jetos d e su s cla ses derivadas. Por ejem p lo, todos lo s a u to m ó v iles son



Capitulo 9

611

veh ícu los, pero no todos lo s veh ícu los son autom óviles. C onform e avan cem os con nuestro estu dio de la program ación orientada a ob jetos en el capítulo 9 y el cap ítulo 10, aprovecham os esta relación para realizar algunas m anipulaciones interesantes. La experiencia en la construcción d e sistem as de softw are indica que partes im portantes d e có d i g o lidian con ca so s esp ecia les relacionados íntim am ente. C uando lo s program adores s e preocupan por lo s ca so s esp eciales, lo s d etalles pueden oscurecer e l “panorama general". Con la program ación orientada a o b jetos, lo s program adores s e en focan en la s co sa s com u nes entre lo s ob jetos del siste ma. e n lugar d e lo s ca so s esp eciales. A este p roceso se le llam a a b s t r a c c i ó n . D istin guim os entre la r e l a c i ó n “e s - u n ” y la r e l a c i ó n “t i e n e - u n ”, La relación “es-un" representa la herencia. En una relación “es-un", un ob jeto de una cla se derivada puede adem ás tratarse co m o un ob jeto de su cla se base; por ejem p lo, un autom óvil e s u n vehículo, de manera que cualquier pro piedad y com portam iento d e un veh ícu lo también es propiedad d e un au tom óvil. Por el contrario, la relación “ticnc-un” sign ifica com p osición . (En e l capítulo 7 ex p lica m o s la co m p o sició n .) En una re lación “tiene-un”, un ob jeto con tien e uno o m ás ob jetos d e otras cla ses co m o m iem bros; por ejem plo, un autom óvil

tie n e u n

volante.

Las fun cion es m iem bro de una cla se derivada podrían necesitar a c c e so a lo s datos y fun cion es m iem bro d e la clase base. U na clase derivada puede acced er a lo s datos no privados de su cla se base. L os m iem bros d e la clase base que no deben ser a cc esib les a las funciones m iem bro d e las clases derivadas deben declararse com o privadas en la cla se base. U na cla se derivada p uede afectar lo s ca m b ios de estado en lo s m iem bros privados de la cla se b ase, pero solam en te a través d e fun cion es m iem bro n o privadas proporcionadas en la cla se base y heredadas a la cla se derivada.

Observación de inaeniería de software 9.1 Las funciones miembro de una clase derivada no pueden acceder de manera directa a los miembros p r í v a t e de su clase base.

Observación de ingeniería de software 9.2 Si una clase derivada puede acceder a los miembros p r l r m t m de su clase base, las clases que here dan a dicha derivada también pueden acceder a los datos. Esto permitiría el acceso a lo que debieran ser datos privados, y los beneficios del ocultamiento de información se perderían. U n problem a con la herencia es q u e la cla se derivada puede heredar datos m iem bro y fun cion es m iem bro que no necesita, o q u e no d eb e tener. Es responsabilidad d el diseñador d e la cla se garanti zar que la s capacidades proporcionadas por la clase sean apropiadas para futuras cla ses derivadas. Incluso cuando una función m iem bro de una cla se base es apropiada para una cla se derivada, la cla se derivada a m enudo requiere que esa función m iem bro se com porte d e una manera esp ecífica para la clase derivada. En tales casos, la función m iem bro de la cla se base se p uede redefinir en la cla se d e rivada m ediante una im plcm entación apropiada.

9.2 Clases base y clases derivadas A m enudo, un ob jeto de una cla se también “es un” ob jeto de otra clase. Por ejem p lo, en geom etría, un rectángulo e s u n cuadrilátero (com o lo son lo s cuadrados, los para lelo gram os y lo s trapezoides). Por lo tanto, en C + + s e puede decir que la cla se Rectángulo se h e r e d a de la cla se Cuadrilá tero. En este sentido, la cla se Cuadri latero es una cla se base, y la cla se Rectángulo e s una cla se derivada. U n rectángulo e s u n tipo esp ecífico d e cuadrilátero, pero es incorrecto reclam ar que un cuadrilátero e s u n rectángulo; el cuadrilátero podría ser un paralelogram o o alguna otra forma. La figura 9.1 lista varios ejem p los de las c la se s base y las c la ses derivadas.


612


d a se b ase

C lase d erivad a

Estudiante

E stud iant eGraduado EstudianteNoGraduado

Forma

Circulo Triangulo Rectángulo

Préstamo

PrastamoAut omovi1 PrestamoMejoraCasa PrestamoHipotecario

Empleado

Docente Administrativo

Cuenta

Cuent aDeCheque s Cuent aDeAhorros

Figura 9.1

Capítulo 9

Ejemplos de herencia.

D eb id o a que todo objeto de una cla se derivada “es un” ob jeto de su cla se base, y una de estas c la ses base pueden tener m uchas cla ses derivadas, el conjunto d e ob jetos representados por una cla s e base por lo general e s m ás grande q u e el conjunto de ob jetos representados por cualquiera d e sus c la ses derivadas. Por ejem p lo, la clase base Vehículo representa a todos lo s v eh ícu lo s, in clu yen d o au tom óviles, cam ion es, botes, b icicletas y otros. Por e l contrario, la cla se derivada Automóvil representa un subconjunto m ás pequeño y esp e c ífic o d e todos los vehículos. luis relaciones d e herencia forman tres estructuras jerárquicas. Una cla se b ase ex iste en una relación jerárquica con sus c la ses derivadas. A unque la s cla ses pueden existir de manera indepen diente, una v e z que se em plean en las relaciones d e herencia, se afilian entre s í con otras cla ses. Una clase se con vierte en una cla se base, sum inistrando datos y com portam iento a otras c la ses, o en una clase derivada, heredando su s datos y com portam iento d esd e otras clases. D esarrollem os una jerarquía de herencia sim ple. Una com unidad universitaria tien e m iles de m iem bros. Estos miembros consisten en em pleados, estudiantes y ex-alum nos. L os em pleados pueden ser m iem bros d el cuerpo docente o adm inistrativos. L os m iem bros del cuerpo docente son adm inis tradores (com o d ecan os o presidentes de departam ento) o maestros. Esta estructura organizacional arroja la jerarquía d e herencia que describe la figura 9 .2 . O bserve que esta jerarquía de herencia po dría contener otras clases. Por ejem plo, lo s estudiantes pueden ser graduados o no graduados. Los estudiantes n o graduados pueden ser d e prim ero, segu n d o, tercero o cuarto año. Cada flech a en la j e rarquía representa una relación “es-u n ”. Por ejem p lo, al seguir las flechas en esta jerarquía d e cla se s, p odem os establecer que “un Empleado es un MiembroDeLaComunidad” y un “M aestro es un m iem bro Docente”.MiembroDeLaComunidad es la clase Ixjse directa d e Empleado. Es

tudiante y Exalumno. A dem ás, MiembroDeLaComunidad es una clase base indirecta d e to das las otras clases en el diagrama. Si com ienza desde la parte inferior del diagrama, el lector puede seguir las flechas y aplicar la relación es-un hasta la cla se base superior. Por ejem p lo, un Adminis trador es un m iem bro Docente, e s un Empleado y es un MiembroDeLaComunidad. Ob serve que algu nos adm inistradores tam bién enseñan en clase, d e manera que utilizam os herencia m últiple para formar la clase MaestroAdministrador.



Capitulo 9

Figura

9.2

Jerarquía d e herencia para

613

MiembrosDeL&Comnnidad universitaria.

Otra jerarquía d e herencia es la jerarquía Forma d e la figura 9.3 . Para especificar que la cla se Form&Bidimensional se deriva d e (o la hereda d esd e) la cla se Forma, la cla se Forma Tri dimensional se podría definir en C + + de la sigu ien te manera:

class PormaBidimensional: public Forma Éste es un ejem plo d e herencia public y es el tipo d e herencia m ás com ún. Tam bién explicarem os la herencia prívate y la herencia protected (secció n 9 .8 ). C on la herencia public. no es p osible acceder de manera directa a lo s m iem bros private d e una cla se b ase d esd e las cla ses d e rivadas d e dicha clase, pero esto s m iem bros private de la cla se base son heredados. T od os lo s dem ás m iem bros de la clase base retienen su acceso a m iem bros original cuando se hacen m iem bros de una clase derivada (por ejem plo, lo s m iem bros public d e la cla se base se convierten en m iem bros public de la cla se derivada, y, co m o verem os pronto, los m iem bros protected de la cla se base se convierten en m iem bros protected de la cla se derivada). A través d e lo s m iem bros here dados de la clase b ase, la clase derivada puede manipular m iem bros private de la cla se base (si esto s m iem bros heredados proporcionan dicha funcionalidad en la cla se base). O bserve que las fu n cio n es friend no son heredadas. La herencia no es apropiada para todas las relaciones de clase. En e l capítulo 7 ex p lica m o s la relación tiene-un, en la cual las c la ses tienen m iem bros que son ob jetos d e otras clases. Tales relacio nes crean cla ses m ediante com p osición de cla ses existentes. Por ejem p lo, dadas la s c la se s Emplea

do, FechaNacimiento y NumeroTelefonico, no e s apropiado decir q u e un Empleado es una FechaNacimiento o que un Empleado e s un NumeroTelefonico. Sin em bargo, es apropiado decir que un Empleado tiene una FechaNacimiento y q u e un Empleado tiene un NumeroTelefonico. E s posible tratar ob jetos de la clase base y objetos de la clase derivada de manera similar; sus si m ilitudes s e expresan en los m iem bros d e la cla se base. L os ob jetos de todas las cla ses derivadas de una cla se base com ún s e pueden tratar co m o objetos de dicha cla se base (es decir, d ich o s ob jetos tie nen una relación “es-u n ” con la clase base). En el capítulo 10, Programación orientada a objetos: p o li m orfism o, consideram os m uchos ejem p los q u e aprovechan esta relación.


614


Figura 9.3

Jerarquía d e herencia para

Capítulo 9

Formas.

9.3 Miembros p r o t e c t e d El capítulo 7 ex p lic ó lo s espccificadorcs de a cc eso a m iem bros public y prívate. L os m iem bros publlc d e la clase base son accesib les en cualquier parte en donde el programa tenga un m anipulador (e s decir, un nom bre, una referencia o un apuntador) hacia un ob jeto d e dicha cla se base o de una d e sus cla ses derivadas. L o s m iem bros prívate de una cla se base son a ccesib les so la m ente dentro d el cuerpo de dicha clase base y las friend de dicha cla se base. En esta secció n , introducim os un esp ecificad or d e a cceso a m iem bros adicional: p r o t e c t e d . U tilizar el a cceso protected o frece un nivel interm edio de protección entre el a cceso pu blic y el prívate. Se p uede acceder a los m iem bros protected de la cla se base m ediante m iem bros y f r i e n d s de dicha cla se base, y m ediante £ r i e n d s de cualquier clase derivada d e la cla se base. Las fun cion es m iem bro d e cla ses derivadas pueden hacer referencia a m iem bros public o protected de la clase base, sim plem ente utilizando lo s nom bres de los m iem bros. Cuando una función m iem bro d e una clase derivada redefine una función m iem bro d e una cla se base, e s posible acced er al m iem bro de la clase base d esd e la cla se derivada, anteponiendo el nombre del m iem bro d e la clase base con el nom bre de la clase base y e l operador binario de resolu ción d e alcance ( x :). E l a cceso a m iem bros redefinidos d e la cla se base lo exp licarem os en la figura 9.4.

9.4 Relación entre las clases base y las clases derivadas En esta sección utilizam os una jerarquía d e herencia punto/círculo,1 para explicar la relación entre una clase base y una clase derivada. D ivid im os nuestra ex p lica ció n de la relación punto/círculo en varias partes. Primero, cream os la clase Punto, la cual con tien e co m o datos prívate un par de coordenadas x-y. Posteriorm ente, cream os la clase Circulo, la cual contiene co m o d ato prívate un par de coordenadas r -y (que representa la ubicación d el centro d el círcu lo), y un radio. N o utili zam os la herencia para crear la clase Circulo; en v ez de esto, construim os la clase escribiendo cada línea de c ó d ig o q u e requiere la clase. A continuación, cream os una cla se circulo2 por separado, la cual hereda directam ente todas las propiedades y com porta m iento d e la cla se Punto (es decir, la cla se

Circulo2 “cs-u n ” Plinto pero contiene adem ás un radio) c intenta acced er a lo s m iem bros

1. La relación punto/círculo puede parecer no natural cuando decimos que un círculo “es un" punto. Este ejemplo en seña lo que algunas veces llamamos herencia estructural y se enfoca en la “mecánica” de la herencia, y cómo una clase base y una clase derivada se relacionan entre sí. En los ejercicios y en el capítulo 10. presentamos ejemplos más naturales de herencia.



Capitulo 9

615

prívate de la clase Punto; esto provoca errores d e com p ilación , d eb ido a que la cla se derivada no tien e a cceso a lo s datos prívate de la cla se base. D esp u és m ostram os que si lo s datos de Plin to se declaran co m o protected. una cla se Circulo3, la cual hereda todas las características y com portam iento de la clase Punto2, puede acceder a e so s datos. Por este m otivo, definim os la clase Punto2 con datos protected. Tanto las cla ses Circulo co n herencia co m o sin herencia contie nen una funcionalidad idéntica, pero mostramos cóm o la clase heredada Circulo3 e s m ás fácil de crear y d e manejar. D espués d e explicar la conveniencia del uso d e datos protected, estab lecem os los datos d e Punto de nuevo en prívate, e n la cla se Punto3 (para reforzar la buena ingeniería de softw are), y entonces m ostram os có m o otra cla se Circulo4 (la cual hereda las propiedades y el com portam iento de la cla se Punto3) puede utilizar la función m iem bro Punto3 para manipular los datos prívate d e Punto3. Creación de una clase Punto Primero exam in em os la definición de la cla se Punto (figuras 9 .4 y 9 .5 ). El archivo de encabezado punto (figura 9 .4 ) esp ecifica lo s servicios publlc de la cla se Punto, los cu ales incluyen al co n s tructor (línea 9 ) y a las funciones miembro estableceX y obt ieneX (líneas 11-12), establece Y y obtleneY (lín ea s 14-15) e imprime (línea 17). El archivo de encabezado punto esp ecifica lo s datos m iem bro x e y co m o prívate (lín eas 2 0 -2 1 ), d e manera que los ob jetos de otras cla ses no pueden acceder directam ente a x c y. T écn icam ente, in clu so si lo s datos m iem bro xcydc Punto se declararan co m o public, Punto nunca podría m antener un estado no válido; lo s datos m iem bro x e y d e un ob jeto Punto no podrían contener valores n o v á lid os, debido a q u e el plano de coor-

1 2

3 4 5 6

// Fig. 9.4: punto.h / / L a definición de la clase Punto representa un par de coordenadas x-y. «ifndef PüNTO_H «define PtJNTO_H clase Punto {

7 8

public:

9

Punto ( int - 0, int -

0

);

//

constructor

predeterminado

10 11

12 13 14 15 16 17 18 19

void estableceX( int ); // e s t a b l e c e x e n u n p a r d e c o o r d e n a d a s int obtieneX<) const; // d e v u e l v e x d e s d e el p a r d e c o o r d e n a d a s

void estableceY( int ); // e s t a b l e c e y e n u n p a r d e c o o r d e n a d a s // d e v u e l v e y d e s d e el p a r d e c o o r d e n a d a s int obtieneY() const; void imprime () const;

// d e s p l i e g a

el

objeto

private:

20 21

int x; int y;

// parte x del par de coordenadas // parte y del par de coordenadas

22 23 24 25

); // fin de la clase Punto

«endif

Rgura 9.4

Archivo d e e n ca b e za d o de la clase

Punto.


Punto

616


Capítulo 9

denadas x -y e s infinito en am bas d irecciones. Sin em bargo, e n general, la declaración de datos m iem bro co m o private y el proporcionar fun cion es m iem bro n o prívate para manipular y validar lo s datos m iem bro refuerzan la buena ingeniería de softw are. [Nota: la d efin ición del constructor Punto, a propósito no utiliza sintaxis para la inicialización de m iem bros en lo s prim eros ejem p los d e esta secció n , d e m anera q u e p odem os dem ostrar có m o los especificadores private y protected afectan al a cceso a m iem bros en cla ses derivadas. C om o m uestra la figura 9 .5 , lín eas 12 y 13, asignam os valores a lo s datos m iem bro en el cuerpo d el constructor. M ás adelante en esta secció n , v olverem os a utilizar listas d e inicialización de m iem bros en lo s constructores.]

1 2 3 4 5

6

// Fig. 9.5: punto.cpp // Definiciones de la función miembro de la clase Punto. finclude using std::cout;

7 8 9 10

// constructor predeterminado Punto::Punto( int valorX, int valorY )

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19 20

finclude "punto.h"

// Definición de la clase Punto

x ■ valorX; y - valorY; } // fin del constructor Punto // establece x en un par de coordenadas void Punto::estableceX( int valorX ) { x ■ valorX; // no requiere validación

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

} // fin de la función estableceX // devuelve x desde el par de coordenadas int Plinto: :obtieneX() const { return x; ) // fin de la función obtieneX // establece y en un par de coordenadas void Punto::estableceY( int valorY ) { y - valorY; / / n o requiere validación ) // fin de la función estableceY // devuelve y desde el par de coordenadas int Punto::obtieneY() const { return y; } // fin de la función obtieneY

Figura 9.5

La clase Plinto representa un par d e coordenadas x-y. (Parte 1 de 2.)



Capitulo 9

45 46 47 48

// despliega el objeto Punto void Plinto: :imprime () conat { cout << *[' << x << ", " «

49 50

) // fin de la función imprime

Figura 9.5

La d a se

617

y << ’]'»

Punto representa un par d e coordenadas x-y. (Parte 2 d e 2.)

La figura 9 .6 prueba la clase Punto. La línea 12 crea la instancia d el objeto punto de la cla se Punto y pasa al constructor 72 co m o el valor d e la coordenada x y 115 co m o el valor de la coordenada y. Las lín eas 15 y 16 utilizan las fu n cio n es m iem bro obtieneX y obtiene Y de pun to para recuperar esto s valores, y en ton ces despliegan esto s valores. L as líneas 18 y 19 invocan a las fu n cion es m iem bro estableceX y establece Y d e punto para m odificar los valores para los datos m iem bro x e y d e punto. D esp ués, la línea 23 llam a a la función m iem bro imprime de punto para desplegar lo s nuevos valores d e las coordenadas x c y.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 9.6: prueb&Punto.cpp // Prueba de la clase Punto. iinclude using std::cout; using std::endl;

11

(

finclude "punto.h*


int main() Punto punto( 7 2 ,

12 13 14 15 16 17 18 19

115

);

// instancia del objeto Punto

// despliega las coordenadas del punto cout << "la coordenada X es " « punto.obtieneX() << "\nla coordenada Y es " << punto.obtieneY(); punto.estableceX( 10 ); // establece la punto.estableeeY( 10 ); // establece la

coordenada x coordenada y

20 21 22 23 24 25 26 27 28

// despliega el nuevo valor de punto cout << "\n\nLa nueva ubicación del punto es " t punto.imprime () ; cout << endl; return 0;


} // fin de main

la coordenada x es 72 la coordenada Y es 115 La nueva ubicación del punto es [10, 10] Figura 9.6

Programa d e prueba p ara la clase P un to.


618

Ragramación orientada a objetos: herencia

Capítulo 9

Creación de la clase C i r c u l o sin utilizar herencia Ahora explicarem os la segunda parte de nuestra introducción a la herencia mediante la creación (com pletam ente nueva) y la prueba de la clase Circulo (figuras 9 .7 y 9 .8 ), la cual con tien e un par de coor denadas x-y (que indica el centro d el círculo) y un radio. El archivo de encabezado de Circulo (figura 9 .7 ) esp ecifica los servicios public de la clase Circulo, lo s cuales incluyen el constructor Circulo (lín ea 11), las fu n cion es m iem bro estableceX y obtienex (lín ea s 13-14), estableceY y obtieneY (lin cas 16-17), estableceRadio y obtieneRadio (lin cas 19-20), obtieneDiametro (lín ea 2 2 ), obtieneCircunf erencia (línea 2 3 ), obtieneArea (línea 2 4 ) c imprime (línea 26). luis lin cas 29 a 31 declaran a los m iem bros x. y y radio co m o datos private. E stos datos y fun cion es m iem bro cncapsulan todas las características necesarias para un círcu lo. En la se c c ió n 9 .5 , m ostram os c ó m o e l en ca p su la m ien to n os perm ite reutilizar y am pliar esta clase. La figura 9 .9 prueba la cla se Circulo. La línea 17 crea la instancia del objeto circulo de la clase Circulo, pasa al constructor 37 com o el valor para la coordenada x , 43 co m o el valor pa ra la coordenada y y 2 . 5 com o el valor del radio. L as líneas 2 0 a 22 utilizan las fun cion es m iem bro obtienex. obtieneY y obtieneRadio para recuperar lo s valores de circulo, y entonces

1 2 3 4 5 6

// Fig. 9.7: circulo.h / / L a clase Circulo contiene un par de coordenadas x-y y un radio. fifndef CIRCULO_H «define ClRCULO_H class Circulo {

7

8 9 10 11

12

public: // constructor predeterminado Circuloí int - 0, int - 0 , double - 0.0 );

13 14

void establecer ( int ); // establece x en el par de coordenadas int obtieneX() const; // devuelve x desde el par de coordenadas

15

16 17 18 19 20

void estableceY( int ); // establece y en el par de coordenadas int obtieneYO const; // devuelve y desde el par de coordenadas void estableceRadio( double ); // establece el radio double obtieneRadio() const; // devuelve el radio

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

double obtieneDiametro() const; // devuelve el diámetro double obtieneCircunferencia() const; // devuelve la circunferencia double obtieneArea() const; // devuelve el área void imprimeO const; private: int x; int y; double radio;

// despliega el objeto circulo

// coordenada x del centro del circulo // coordenada y del centro del circulo // radio del circulo

}; // fin de la clase Circulo •endif

Figura 9.7


Circulo.



Capitulo 9

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 9.8: circulo.cpp // Definición de lee funciones miembro de la clase Circulo. iinclude using std::cout; iinclude "circulo.h"

// definición de la clase Circulo

8 9 10

// constructor predeterminado Circulo::Circulo( int valorX, int valorY, double valorRadio )

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

x - valorX; y - valorY; estableceRadio( valorRadio );

// establece x en el par de coordenadas void Circulo::estableceX( int valorX )

20

{

) // fin del constructor Circulo

21

x a valorX; // no requiere validación

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

} // fin de la función estableceX // devuelva x del par de coordenadas int Circulo::obtieneX() const { return x; ) // fin de la función obtieneX // establece y en el par de coordenadas void Circulo::estableceY( int valorY ) { y » valorY; // no requiere validación ) // fin de la función estableceY // devuelve y del pao: de coordenadas int Circulo::obtieneY() const { return y; ) // fin de la función obtieneY // establece radio void Circulo:testableceRadio( double valorRadio ) { radio - ( valorRadio < 0.0 ? 0.0 : valorRadio ); } // fin de la función estableceRadio

Figura 9.8

La clase

Circulo contiene una co o rd en a d a

x -y y un radio. (Parte 1 d e 2.)


619

620


Capítulo 9

53 54 55 56 57 58 59 60 61

// calcula y devuelve el diámetro double Circulo:xobtieneDiametro() conat

62

{

63 64 65

// devuelve el radio double Circulo:robtieneRadio() conat { retur n radio; } // fin de la función obtieneRadio

return 2 * radio;

66

) // fin de la función obtiene Diámetro

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85

// calcula y devuelve la circunferencia double Circulo::obtieneCircunferencia() conat { return 3.14159 * obtieneDiametro();

86

87

} // fin de la función obtieneCircunferencia // calcula y devuelve el área double Circulo::obtieneArea() conat { return 3.14159 * radio * radio; ) // fin de la función obtieneArea // muestra el objeto Circulo void Circulo::imprime() conat { cout << "Centro - l " << x << ", << "; Radio ■ " << radio;

"

«

y <<

' ] '


Figura 9.8

La clase

circulo contiene una co o rd en a d a x-y y un radio. (Parte 2 de 2.)

d esp liega. L as líneas 24 a 2 6 invocan las fun cion es m iem bro estableceX, estableceY y estableceRadio d e circulo para m odificar las coordenadas x -y y e l radio, respectivam ente. La función m iem bro estableceRadio (figura 9.8 , lín eas 4 7 -5 1 ) garantiza que n o se a sig n e un valor negativo al dato m iem bro radio (es decir, un círcu lo no puede tener un radio negativo), luí línea 3 0 de la figura 9 .9 llam a a la función m iem bro imprime d e circulo para d esplegar sus coordenadas x, y y el radio. I-as líneas 36 a 4 2 invocan a las fun cion es m iem bro obtieneDiame tro, obtieneCircunferencia y obtieneArea d e circulo para desplegar e l diám etro, la circunferencia y el área del círculo, respectivam ente. Observe que m ucho del cód igo de la clase Circulo (figuras 9.7 y 9 .8 ) es similar, si no es que idén tico. al cód igo de la cla se Punto (figuras 9 .4 y 9 .5 ). Por ejem plo, la declaración en la cla se Circu lo d e lo s datos m iem bro private x e y y d e las fun cion es m iem bro estableceX. obtieneX. estableceY y obtiene Y son idénticas a las de la clase Punto. A dem ás, el constructor Circu lo y la función m iem bro imprime son casi idénticas a la s d e la cla se Punto, ex c ep to que también m anipulan el radio. I-as d em ás ad icion es a la cla se Circulo son lo s datos m iem bro radio y las



Capitulo 9

621

fun cion es m iem bro de tipo prívate eatableceRadio. obtieneRadio. obtieneDiametro, obt ieneCircunf erencia y obtieneArea.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

// Pig. 9.9: pruebaClrculo.cpp // Prueba de la clase Circulo. Vlnclude uslng std::cout; uslng std::endl; uslng std::£lxed; Vlnclude

12

uslng std::setpreclsion;

13 14 15 16 17

Vlnclude "circulo.h"

int main() { Circulo circulo( 37, 43, 2.5 );

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

// crea la instancia del objeto Circulo

// despliega las coordenadas del punto cout << "la coordenada X es " « circulo.obtieneX() << *\nla coordenada Y es " << circulo.obtieneY() << "\nEl radio es " << circulo.obtieneRadio(); circulo.establece!{ 2 ); // establece circulo.estableceY( 2 ); // establece circulo.estableceRadio( 4.25 );// establece

la nueva coordenada x la nueva coordenada y el nuevo radio

// despliega el nuevo valordel punto cout << "\n\nLa nueva posición y el radio del circulo es\n*; circulo.imprime()/ // despliega los valores de punto flotante con dos digitos de precisión cout << fixed << setpreclsion( 2 );

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

// definición de la clase Circulo

// despliega el diámetro del circulo cout << *\nEl diámetro es " « circulo.obtieneDiametro(); // despliega la circunferencia del círculo cout << *\nba circunferencia es " << circulo.obtieneCircunferen cia ( ) ; // despliega el área del círculo cout << "\nEl area es * << circulo.obtieneArea()/ cout << endl; return 0;


} // fin de main

Figura 9.9

Programa d e prueba d e la clase

Circulo. (Parte 1 d e 2.)


622


Capítulo 9

la coordenada X 37 la coordenada Y es 43 SI radio es 2.5 La nueva posición y el radio del circulo Centro ■ [2, 2]; Radio ■ 4.25 SI diámetro es 8.50 La circunferencia es 26.70 SI area es 56.74 Figura 9.9

Programa d e prueba d e la clase

Circulo (Parte 2 d e 2.)

Parece que literalm ente cop iam os el có d ig o de la cla se Punto, q u e pegam os este có d ig o den tro d e la clase Circulo, y q u e d esp u és m od ificam os la cla se Circulo para incluir el radio y las fu n cion es m iem bro que manipulan el radio. Este m étodo d e “copiar y pegar” a m enudo es propenso a errores y muy tardado. Peor aún. puede provocar m uchas cop ias físic a s d el có d ig o existente a tra v és d e un sistem a, y crear una pesadilla para m antener el có d ig o . ¿ E xiste una manera d e “absorber” lo s atributos y el com portam iento de una clase, d e manera que la haga parte de otras cla ses sin tener que duplicar el cód igo? En los sigu ien tes ejem p los, con testam os esa pregunta utilizando un m étodo d e construcción de cla ses m ás elegan te que enfatiza lo s b en eficio s de la herencia.

Jerarquía P u n t o / C i r c u l o utilizando herencia A hora crearem os y probarem os la clase Circulo2 (figuras 9 .1 0 y 9 .1 1 ). la cual hereda lo s datos m iem bro x e y y las fun cion es m iem bro estableceX, obtieneX. estableceY y obtienoY d e la clase Punto (figuras 9 .4 y 9.5). Un objeto de la clase Circulo2 “e s un” Punto (debido a que la herencia absorbe las capacidades de la clase Punto), pero, co m o se ev id en ció en el archivo d e encabezado Circulo2, contiene adem ás el dato m iem bro radio (figura 9 .1 0 , lín ea 2 5 ). Los d o s puntos (:) en la lín ea 8 de la d efin ición de la cla se indica herencia. La palabra reservada public in dica el tip o de herencia. C om o una d a s e derivada (form ada con la herencia public), Circulo2 hereda todos lo s m iem bros de la cla se Punto, ex c ep to por e l constructor. Por lo tanto, lo s ser v ic io s públicos de Circulo2 incluyen el constructor Circulo2 (línea 13); cada clase proporciona su s propios constructores que son esp e cífic o s d e la cla se, e s decir, las fun cion es m iem bro public heredadas por la clase Punto: las fu n cion es m iem bro estableceRadio y obtieneRadio (lí neas 15-16), y las fun cion es m iem bro obtieneDiametro, obtieneCircunf erencia e im prime (lín ea s 18-22). 1 2 3

4

// Fig. 9.10: circulo2.h / / L a clase Circulo2 contiene un par de coordenadas x-y y un radio. iifndef CIRCUL02_H «define CIRCUL02_H

5

6

«include "punto.h"

// definición de la clase Punto

7 8

class Circulo2 : public Punto {

9 10

public:

11 12 13

// constructor predeterminado Circulo2{ int - 0, int - 0, double ■ 0.0 );

Figura 9.10


Circulo2.(Parte 1 d e 2.)



Capitulo 9

14 15 16 17 18 19 20

623

void estableceRadio( double ); // establece el radio double obtieneRadio() const; // devuelve el radio double obtieneDiametroí) const; // devuelve el diámetro double obtieneCircunferenciaO const; // devuelve la circunferencia double obtieneArea() const; // devuelve el área

21 22 23 24 25 26 27 28 29

void imprime() const; private: double radio;

// muestra el objeto Circulo2

// radio de Circulo 2

}; // fin de la clase Circulo2 iendif

Figura 9.10

Archivo d e e n ca b e zo d o de la clase Circulo2. (Parte 2 de 2.)

La figura 9.11 m uestra las im plem en tacion es de las fun cion es m iem bro para la cla se Circulo2. El constructor (lín ea s 10-16) d eb e establecer las coordenadas x-y en un valor esp e cífic o , d e m a nera que las lín eas 12 y 13 intenten asignar directam ente lo s valores d e los parámetros a x y y. El com pilador genera errores d e sintaxis para las líneas 12 y 13 (y para la línea 56. donde la función m iem bro imprime de Circulo2 intenta utilizar lo s valores de x y de y directam ente), d eb ido a que la cla se derivada Circulo2 no está autorizada para acceder a los datos m iem bro private de la cla se base Punto x e y. C om o puede ver, en C ++ se refuerzan d e m anera rígida las restricciones de a cceso a datos m iem bro private, d e manera que in clu so una cla se derivada (la cual está relacio nada de manera cercana con su clase base) no puede acced er a lo s datos private de la cla se base.

1 2 3

// Fig. 9.11* circulo2.cpp // Definición de laa funciones miembro de la clase Circulo2. ffinclude

4

5

using std::cout;

7

finclude ncirculo2.h"

6

// definición de la clase Circulo2

8 9 10

// constructor predeterminado Circulo2*:Circulo2( int valorX, int valorY, double valorRadio )

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

x - valorX; y - valorY; estableceRadio( valorRadio );

// establece radio void Circulo2::estableceRadio( double valorRadio )

20

{

) // fin del constructor Circulo2

21

radio • { valorRadio < 0.0 ? 0.0 s valorRadio );

22 23

} // fin de la función estableceRadio

Rgura 9.11

No es posible a c ce d e r a los datos privados d e la clase base desde una clase derivada. (Parte 1 de 3.)


624

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59


Capítulo 9

// devuelve el radio double Circulo2::obtieneRadio() const { return radio; > // fin de la función obtieneRadio // calcula y devuelve el diámetro double Circulo2::obtieneDiametro() const { return 2 * radio; ) // fin de la función obtieneDiámetro // calcula y devuelve la circunferencia double Circulo2::obtieneCircunferencia() const { return 3.14159 * obtieneDiametro(); ) // fin de la función obtieneCircunferencia // calcula y devuelve el área double Circulo2::obtieneArea() const { return 3.14159 * radio * radio; ) // fin de la función obtieneArea // muestra el objeto Circulo2 void Circulo2«:imprime() const { cout << "Centro ■ [ " « x << ", " « << "; Radio - " << radio;

y << ']'

} // fin de la función imprime

c:\mis documentos\pearson\c ♦♦ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch09\ fig09_10_ll\circletest\circulo2.cpp(12) : error C2248; 'x' : cannot access private mamber declarad in clase 'Punto' ci\mis documentos\pearson\c deitel\cppdeitel_ejemplos\ch09\ fig09_10_ll\circletest\punto.h(20) s see declaration of 'x' c:\mis documentos\pearson\c ♦♦ deitel\cppdeitel_ejampios\ch09\ fig09_10_ll\circletest\circulo2.cpp(13) s error C2248: 'y • : cannot access private mamber declarad in class 'Punto' c:\mis documentos\pearson\c ♦+ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch09\ fig09 ,10_ll\circletest\punto.h(21) i see declaration of 'y' c:\mis documentos\pearson\c +♦ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch09\ fig09_10_ll\circletest\circulo2.cpp(56) : error C2248: 'x' : cannot access private mamber declarad in class 'Punto' c:\mis documentos\pearson\c ♦♦ deitel\cppdeitel_ejemplos\ch09\ fig09_10_ll\circletest\punto.h(20) : see declaration of 'x' (continúa en la siguiente página) Figura 9.11

No es posible a c c e d e r a los datos privados de la clase base desde una clase derivada. (Parte 2 d e 3.)



Capitulo 9

625

c:\mis documentos\pearson\c ♦+ deitel\cppdeltel_ejemplos\ch09\ £ig09_10_ll\circletest\circulo2.cpp(56) t error C2248: 'y' : cennot access prívate member declarad in clase 'Punto' c:\mls documentos\pearson\c ♦♦ deitel\cppdeitel_ejampios\chO9\ £ig09_10_ll\circletest\punto.h(21) ; sea declaration o£ 'y' Rgura 9.11

J e r a rq u ía

No es posible a cce d e r a los datos privados d e la clase base desde una clase derivada. (Parte 3 d e 3.)

Punta/Circulo u tiliz a n d o

datos

protected

Para permitir a la clase Circulo3 acceder directam ente a los datos m iem bro x y y de Punto, p odem os declarar d ich os m iem bros com o protected en la clase base. C o m o exp licam os en la s e c ción 9 .3 , s e puede acced er a lo s m iem bros protected d e la cla se base m ediante m iem bros y friends de la cla se base y por m iem bros y f riends de cualquier cla se derivada d e dicha cla se base. 1.a clase Punto2 (figuras 9 .1 2 y 9 .1 3 ) es una m odificación d e la cla se Punto (figuras 9 .4 y 9 .5 ) que declara lo s datos m iem bro x y y co m o protected (figura 9 .1 2 , líneas 19-21), en lugar de prívate. Aparte de la m odificación del nombre d e la cla se (y, por co n secu en cia, la m o d ifica ción d el nom bre del constructor) a Punto2, las im plcm cn tacion cs de la función m iem bro d e la fi gura 9 .1 3 son idénticas a aquellas d e la figura 9.5.

1 2

// Pig. 9.12: punto2.h // I*a definición de la clase Punto2 representa un par de coordeandaa x-y.

3

«ifndef «define

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21

PUNT02 H PUNT02_H

clase Punto2 { public: Punto2( int « 0, int ■ 0 ); // constructor predeterminado void establece!( int ); // establece x en un par de coordenadas int obtieneXO const; // devuelve x desde el par de coordenadas void estableceY( int ); // establece y en un par de coordenadas int obtieneYO const; // devuelve y desde un par de coordenadas void imprimeO const; protected: int x; int y;

// despliega el objeto Punto2


22 23 24 25

); // fin de la clase Punto2 •endif

Rgura 9.12 1 2 3


Punto2.

// Pig. 9.13: punto2.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase Punto2. «inelude

Rgura 9.13

La clase Punto2 representa un par de coordenadas protected (Parte 1 d e 2.)


x -y c o m o datos

626

4 5

6


using std::cout;

7 8 9 10

// constructor predeterminado Punto2xxPunto2( int valorX, int valorY )

11

<

12 13 14 15 16 17 18 19 20

Capítulo 9

iinclude "punto2.h"

// definición de la clase Punto2

x - valorX; y - valorY; } // fin del constructor Punto2 // establece x en el par de coordenadas void Punto2::estableceX( int valorX ) { x - valorX; // no requiere validación

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

} // fin de la función estableceX // devuelve x desde el par de coordenadas int Punto2ssobtiene!() const { return x; } // fin de la función obtiene! // establece y en un par de coordenadas void Punto2::estableceY( int valorY ) { y - valorY; // no requiere validación } // fin de la función estableceY // devuelve y desde el par de coordenadas int Punto2x:obtieneY() const { return y; ) // fin de la función obtieneY // muestra el objeto Punto2 void Punto2 x ximprime() const { cout << ' [' << x << **, " << y << *]'; } // fin de la función imprime

Figura 9.13

La clase P u n t o 2 representa un par d e coordenadas x-y co m o datos p r o t e c t e d (Parte 2 de 2.)

La clase C i r c u l o 3 (figuras 9.14 y 9.15) e s una m odificación d e la cla se C i r c u l o 2 (figuras 9.10 y 9.11) que hereda de la clase P u n t o 2 , en lugar de la cla se P u n to . D eb id o a que la clase C i r c u l o 3 hereda de la c la se P tin to 2 , lo s ob jetos de la c la s e C i r c u l o 3 pueden a cc ed er á los da to s m iem bro heredados q u e se declararon p r o t e c t e d en la cla se P u n t o 2 (e s decir, lo s datos



Capitulo 9

627

m iem bro x e y). C om o resultado, el com pilador no genera errores cu an do com p ila las d efin icion es del constructor y d e la función m iem bro im p r i m e en la figura 9 .1 5 (lin ca s 10-16 y 5 4 -5 9 , resp ec tivam ente). E sto muestra los p rivilegios esp ecia les que una cla se derivada se gana para acceder a lo s datos miembro p r o t e c t e d de la clase base. L os objetos de una clase derivada también pueden acce der a los m iem bros p r o t e c t e d . en cualquiera de las clases base indirectas de dicha clase derivada.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 9.14: circulo3.h // La clase Circulo3 contiene el par de coordenadas x-y y el radio. iifndef CIRCUli03._H tdefine CIRCUL03_H tinclude "punto2.h,r


class Circulo3 : public Punto2 { public:

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

// constructor predeterminado Circulo3( int - 0, int - 0, double - 0.0 ); void estableceRadio( double ); // establece el radio double obtieneRadio() const; // devuelve el radio double obtieneDiametro() const; double obtieneCircunferencia() const; double obtieneXrea() const; void imprime() const; prívate: double radio;

// despliega el objeto Circulo3

// radio de Circulo3

); // fin de la clase Circulo3 tendif

Figura 9.14

1 2 3

// devuelve diámetro // devuelve la circunferencia // devuelve el área

Archivo d© e n ca b e za d o de la clase c i r c u l o 3 .

// Fig. 9.15: circulo3.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Circulo3. tinclude

4

6

5

using std::cout;

7

tinclude *circulo3.h*


8 9 10

// constructor predeterminado Circulo3::Circulo3( int valorX, int valorY, double valorRadio )

11

(

12

x - valorX;

Figura 9.15

La clase C i r c u l o 3 hereda las propiedades y el com portam iento de la dase P u n to 2 . (Parte 1 d e 2.)


628


13 14 15 16 17 18 19

// establece radio void Circulo3::estableceRadio( double valorRadio )

20

{

21

Capítulo 9

y ■ valorY; astabl«c«Radio( valorRadio ); ) // fin del constructor Circulo3

radio - ( valorRadio < 0.0 ? 0.0 * valorRadio );

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

} // fin de la función estableceRadio // devuelve el radio double Circulo3i:obtieneRadio() const { return radio; ) // fin de la función obtieneRadio // calcula y devuelve el diámetro double Circulo3t:obtieneDiametro() const { return 2 * radio; ) // fin de la función obtieneDiametro // calcula y devuelve la circunferencia double Circulo3::obtieneCircunferencia() const { return 3.14159 * obtieneDiametro() ; > // fin de la función obtieneCircunferencia // calcula y devuelve el área double Circulo3*:obtieneArea() const { return 3.14159 * radio * radio; } // fin de la función obtieneArea // muestra el objeto Circulo3 void Circulo3::imprime() const ( cout << "Centro - [ " << x << ", * << y << 'J' << "; Radio ■ * << radio; } // fin de la función imprime

R g u ra 9.15

La clase C i r c u l o 3 hereda las propiedades y el com portam iento d e la clase P u n to 2 . (Parte 2 d e 2.)

La cla se C i r c u l o 3 no hereda e l constructor d e la cla se P u n to 2 . Sin em bargo, el constructor d e la cla se c i r c u l o 3 (lín eas 10-16) llam a im plícitam ente al constructor d e la cla se P u n to 2 . De hecho, la primera tarea de cualquier constructor de la cla se derivada es llam ar al constructor de la clase directa, ya sea im plícita o explícitam ente. (M ás adelante en esta secció n explicarem os la sinta x is para llamar al constructor d e la cla se base.) Si e l có d ig o no in clu y e una llam ada ex p lícita al con s-



Capitulo 9

629

tructor de la clase base, s e h ace una llamada im plícita al constructor predeterm inado de la cla se base. Aún cuando las lin cas 12 y 13 establecen x c y d e manera exp lícita, el constructor primero llam a al constructor predeterm inado P u n to 2 , e l cual inicializa estos datos m iem bro en sus valores 0 prede term inados. Por lo tanto, cada x e y s e inicial izan dos veces. C orregirem os este problem a de rendi m iento en lo s sigu ien tes ejem plos. La figura 9 .1 6 realiza pruebas idénticas sobre la cla se C i r c u l o 3 co m o las que se hicieron en la figura 9 .9 sobre la d a s e C i r c u l o (figuras 9 .7 y 9 .8 ). O bserve que la salida de los d o s programas es idéntica. C ream os la cla se C i r c u l o sin utilizar herencia, y cream os la cla se C i r c u l o 3 utili zando la herencia; sin em bargo, am bas cla ses proporcionan la m ism a funcionalidad. O bserve q u e el listado de c ó d ig o para la clase C i r c u l o 3 (es decir, lo s archivos de encabezado c im plcm entación), el cual e s de 8 8 líneas, es considerablem ente m ás corto que el listado d e có d ig o para la cla se C i r c u l o , e l cual con tien e 122 líneas, debido a que la cla se C i r c u l o 3 absorbe parte d e su fun cionalidad d esd e P u n t o 2 , m ientras que la cla se C i r c u l o no absorbe funcionalidad alguna. A d e m ás, ahora só lo existe una cop ia de la funcionalidad del punto m encionado en la cla se P u n to 2 . E s to hace al có d ig o más fácil de depurar, m antener y m odificar, debido a que el c ó d ig o relacionado con punto ex iste solam ente en lo s archivos d e las figuras 9 .1 2 y 9 .1 3 .

1 2 3

// Fig. 9.16: pruebaCirculo3.cpp // Prueba de la clase Circulo3. Vinclude

4

5 6 7

uslng std::cout; using std::endl; using std::fixed;

8 9 10 11

•inelude using std::setprecision;

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

tinclude *circulo3.h*


int xaain() { Circuío3 circulo( 37, 43, 2.5 ); // crea la instancia del objeto Circulo3 // despliega las coordenadas del punto cout << *I>a coordenada X es " « circulo.obtiene!() << *\nla coordenada Y es " << cireulo.obtieneY() << "\nEl radio es " << circulo.obtieneRadiot); circulo.estableceX( 2 ); // circulo.estableceY( 2 ); // circulo.estableceRadio( 4.25 );

establece la nueva coordenada x establece la nueva coordenada y // establece el nuevo radio

// despliega el nuevo valor del punto cout << *\n\nLa nueva ubicación y el radio del circulo es\n"; circulo.imprime(); // despliega los valores de punto flotante con 2 dígitos de precisión cout << fixed « setprecision( 2 );

Rgura 9.16

Es posible a c ce d e r a los datos protegidos de la clase base desde una ciase derivada. (Parte 1 de 2.)


630

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48


Capítulo 9

// despliega el diámetro de Circulo3 cout << "\nEl diámetro es " << circulo.obtieneDiametro(); // despliega la circunferencia da Circulo3 cout << "\nl>a circunferencia es " « circulo.obtieneCircunferencia(); // despliega el área de Circulo3 cout << "NnEl area es " « circulo.obtieneArea() / cout << endl; return 0;


) // fin de main

Figura 9.16

Es posible a c ce d e r a los datos protegidos de la clase base desde una clase derivada. (Parte 2 de 2.)

En este ejem plo, declaram os lo s datos m iem bro de la cla se b ase co m o p r o t e c t e d , d e m ane ra q u e la s c la ses derivadas pueden m odificar sus valores d e m anera directa. U tilizar datos m iem bro p r o t e c t e d perm ite increm entar ligeram ente el rendim iento, ya que evitam os la sobrecarga de llam adas a fu n cion es m iem bro esta b lecer y obtener. S in em bargo, d ich o increm ento en el rendi m iento a m enudo es insignificante com parado con lo que lo s com piladores op tim izados pueden hacer. E s m ejor utilizar datos p r í v a t e para reforzar la ingeniería de softw are apropiada. Su c ó d i g o será m ás fácil d e mantener, m odificar y depurar. U tilizar datos m iem bro p r o t e c t e d provoca d o s problem as importantes. Prim ero, el objeto de la cla se derivada no tien e que utilizar una fun ción m iem bro para establecer el valor del dato m iem bro p r o t e c t e d de la cla se base. Por lo tanto, un objeto d e una cla se derivada puede fácilm ente asignar un valor n o válid o al dato m iem bro p r o t e c t e d , y a sí, dejar un objeto en un estado no váli do. Por ejem p lo, si vam os a declarar co m o p r o t e c t e d el d ato m iem bro r a d i o d e C i r c u l o 3 , en ton ces un ob jeto de cla se derivada (por ejem p lo, c i l i n d r o ) puede asignar un valor negativo a r a d i o . El segundo problem a con el uso de datos m iem bro p r o t e c t e d es la probabilidad de que las fun cion es m iem bro se escriban d ep en diend o de la im plem entación d e la cla se base. En la prácti ca , las cla ses derivadas deben depender solam en te d e lo s se rv icio s de la cla se base (e s decir, de las fu n cion es m iem bro no p r i v a t e ) y no de la im plem entación d e la cla se base. C on datos m iem bro

p r o t e c t e d de la clase base, si cam bia la im plem entación de la clase base, podríamos necesitar m o dificar todas las cla ses derivadas de dicha cla se base. Por ejem plo, si por alguna razón m odificam os lo s nom bres d e lo s datos m iem bro x e y a c o o r d e n a d a X y c o o r d e n a d a Y, en to n ces tendría m os que m odificar todas las ocurrencias en las que una clase derivada hiciera referencia directamente a estos datos m iem bro de la cla se base. En tal c a s o , se dice que el softw are e s fr á g il o quebradizo, d eb id o a que un pequeño cam b io en la clase base p uede "romper” la im plem entación d e la cla se de-



Capitulo 9

631

rivada. El programador debe poder m odificar librem ente la im plem entación d e la cla se base, m ien tras ésta proporcione los m ism os se rv icio s a las cla ses derivadas. (P or supuesto, si lo s serv icio s de la cla se base cam bian, d ebem os reim plem entar nuestras c la ses derivadas, pero el buen d iseñ o orien tado a ob jetos intenta evitar esto .)

Observación de ingeniería de software 9.3 Utilizar el especificador de acceso protmatad es apropiado cuando una clase base debe proporcio nar un servicio (es decir, una función miembro) solamente a sus clases derivadas, y no debe propor cionar el servicio a otros clientes.

Observación de ingeniería de software 9.4 Declarar los datos miembro de la clase base como prívate (al contrario de declararlos protected)permite a los programadores modificar la implementación de la clase, sin tener que modificar la implementación de la clase derivada.

Tip para prueba y depuración 9.1 Cuando sea posible, exite incluir los datos miembro proteetmd en la clase base. En su lugar, inclu ya funciones miembro no prívate que accedan a datos miembro prívate, asegurándose de que el objeto mantenga un estado consistente. Jera rq u ía P u n t o / C l r c u l o utiliza n d o datos p r í v e t e Ahora reexam inarem os una v ez m ás nuestro ejem p lo sobre la jerarquía punto/círculo; esta vez, in tentarem os utilizar m ejores prácticas d e ingeniería de softw are. La cla se P u n to 3 (figuras 9 .1 7 y 9 .1 8 ) declara lo s datos m iem bro x e y co m o p r í v a t e (figura 9 .1 7 , líneas 1 9 -21), y ex p o n e la s fun cio n es m iem bro e s t a b l e c e X . o b t i e n e X . e s t a b l e c e Y . o b t i e n e Y e im p r i m e para m ani pular estos valores. En la im plem entación del constructor (figura 9 .1 8 , lín eas 10-15), observe que lo s inicializadorcs de m iem bros se utilizan (línea 11) para especificar lo s valores de los m iem bros x y

y. M ostram os có m o la cla se derivada C i r c u l o 4 (figuras 9 .1 9 y 9 .2 0 ) puede invocar fun cion es m iem bro n o p r í v a t e d é l a cla se b ase ( e s t a b l e c e X , o b t i e n e X . e s t a b l e c e X y o b t i e n e Y ) para manipular estos datos m iem bro.

Observación de ingeniería de software 9.5 Cuando sea posible, utilice las funciones miembro para alterar y obtener los valores de los datos miem bro, incluso si esos valores se pueden modificar de manera directa. Una función miembro establecer puede prevenir intentos de asignar valores inapropiados al dato miembro, y una función miembro ob tener puede ayudar a controlar la presentación de los datos a sus clientes.

Tip de rendimiento 9.1 Utilizar una función miembro para acceder al valor de un dato miembro puede ser ligeramente más lento que acceder directamente al dato. Sin embargo, a menudo es innecesario intentar optimizar pro gramas mediante la referencia directa a los datos, debido a que el compilador optimiza los programas de manera implícita. Los llamados “compiladores optimizados " actuales están diseñados con cuidado para realizar muchas optimizaciones de manera implícita, incluso si el programador no escribe lo que parece ser el código óptimo. Una buena regla es. “No se anticipe al compilador". 1 2 3 4

// Pig. 9.17: punto3.h / / L a definición de la clase Punto 3 representa un par de coordenadas x-y. «ifndef P0NTO3_H «define p u n t o 3_H

5 6

clase Punto3 (

7 Figura 9.17


Punto3. (Parte 1 d e 2.)


632

8 9


Capítulo 9

public: Punto3 ( int - 0, int - 0 ); // constructor predeterminado

10 11 12

void estableceX( int ); // establece x en el par de coordenadas int obtieneXO const; // devuelve x desde el par de coordenadas

13

14 15 16 17 18 19 20 21

void estableceY( int ); // establece y en el par de coordenadas int obtieneYO const; // devuelve y desde el par de coordenadas void imprime() const; private: int x; int y;

// despliega el objeto Punto3


22 23 24 25

>; // fin de la clase Punto3 ffendif

Figura 9.17

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase P u n to 3 . (Parte 2 de 2.)

1 2 3 4 5

// Pig. 9.18: punto3.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Punto3. iinclude

6

using std::cout;

7

iinclude "punto3.h"


8 9 10 11

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

// constructor predeterminado Punto3x:Punto3( int valorX, int valorY ) : x( valorX ), y( valorY ) { // cuerpo vacio ) // fin del constructor Punto3 // establece x en el par de coordenadas void Punto3::establece!( int valorX ) ( x - valorX; // no requiere validación } // fin de la función establece! // devuelve x desde el par de coordenadas int Punto3::obtieneX() const { return x; } // fin de la función obtieneX

H gura 9.18

La clase P u n to 3 utiliza funciones miembro para manipular sus datos p r i v a t e . (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 9

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633

// establece y en el par de coordenadas void Punto3::estableceY( Int valorY ) { y ■ valorY; // no requiere validación } // fin de la función estableceY // devuelve y desde el par de coordenadas int Punto3::obtieneY() const { return y; ) // fin de la función obtieneY // muestra el objeto Punto3 void Punto3:: imprime() const { cout << '[' << obtieneX() << ", " «

obtieneY() <<


Rgura 9.18

La clase Punto3 utiliza funciones miembro para manipular sus datos (Parte 2 d e 2.)

prívate.

La clase Circulo4 (figuras 9 .1 9 y 9 .2 0 ) co n tien e varias m od ificacion es a la im ple m entación de su s fu n cion es m iem bro (figura 9 .2 0 ) que la distinguen d e la cla se Circulo3 (figuras 9 .1 4 y 9.15). E l constructor de la cla se Circulo4 (lín eas 10-15) introduce la sintaxis d el inicializador de clase base (lín ea 11), el cual utiliza un inicializador de m iem bros para pasar lo s argum entos al co n s tructor de la clase base (Punto3). En realidad. C + + requiere un constructor d e la cla se derivada para llamar a su constructor de cla se base para inicializar lo s datos m iem bro d e la cla se base q u e se here dan a la cla se derivada. L a línea 11 lleva a cab o esta tarea, invocando al constructor Punto3 por su nombre. L os valores valorX y valorY s e pasan d esd e el constructor Circulo4 al constructor de Punto3, para inicializar lo s m iem bros x c y de la cla se base. S i el constructor de Circulo no in vocó explícitam ente al constructor Punto, se invocaría im plícitam ente al constructor predeterm i nado Punto con lo s valores predeterm inados para x e y (es decir. 0 y 0). Si la cla se Punto3 no proporcionó un constructor predeterm inado, el com pilador lanzaría un error d e sintaxis.

Error común de programación 9.1 Es un error de sintaxis si el constructor de una clase derivada llama a uno de los constructores de su clase base con argumentos que no coinciden exactamente con el número y los tipos de parámetros es pecificados en una de las definiciones del constructor de la clase base. En la figura 9 .1 5 , en realidad el constructor d e la cla se Circulo3 in icia lizó lo s m iem bros de la clase base x e y d o s veces. Prim ero, el constructor de Punto2 fue llam ado de manera im plícita m ediante lo s valores predeterm inados x c y, en ton ces e l constructor de la cla se circulo3 asignó los valores a x e y en su cuerpo.

1 2

// Fig. 9.19: circulo4.h / / L a clasa Circulo4 contiene un par da coordenadas x-y y un radio.

3

iifndef CIRCUL04_H

4

«defina CIRCUL04„H

Rgura 9.19


circulo4. (Parte 1 de 2.)


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5 6 7 8 o 10 1 111 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29


tinclude "punto3.h"


class Circulo* : public Punto3 { publici // constructor predeterminado Circulo* ( int - 0, int - 0, double - 0 . 0 void estableceRadio( double ); double obtieneRadio() const;

);

// establece el radio // devuelve el radio

double obtieneDiametro() const; // devuelve el diámetro double obtieneCircunferenciaO const; // devuelve la circunferencia double obtieneArea() const; // devuelve el área void imprimeO const; privatei double radio;

// despliega el objeto Circulo*

// radio del Circulo*

}; // fin de la clase Circulo* tendif

Rgura 9.19

1 2 3 4 5

Capítulo 9

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase Circulo4.(Parte 2 d e 2.)

// Fig. 9.20« circulo*.cpp // Definición de las funciones miembro de Circulo*. tinclude using stdiicout;

6 7

tinclude "circulo*.h*

// definición de la clase Circulo*

8 9 10 11

// constructor predeterminado Circulo*::Circulo*( int valorX, int valorY, double valorRadio ) i Punto3( valorX, valorY ) // invoca al constructor de la clase base

12

{

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

estableceRadio( valorRadio ); ) // fin del constructor Circulo* // establece radio void Circulo*::estableceRadio( double valorRadio ) { radio - ( valorRadio < 0.0 ? 0.0 ; valorRadio ); } // fin de la función estableceRadio

Hgura 9.20

La clase Circulo* hereda las propiedades y el com portam iento d e la clase Punto3, la cual no proporciona datos protected (Parte 1 de 2.)



Capitulo 9

24 25 26 27 28 29 30 31 32

// devuelve el radio double Circulo*::obtieneRadio<) conet { return radio;

33

{

34

635

) // fin de la función obtieneRadio // calcula y devuelve el diámetro double Circulo*::obtieneDiametro() conet return 2 * obtieneRadio();

35

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

} // fin de la función obtieneDiametro // calcula y devuelve la circunferencia double Circulo*::obtieneCircunferencia() conet { return 3.1*159 * obtieneDiametro(); } // fin de la función obtieneCircunferencia // calcula y devuelve el área double Circulo*::obtieneArea() conet { return 3.1*159 * obtieneRadio() * obtieneRadio(); } // fin de la función obtieneArea // muestra el objeto Circulo* void Circulo*:: imprime() conet { cout << "Centro ■ Punto3 :: imprime () ; // invoca a la función imprime de Punto3 cout << *; Radio ■ " « obtieneRadio ();

58

59


Rgura 9.20

La clase circulo* hereda las propiedades y el com portam iento de la clase Funto3. la cual no proporciona datos protected. (Parte 2 d e 2.)

Tip de rendimiento 9.2 &

En el constructor de la clase derivada, inicializar los objetos miembro e invocar a los constructores de la clase base en la lista de inicialización de miembros puede evitar la inicialización doble en la que se invoca a un constructor predeterminado, entonces los datos miembro se modifican de nuevo en el cuer po del constructor de la clase derivada.

A dem ás d e lo s cam b ios que ya exp licam os, las fun cion es m iem bro obtieneDiametro (fig u ra 9 .2 0 , lín ea s 3 2 -3 6 ), obtieneArea (lín eas 4 6 -5 0 ) e imprime (lín eas 5 3 -59), invocan a la función m iem bro obtieneRadio para obtener el valor d el radio, e n lugar de acced er al radio de m anera directa. Si d ecid im os renombrar el dato m iem bro radio, solam ente lo s cuerpos de las funciones estableeeRadio y obtieneRadio necesitarán cambiar. La función imprime de la cla se Circulo* (figura 9 .2 0 , lín ea s 5 3 -5 9 ) rcdcfinc la función m iem bro imprime d e la clase Punto3 (figura 9 .1 8 , líneas 4 6 -5 0 ). La versión Circulo* de la clase d esp liega los datos m iem bro private de x e y para la cla se Punto3 m ediante la llam ada a la función imprime de la clase base Punto3 con la expresión Punto3: :imprime ( ) (línea 5 6).


636


Capítulo 9

O bserve la sintaxis utilizada para invocar a una función m iem bro d e una cla se redefinida d esd e una cla se derivada; co lo q u e el nombre de la cla se base y el operador binario de resolu ción de alcance ( : *) antes d el nom bre d e la función m iem bro de la cla se base. Esta in vocación a la función m iem bro de la clase base e s una buena práctica de ingeniería d e softw are: recuerde que la observación Je

ingeniería J e softw are 6.19 estab leció que, si la función m iem bro d e un ob jeto realiza las acciones necesitadas por otro objeto, llam e a esa función m iem bro en lugar de duplicar el cuerpo d e su c ó d i g o. A l hacer que la función imprime de Circulo4 invoque a la función imprime de Punto3 para realizar parte de la tarea de im prim ir e l objeto Circulo4 (e s decir, para d esplegar lo s valores d e las coordenadas jc c y ), evitam os duplicar e l có d ig o , y reducim os los problem as relacionados con e l m antenim iento d e cód igo.

__

Error común de programación 9.2

/•«i» Cuando la función miembro de una clase base se redefine como una clase derivada, la versión de la u ^ í —J clase derivada a menudo invoca a la versión de la clase base para hacer trabajo adicional, l a falla en

el uso de la referencia t : (prefijo que acompaña al nombre de la clase base) cuando se aplica a la fu n ción miembro de la clase base provoca una recursividad infinita, debido a que la función miembro de la clase derivada se llamaría a si misma.

Error común de programación 9.3 Incluir una función miembro de una clase base con una firm a diferente en la clase derivada oculta la versión de la clase base de la función. Intentar invocar a la clase base a través de la interfaz p u b l l c de la clase derivada del objeto de la clase, provoca errores de compilación. La figura 9 . 2 1realiza m anipulaciones idénticas e n un ob jeto Circulo4 co m o lo h izo en la s fi gura 9 .9 y 9 . 16 sobre los ob jetos d e cla ses Circulo y Circulo3, respectivam ente. Aunque cada cla se “círculo” se com porta d e manera idéntica, la cla se Circulo4 e s la que cuenta con la mejor ingeniería. M ediante el uso de la herencia, h em os construido eficien te y efectivam ente construido una clase con buena ingeniería.

1 2 3

// Fig. 9.21: pruebaCirculo*.cpp // Prueba de la clase Circulo*. tinclude

4 5 6 7

using std::cout; using std::endl; using stdtifixed;

8 9 10 11

#inelude

12

using std:tsetprecision;

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

tinclude "circulo*.h"

// definición de la clase Circulo*

int main() ( Circulo* circulo( 37, 43, 2.5 ); // crea la instancia del objeto Circulo*

Figura 9.21

// despliega las coordenadas del punto cout << "La coordenada X es " « circulo.obtieneX() << "\nLa coordenada Y es * << circulo.obtieneY() << "\nEl radio es " « circulo.obtieneRadio(); Los datos private de la clase base son accesibles a la clase derivada mediante una función miembro public o protected heredada por la clase derivada. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 9

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637

circulo.establece!( 2 ); // establece la nueva coordenada x circulo.estableceYf 2 )/ // establece la nueva coordenada y circulo.estableceRadiof 4.25 ); // establece el nuevo radio // despliega el nuevo valor de circulo cout << *\n\nLa nueva ubicación y el radio del circulo es\n"; circulo.imprime(); // despliega los valores en punto flotante con 2 dígitos de precisión c o u t << f i x e d « s e t p r e c i s i o n ( 2 ); // d e s p l i e g a e l d i á m e t r o d e C i r c u l o á c o u t << * \ n E l d i á m e t r o e s " « c i r c u l o . o b t i e n e D i a m e t r o ( ); // d e s p l i e g a l a c i r c u n f e r e n c i a d e C i r c u l o á cout « w \nLa c i r c u n f e r e n c i a es " « c i r c u l o . o b t i e n e C i r c u n f e r e n c i a (); // d e s p l i e g a e l á r e a d e C i r c u l o á c o u t << * \ n E l a r e a e s * << c i r c u l o . o b t i e n e A r e a ();

cout << endl; return

0;

//

indica

terminación

exitosa

) // fin de main

La coordenada X es 37 La coordenada Y es 43 El radio es 2.5 La nueva ubicación y el radio del circulo es Centro - [2, 2]; Radio • 4.25 El diámetro es 8.50 La circunferencia es 26.70 El area es 56.74 R g u ra 9.21

Los d a to s p r í v a t e d e la c la s e b a se son a c c e s ib le s a la c la se d e riv a d a m e d ian te u n a fu n ció n m iem bro p u b l i c o p r o t e c t e d h e re d a d a p o r la c la s e d e riv a d a . (P a rte 2 d e 2 .)

9.5 Ejemplo práctico: jerarquía de herencia de tres niveles C onsiderem os ahora un ejem p lo m ás im portante de herencia que relaciona una jerarquía punto/círculo-cilindro. En la secció n 9 .4 desarrollam os las cla ses P u n t o 3 (figuras 9 .1 7 y 9 .1 8 ) y C i r c u l o á (figuras 9 .1 9 y 9.2 0 ). A hora, presentam os un ejem plo en el cual derivam os la cla se C i l i n d r o a partir d e la clase C i r c u l o 4 . La primera clase que utilizam os en nuestro ejem plo práctico e s la clase P u n to 3 (figuras 9.17 y 9.18). D eclaram os lo s datos m iem bro d e P u n to 3 co m o p r i v a t e . La clase P u n to 3 también con tie ne las funciones miembro e s t a b l e c e X . o b t i e n e X . e s t a b l e c e Y y o b t i e n e Y para acceder a x y y . y la función miembro im p r im e para desplegar el par d e coordenadas x-y en la salida estándar. Tam bién utilizam os la clase c i r c u l o á (figuras 9 .1 9 y 9 .2 0 ), la cual hereda las propiedades y el com portam iento de la clase P u n to 3 . La cla se c i r e u l o á con tien e la funcionalidad de la cla se P u n to 3 y proporciona la función m iem bro e s t a b l e c e R a d i o . lo cual garantiza que el dato


638

ftogramación orientada a objetos: herencia

Capítulo 9

m iem bro radio no pueda contener un valor negativo, y que las fun cion es m iem bro obtieneRadio. obtieneDiametro, obtieneCircunfareneia, obtieneArea c imprima tam po c o lo tengan. Las cla ses derivadas de la cla se Circulo4 (ta les co m o la cla se Cilindro) deben redefinir estas fu n cion es m iem bro con form e se a necesario, para proporcionar una ¡m plem entación esp ecífica a la cla se derivada. Por ejem p lo, un círcu lo tien e un área q u e se ca lcu la m ediante la fórm u la, ra2, en la cual r representa el radio del círculo. Sin em bargo, un cilindro tiene un área d e super ficie que s e calcula m ediante la form ula, (2 jo-2) + (2/crh), en la cual r representa el radio d el cilindro y h representa la altura d el cilindro. Por lo tanto, la cla se Cilindro debe redefinir la función m iem bro obtieneArea para incluir e ste cálcu lo. Las figuras 9 .2 2 y 9 .2 3 presentan la cla se Cilindro, la cual hereda las propiedades y el c o m portam iento de la clase Circulo4. El archivo d e en cab ezado Cilindro (figura 9 .2 2 ) especifica que un Cilindro con tien e una altura (lín ea 2 3 ) y esp ecifica lo s serv icio s public de la clase Cilindro, lo s cu ales incluyen las fu n cion es m iem bro (lín ea 8) estableceRadio. obtiene-

Radio, obtieneDiametro. obtieneCircunferencia. obtieneArea c imprime: las fun cion es m iem bro heredadas d e m anera indirecta de Punto3, estableceX. obtienex. estableceY y obtieneY; el constructor Cilindro (lín ea 13); y la s fun cion es m iem bro de Cilindro estableceAltura. obtieneAltura. obtieneArea. obtieneVolumen c imprime (lín eas 15-20). Las fun cion es m iem bro obtieneArea e imprime redefinen a las fun c io n e s m iem bro con lo s m ism os nom bres que se heredan d esd e la cla se Circulo4. La figura 9 .2 3 muestra la im plem entación d e la s fu n cio n es m iem bro de la cla se Cilindro. La función m iem bro obtieneArea (lín eas 3 3 -3 8 ) redefine la función m iem bro obtieneArea de la cla se Circulo4 para calcular el área. La función m iem bro imprime (lín eas 4 8 -5 3 ) rcdefinc la 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 9.22: cilindro.h / / L a clase Cilindro hereda las propiedades y el comportamiento de la clase Circulo4. iifndef

CILINDRO_H

«define CILINDRO_H «inelude "circuloá.h"


clase Cilindro i public Circulo4 { public:

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Rgura

// constructor predeterminado Cilindro! int - 0, int - 0, double - 0.0, double - 0.0 ); void estableceAltura( double );// establece la altura del Cilindro double obtieneAltura!) const; // devuelve la altura del Cilindro double obtieneArea!) const; // devuelve el área del Cilindro double obtieneVolumen() const; // devuelve el volumen del Cilindro void imprime!) const; // despliega el Cilindro private: double altura;

// altura del Cilindro

); // fin de la clase Cilindro «endif 9.22

A rchivo d e e n c a b e z a d o d e la c la s e Cilindro.



Capitulo 9

639

función m iem bro imprime d e la clase Circuío4 para desplegar la presentación del texto d el cilindro a la salida estándar. La cla se Cilindro incluye ad em ás la función m iem bro obtienevolumen (lín ea s 4 1 -4 5 ) para calcular el volu m en d el cilindro. La figura 9 .2 4 es una aplicación PruebaCilindro que prueba la cla se Cilindro. 1.a línea 18 crea una instancia del objeto Cilindro llam ada cilindro. Las líneas 21 a 24 utilizan las

1 2 3 4 5

// Fig. 9.23: cilindro.cpp / / L a clase Cilindro hereda las propiedades y el comportamiento de la clase Circulo!. iinclude using std::cout;

Ó

7

tinclude "cilindro.h"

// definición de la clase Cilindro

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// constructor predeterminado Cilindro::Cilindro( int valorX, int valorY, double valorRadio, double valorAltura ) : Circulo!( valorX, valorY, valorRadio ) { estableceAltura( valorAltura )j

20

{

21

} // fin del constructor Cilindro // establece la altura del Cilindro void Cilindro::estableceAltura( double valorAltura ) altura - ( valorAltura < 0.0 ? 0.0 : valorAltura );

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

) // fin de la función estableceAltura // obtiene la altura del Cilindro double Cilindro::obtieneAltura() const { return altura; > // fin de la función obtieneAltura // redefine la función obtieneArea de Circulo! para calcular el área del Cilindro double Cilindro::obtieneArea() const { return 2 * Circulo!::obtieneArea() ♦ obtieneCircunferencia() * obtieneAltura(); ) // fin de la función obtieneArea // calcula el volumen del Cilindro double Cilindro::obtieneVolumen() const { return Circulo!::obtieneArea() * obtieneAltura(); } // fin de la función obtieneVolumen

Rgura 9.23

La c la se Cilindro h e re d a las p ro p ie d ad e s y e l co m p o rtam ien to d e la c la se Circulo! y red efln e a la fu n ció n m iem bro obtieneArea. (P a rte 1 d e 2 .)


640

47 43 49 50 51 52 53


Capítulo 9

// muestra el objeto Cilindro void Cilindro::imprime() const { Circulo*::imprime(); cout << Altura ■ " « obtieneAltura (); > // fin de la función imprime

Figura 9.23

La c la se Cilindro h e re d a las p ro p ie d ad e s y e l co m p o rtam ien to d e la c la se Circulo* y red e fln e a la fu n ció n m iem bro obtieneArea. (P a rte 2 d e 2.)

fun cion es m iem bro obtieneX. obtieneY y obtieneAltura de cilindro para obtener inform ación acerca de éste, debido a que PruebaCilindro no puede hacer referencia a lo s datos m iem bro prívate de la cla se Cilindro de m anera directa. L as líneas 26 a 29 utilizan las fun cio n es m iem bro privadas estableceX, estableceY. estableceRadio y estableceAltu ra para restablecer las coordenadas x -y d el cilindro (asum im os q u e las coordenadas x -y especifican la p osición del centro de su fondo en el plano x -y ), el radio y la altura. La cla se Cilindro puede utilizar establecoX, obtieneY, estableceY y obtieneY de la cla se Punto3 d eb ido a que la cla se Cilindro las hereda de la cla se Punto3. (La cla se Cilindro hereda las fun cion es m iem bro estableceX, obtienex, estableceY y obtieneY directam ente desde la clase Circulo*, la cual las hereda directam ente d esd e la cla se Punto3.) La línea 33 invoca a la fun ció n m iem bro imprime d e cilindro para desplegar la representación en texto d el objeto

cilindro. L as líneas 3 9 y 4 3 invocan a las fu n cion es m iem bro obtieneDiametro y obtieneCircunf erencia del ob jeto Cilindro: d eb ido a que la clase Cilindro hereda estas fun c io n e s de la d a s e Circulo*, estas fun cion es m iem bro se invocan exactam ente co m o s e definieron en Circulo*. Las lín eas 4 6 y 4 9 invocan a las fun cion es m iem bro obtieneArea y obtieneVolumen para determinar e l área y el volum en del cilindro. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Pig. 9.24: pruebaCilindro.cpp // Prueba de la clase Cilindro. tinclude using std::cout; using std::endl; using std::fixed; tin c lu d e

10 11

using std: :setprecision;

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

tin c lu d e " c ilin d r o .h w

/ / d e f in i c ió n de l a c la s e C ilin d r o

int main() { // crea la instancia del objeto Cilindro Cilindro cilindro( 1 2 , 2 3 , 2 . 5 , 5 . 7 ); // despliega las coordenadas del punto cout << "La coordenada X es " « cilindro.obtieneX() << "\nLa coordenada Y es " << cilindro, obtiene Y ()

Figura 9.24

Program a d e p ru e b a d e la je ra rq u ía Punto/Circulo/Cilindro (P a rte 1 d e 2 .)



Capitulo 9

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

641

<< *\nKl radio es " « cilindro.obtieneRadio() << "\nLa altura es " « cilindro.obtieneAltura(); c ilin d r o .e s ta b le c e X ( c i lin d r o .e s ta b le c e Y (

2 2

);

//

e s ta b le c e

la

nueva coordenada x

);

//

e s ta b le c e

la

nueva coordenada

c i lin d r o .e s ta b le c e R a d io ( c i l i n d r o .e s t a b l e c e A l t u r a (

4.25 10

); );

//

e s ta b le c e e l nuevo

r a d io

//

e s ta b le c e l a nueva

a ltu ra

// despliega el nuevo valor del cilindro << *\n\nLa nueva p o sic ió n y e l r a d io

cout

del c irc u lo

es

y

\n*;

c ilin d ro .im p rim e ( ) ;

// despliega valores de punto flotante con 2 digitos de precisión cout << fixed << setprecision( 2 ); // despliega el diámetro del cilindro cout

//

<< * \n \n E l

d e sp lie g a

cout

la

diámetro

es

"

<< c ilin d ro .o b tie n e D ia m e tro <) ;

c irc u n f e r e n c ia

<< *\nl*ac irc u n fe re n c ia

del

es

c ilin d ro

*

<< c i l i n d r o .o b tie n e C i r c u n f e r e n c ia ( );

// despliega el área del cilindro cout

<< *\nEl

a re a

es

*

<< c i l i n d r o .o b t ien eA rea();

// despliega el volumen del cilindro cout

<< *\nKl

volumen

es

" «

cilin d ro .o b tien eV o lu m en () ;

cout << endl; re tu r n

)

//

Figura 9.24

f in

0; de

//

in d ic a term inación

e x ito s a

main

Programa d e prueba d e la jerarquía (Parte 2 de 2.)

Punto/Circulo/Cilindro

A l utilizar el ejem plo punto/círculo/cilindro, m ostram os el uso y lo s b en eficios d e la herencia. F uim os cap aces d e desarrollar la s c la se s

Circulo4 y Cilindro m ás rápidamente m ediante el

uso d e la herencia, de lo que hubiéram os sid o cap aces desarrollando estas c la ses “d esd e cero”. La herencia evita la d up licación d e có d ig o y su s problem as de m antenim iento asociados.


642


Capítulo 9

9 .6 C o n s t r u c t o r e s , d e s t r u c t o r e s y c l a s e s d e r i v a d a s C o m o exp licam os en la sección anterior, la creación d e una instancia de un ob jeto de cla se derivada com ien za una cad en a d e llam adas a constructores, en la cual el constructor de la cla se derivada, an tes d e realizar su s propias tareas, invoca a los constructores d e su clase base de manera explícita o im plícita. D e manera sim ilar, si la cla se base fuera derivada de otra cla se, sería necesario que el c o n s tructor d e la clase base invocara al constructor de la sigu iente clase arriba de la jerarquía, y a sí su cesivam ente. El últim o constructor llam ado en la cadena se d efin e en la cla se que s e encuentra en la base de la jerarquía de herencia (por ejem p lo, la cla se Punto3, en la jerarquía Punto3/Circu-

lo4 /Cilindro), cuyo cuerpo e n realidad termina prim ero su ejecución. El cuerpo del constructor d e la clase derivada original termina su ejecu ción al últim o. Cada constructor de cla se base inicializa lo s datos m iem bro de la clase base que hereda el ob jeto d e la cla se derivada. Por ejem p lo, con sid ere nuevam ente la jerarquía Punto3/Circulo4/Cilindro de las figuras 9 .1 8 , 9 .2 0 y 9 .2 3 . C uando un programa crea un objeto Cilindro, se in voca al constructor Cilindro. D icho constructor llam a al constructor de Circulo4, el cual a su v e z llam a al con stru ctor d e Punto3. El constructor Punto3 inicializa las coordenadas x-y del objeto Cilindro. Cuando el constructor d e Punto3 com p leta la ejecu ción , d ev u elv e el control al constructor de Circulo4, el cual in iciali za el radio del objeto cilindro. Cuando el constructor de Circulo4 termina su ejecución, d evu el v e el control al constructor d e Cilindro, el cual in icializa la altura d el objeto Cilindro. Observoción de ingeniería de software 9.6 Cuando un programa crea un objeto de una clase derivada, el constructor de la clase derivada invoca inmediatamente al constructor de la clase base, el cuerpo del constructor de la clase base se ejecuta, y luego se ejecuta el cuerpo del constructor de la clase derivada. C uando se destruye un ob jeto de la clase derivada, el programa en ton ces llam a al destructor de dicho objeto. E sto com ien za una cadena de llam adas a los destructores, en la cual el destructor de la clase derivada y los destructores de la clase base directa y de las cla ses base indirectas s e ejecutan en el orden inverso al que se ejecutaron los constructores. C uando se in voca al destructor d e un ob je to de la clase derivada, el destructor realiza su tarea, y entonces in voca al destructor de la sigu ien te cla se base en la jerarquía. Este p roceso se repite hasta que se invoca al destructor de la cla se base final, hasta arriba de la jerarquía. E ntonces, lo s objetos s e elim inan d e la m em oria.

Observación de ingeniería de software 9.7 Suponga que creamos un objeto de una clase derivada, en donde tanto la clase base como la clase de rivada contienen objetos de otras clases. Cuando se crea un objeto de esa dase derivada, primero se ejecutan los constructores de los objetos miembro de la clase base, después se ejecuta el constructor de la clase base, posteriormente se ejecutan los constructores de los objetos miembro de la clase deri vada, y al final se ejecutan los constructores de la clase derivada. Los destructores se invocan en el or den inverso en el que se ejecuUm sus constructores correspondientes. Los constructores, destructores y operadores d e asignación de la cla se base no se heredan a las c la ses derivadas. Sin em bargo, lo s constructores de las cla ses derivadas y lo s operadores de asigna ció n tam bién pueden ser constructores d e la cla se base y operadores d e asign ación. N uestro sigu ien te ejem p lo revisa nuevam ente la jerarquía punto/círculo y define la clase Punto4 (figuras 9.2 5 y 9 .2 6 ) y la clase Circulo5 (figuras 9 .2 7 y 9 .2 8 ), las cu ales contienen construc tores y destructores que im prim en un m ensaje cu an do son invocados. La cla se Punto4 (figuras 9.2 5 y 9 .2 6 ) contienen las características d e la cla se Plinto (figuras 9 .4 y 9.5). M od ificam os el constructor (lín eas 11-18 d e la figura 9 .2 6 ) e in clu im os un destructor (lín ea s 21-27); tanto el constructor co m o el destructor muestran una línea d e texto cuando se les invoca.



Capitulo 9

1

//

F ig .

2

//

La dafluición da l a

9.25:

punto*.h

3 4 5

• ifn d e f

PONTO*_H

•d e f in a

PONTO*_H

6

c la s s

Punto*

643

claaa Punto* representa a un par da coordenadas x-y.

{

7 8

p u b lic :

9

Punto* (

10 11 12

21

A "9 5

6 7 / 8 o 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

in t

■ 0

);

//

c o n s tr u c to r

//

e s ta b le c e

//

devuelve

void estableceY ( int ); int obtieneYO ccnst;

//

e s ta b le c e

//

devuelve y

void

//

d e sp lie g a

e s ta b le c e ! ( obtieneXO

imprimeO

in t

);

cc n st;

co n st;

x x

predeterminado

en un p a r desde

y

el

en un p a r desde

el

el

o b je to

de

par

de

par

coordenadas de

coordendas

coordenadas de

coordendas

Punto3

p r iv a te :

};

in t

x;

//

p a rte

x

del

p ar

de

coordenadas

in t

y;

//

p a rte

y

del

p ar

de

coordenadas

//

f in

de

la

c la s e

Punto*

iendif

Rgura 9.25

1 2 3

0,

d e s tr u c to r

in t

22 23 24 25 26

-

//

void

13 14 15 16 17 18 19

20

in t

-Plinto* () ;

Archivo d e e n ca b e za d o de la clase Punto*

//

Fig.

//

D efinición

•in e lu d e

9.26:

punto*.cpp de

using

s td : s c o u t;

using

s t d : : e n d l;

•in e lu d e

//

c o n s tru c to r

x(

funciones

"punto*.h"

miembro

de

Punto*.

valorX

//

d e f in ic ió n

de

la

c la s e

Punto*

predeterminado

Punto*: : Punto*( :

la s

in t ),

valorX,

y(

in t

valorY

valorY

)

)

{ cout

<< " c o n s tr u c to r

de

Punto*:

*>

imprimeO 7 cout

} //

//

f in

<< endl;

del

c o n s tru c to r

Punto*

d e s tr u c to r

Punto*: : -Punto*() { cout

Rgura 9.26

<< " d e s tr u c to r

de

Punto*:

"j

La clase base Punto* contiene un constructor y un destructor. (Parte 1 d e 2.)


644

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62


Capítulo 9

imprima () ; cout << andl; } // fin dal destructor Punto* // establece a x en al par de coordenadas void Punto*i:establece!( int valorX ) { x ■ valorX; // no requiere validación ) // fin de la función estableceX // devuelve x desde el par de coordenadas int Punto*:;obtieneX() const { return x; } // fin de la función obtieneX // establece a y en el par de coordenadas void Punto*::estableceY( int valorY ) { y - valorY; // no requiere validación ) // fin de la función estableceY // devuelve y desde el par de coordenadas int Punto*:xobtieneY() const { return y; > // fin de la función obtieneY // maestra el objeto Punto* void Punto*::imprime() const { cout << '[' << obtieneX() <<

"

«

obtieneYO

<< »]';


Figura 9.26

La clase base Pronto* contiene un constructor y un destructor. (Parte 2 d e 2.)

La cla se C i r c u i o s (figuras 9.2 7 y 9 .2 8 ) con tien e características de la cla se C i r c u l o * (figu ras 9 .1 9 y 9.20). M od ificam os el constructor (lín eas 11 -20 de la figura 9 .2 8 ) e in clu im os un destruc tor (lín eas 2 3 -2 9 ), cada uno d e lo s cu ales muestra una línea de texto al invocarlos.

1

2 3

4

// Piq. 9.27: circulo5.h // La definición de la clase Circulo5 contiene un par da coordenadas x-y y un radio. üfndef C1RCUL05_H •define CIRCUL05_H

Figura 9.27

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase C i r c u l o 5 . (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 9

645

5

6 7 8 9 10

finelude "punto*.h"

// definición de le clase Punto*

class Circuios : public Punto* { public:

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

// constructor predeterminado Circulo5( int ■ 0, int - 0, double - 0.0 );

21

double obtieneXrea{) const;

~Circulo5(); void estableceRadio( double ); double obtieneRadio() const;

// destructor // establece el radio // devuelve el radio

double obtieneDiametro() const; double obtieneCircunferencia() const;

// //

devuelve diámetro devuelve la circunferencia // devuelve el área

22 23 24 25 26 27 28 29 30

void imprime() const; prívate: double radio;

13 14 15 16 17 18 19 20

// radio de Circuios

); // fin de la clase Circulo5 iendif

figura 9.27

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

// despliega el objeto Circulo5

Archivo d e e n ca b e za d o de la clase Circulo5. (Parte 2 de 2.)

// Fig. 9.28: circulo5.cpp // Definición de las funciones miembro de la clase Circulo. finclude using std::cout; using std::endl; #include "circulo5.h"


// constructor predeterminado CirculoS::Circulo5( int valorX, int valorY, double valorRadio ) : Punto*( valorX, valorY ) // llama al constructor de la clase base ( estableceRadio(valorRadio ); cout << "constructor deCirculo5: " i imprime {) ; cout << endl; } // fin del constructor Circulo5

figura 9.28

La clase Circuios hereda las propiedades y el com portam iento de la clase Punto*. (Parte 1 d e 2.)


646


Capítulo 9

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

68

69 70 71 72 73

// destructor Circuios::-Circuios() <

cout << "destructor de Circulo5: *; imprime(); cout << endl; } // fin del destructor Circuío5 // establece el radio void CirculoSt:estableceRadio( double valorRadio ) { radio - ( valorRadio < 0.0 ? 0.0 : valorRadio ); } // fin de la función estableceRadio // devuelve el radio double Circulo5::obtieneRadio() const { return radio; ) // fin de la función obtieneRadio // calcula y devuelve el diámetro double Circulo5::obtieneDiametro() const { return 2 * obtieneRadio(); ) // fin de la función obtieneDiametro // calcula y devuelve la circunferencia double Circulo5::obtieneCircunferencia() const { return 3.14159 * obtieneDiametro() ; } // fin de la función obtieneCircunferencia // calcula y devuelve el área double CirculoS::obtieneArea() const { return 3.14159 * obtieneRadio() * obtieneRadio(); } // fin de la función obtieneArea // muestra el objeto Circulo5 void Circulo5::imprime() const {

cout << "Centro ■ *; Punto4:: imprime () ; // invoca a la función imprime de Punto4 cout << "> Radio ■ * << obtieneRadio(); } // fin de la función imprime

Figura 9.28

La ciase Circulo5 hereda las propiedades y el com portam iento d e la clase Punto4 (Parte 2 d e 2.)



Capitulo 9

647

La figura 9 .2 9 dem uestra el orden en el que lo s objetos d e las cla ses que son parte de una jerar quía d e herencia invocan a lo s constructores y a lo s destructores. La función main (lín ea s 11 -29) c o m ienza con la creación d e la instancia de un objeto Punto4 (línea 15) en un bloque separado dentro de main (líneas 13-17). Fl objeto entra y sale de alcance d e inm ediato (el final del bloque se alcanza tan pronto co m o se crea el ob jeto), de manera que se invoca tanto al constructor co m o al destructor

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 9.29x fig09_29.cpp // Despliega al orden en el que se invocan a los constructores // de las clases base y de las clases derivadas. finclude using stdxxcout; using stdxxendl;

8

9

finclude "circuios.h"

// definición de la clase Circuios

10 11

int xoain()

12

{

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

( // comienza nuevo alcance Punto! punto! 11, 22 ); ) // fin de alcance cout << endl; Circuios circuloM 72, 29, 4.5 cout << endl; Circuios circulo2( 5, 5, 10 )> cout << endl; return 0;


) // fin de main


648

de


Capítulo 9

Punto4. A continuación, la línea 2 0 crea la instancia circulol del ob jeto Circulo5. Esto

invoca al constructor Punto* para realizar la salida d e valores pasados desde el constructor Circu ios. después realiza la salida especificada en el constructor Circuios. Posteriorm ente, la lín ea 23 crea la instancia d el objeto circulo2 del objeto Circulo5. D e nuevo, se invocan los constructores Punto* y Circuios. Observe que, en cada caso, el cuerpo del constructor Punto* s e ejecuta an tes de que se ejecute el cuerpo del constructor Circuios. Cuando se alcanza el final de main, los objetos circulol y circulo2 llaman a lo s destructores. Pero, debido a que lo s destructores se invocan en el orden inverso al de sus constructores correspondientes, el destructor Circuios y el d es tructor Punto* son invocados (en e se orden) para e l objeto circulo2 y luego el destructor Circu ios y el destructor Punto* son invocados (en e se orden) para el objeto circulol.

9.7 Relaciones “Usa un” y “C o n o c e a ” L a herencia y la com p osición prom ueven la reutilización d e softw are m ediante la creación de clases que aprovechan la funcionalidad y los datos definidos en cla ses existentes. Existen otras form as de utilizar lo s se rv icio s de las clases. Aunque un ob jeto persona no e s un autom óvil y un ob jeto perso na n o con tien e un au tom óvil, un objeto persona ciertam ente usa un autom óvil. Una función usa un o b jeto sim p lem en te m ediante la llamada a una función m iem bro no prívate d e d ich o objeto, usan d o un apuntador, una referencia o el m ism o nom bre d el objeto. Un objeto puede estar consciente de otro objeto. C on frecuencia, las redes de con ocim ien to tienen dichas relaciones. Un objeto puede contener un manipulador de objeto o un m anipulador de referencia hacia otro ob jeto para ser con scien te de d ich o objeto. En este ca so , se d ice q u e un objeto tiene una relación conoce a con otro objeto; a v e c e s a esto s e le llam a asociación.

9.8 Herencia public, protected y private Cuando se deriva una clase de una clase base, la clase base podría heredar a través de herencia public, protected o private. El uso d e la herencia protected y private e s raro y deben utilizar s e con m ucho cuidado; por lo general, en este libro utilizam os la herencia public. (E l cap ítulo 17 m uestra la herencia private co m o una alternativa a la co m p o sició n .) La figura 9 .3 0 resum e, para cada tipo d e herencia, la accesibilid ad de los m iem bros de la clase base en una cla se derivada. La primera colum na con tien e los esp ecificad ores de a cceso a los m iem bros de la cla se b ase. C uando una cla se se deriva d e una clase base public, los m iem bros public de la clase base s e convierten en m iem bros public de la cla se derivada, y lo s m iem bros protected d e la clase base se convierten en m iem bros protected de la clase derivada. L os m iem bros private de la cla s e base nunca están accesib les d e m anera directa d esd e la cla se derivada, pero se puede acceder a e llo s a través de llam adas a lo s m iem bros public y protected de la cla se base. C uando una clase se deriva d e una clase base protected. lo s m iem bros public y protec ted se convierten en m iem bros protected de la cla se derivada. C uando s e deriva de una clase base private, lo s m iem bros public y protected d e la cla se base se convierten en m iem bros private (por ejem p lo, las fun cion es se convierten en fun cion es de utilidad) de la cla se derivada. L as herencias private y protected no son relaciones es-un.

9.9 Ingeniería de software co n herencia En esta se cció n , exp licam os e l uso de la herencia para personalizar el softw are existente. Cuando uti lizam os la herencia para crear una nueva clase a partir de una existen te, la nueva cla se hereda los da to s y las fun cion es m iem bro de la cla se existente. P odem os personalizar la nueva cla se para cubrir



Capitulo 9

EspecMcador de acceso a miembros de b dase base

0 •H H

!

649

Upo de herencia herencia

herencia

herencia

public

protactad

privata

public en la clase

protectad en la clase

derivada.

derivada.

Se puede acceder a ella directamente mediante funciones miembro no atatic. funciones friand y funciones no miembro.

Se puede acceder a ella directamente mediante funciones miembro no atatic y funciones

friand.

protectad en la clase

protactad en la clase

derivada.

derivada.



friand.

friand.

Oculta en la clase derivada. Se puede acceder a ella directamente mediante funciones miembro no atatic y funciones friand, a través de funciones miembro public o protactad de la clase base. Oculta en la clase derivada.

Ti V

• o •

d

a

2 a

• 4»

t ■H h

Ck

Rgura 9.30

privata en la clase

privata en la clase

derivada.

derivada.



friand.

friand.

Se puede acceder a ella directamente mediante funciones miembro no atatic y funciones friand, a través de funciones miembro public o protactad de la clase base. Oculta en la clase derivada. Se puede acceder a ella directamente mediante funciones miembro no atatic y funciones friand. a través de funciones miembro public o protactad de la clase base.

Resumen d e accesibilidad d e los miembros d e la clase base en una clase derivada.

nuestras n ecesid ades, incluyendo m iem bros ad icion ales y redefíniendo a lo s m iem bros de la cla se base. En C + + esto se hace sin se derivada debe ser capaz de atractiva para los fabricantes desarrollar cla ses propietarias

que el programador acceda al có d ig o fuente d e la cla se base. La cla ligarse al c ó d ig o ob jeto de la clase base. Esta poderosa capacidad es independientes de softw are. L os fabricantes independientes pueden para venta o licen cia y ponerlas a d isposición de lo s usuarios en for

m ato de cód ig o objeto. E ntonces, lo s usuarios pueden derivar rápidam ente nuevas c la ses d esd e estas b ibliotecas de c la ses, sin acceder al cód ig o fuente d el softw are propietario. Todo lo que lo s fabrican tes d e softw are necesitan proporcionar son lo s archivos de encabezado. A lgunas v eces, es d ifícil para los estudiantes apreciar el alcance de los problem as a los que se enfrentan lo s in gen ieros que trabajan en p royectos d e softw are a gran escala en la industria. La g en te con experiencia en d ich os p royectos com enta que la reutilización efectiv a d e softw are m ejora el proceso de desarrollo de softw are. La program ación orientada a ob jetos facilita la reutilización de softw are, por lo q u e acorta los tiem p os d e desarrollo. La disponibilidad d e b ibliotecas de cla ses im portantes y útiles proporciona lo s m áxim os b en e ficio s d e la reutilización d e softw are a través d e la herencia. El interés en las bibliotecas de cla se está creciend o d e manera exponencial. Tal co m o las pequeñas version es d e softw are producidas por fabri cantes independientes de softw are se convirtieron en una industria d e crecim iento ex p lo siv o con la


650


Capítulo 9

llegada de la com putadora personal, a sí tam bién su cedió con la creación y venta de bibliotecas de clases. L os d iseñadores d e ap licacion es construyen sus ap licacion es co n estas b ib liotecas, y lo s d ise ñadores d e bibliotecas son recom pensados al tener su s b ibliotecas incluidas con su s ap licacion es. Las b ib liotecas estándar d e C ++ que acom pañan a lo s com piladores de C + + tienden a ser de propósito general y de alcance lim itado. S in em bargo, ex iste un com p rom iso m undial en el desarrollo de estas b ib liotecas para una gran variedad de escenarios d e aplicación.

Observación de ingeniería de software 9.8 En la etapa de diseño de un sistema orientado a objetos, el diseñador a menudo determina si ciertas clases están íntimamente relacionadas. El diseñador debe “resaltar ” los atributos y comportamientos comunes y colocarlos en una clase base. Entonces, utilice la herencia para formar clases derivadas, y añádales capacidades que vayan más allá de la herencia de la clase base.

Observación de ingeniería de software 9.9 la creación de una clase derivada no (tfecta al código fuente de su clase base, la herencia presena la integridad de la clase base.

Observación de ingeniería de software 9.10 Así como los diseñadores de sistemas no orientados a objetos deben evitar la proliferación de funcio nes, los diseñadores de los sistemas orientados a objetos deben evitar la proliferación de clases. La proliferación de clases crea problemas de administración y puede complicar la reutilización de softwa re, debido a que se vuelve más difícil para el cliente localizar la clase más apropiada dentro de un gran número de bibliotecas de clases. Una alternativa es crear pocas clases que proporcionen una funcio nalidad más completa, pero dichas clases deben proporcionar demasiada funcionalidad.

Tip de rendimiento 9.3 Si las clases producidas a través de la herencia son más gntndes de lo que necesitan ser (es decir, con tienen demasiada funcionalidad), se podría desperdiciar memoria y recursos. Herede las propiedades y el comportamiento de la clase cuya funcionalidad sea “más parecida" a la necesaria L eer las d efin icion es de la s cla ses derivadas p uede ser co n fu so , debido a que los m iem bros here d ados no aparecen físicam ente en la cla se derivada, sin em bargo, están presentes en las cla ses deri vadas. E xiste un problem a sim ilar al docum entar lo s m iem bros d e c la ses derivadas. En este capítulo, introdujim os la herencia, e s decir, la habilidad d e crear cla ses m ediante la absorción de los datos y las fun cion es m iem bro de una cla se ex isten te, y em b ellecerlas co n nuevas capacidades. En el capítulo 10, planteam os nuestra exp licación sobre la herencia m ediante la intro d ucción d el p o lim orfism o, una técn ica orientada a ob jetos que nos perm ite escribir program as que m anipulan, de una m anera m ás general, una gran variedad de cla ses relacionadas por m ed io d e la herencia. D esp ués de estudiar e l capítulo 10, usted estará fam iliarizado co n las cla ses, el encapsulam iento, la herencia y el p olim orfism o, es decir, con lo s asp ectos m ás im portantes de la program ación orientada a objetos.

9.10 (Ejemplo práctico opcional) A cerca de los objetos: incorporación de la herencia al simulador del elevador A hora exam in em os nuestro d iseñ o d el sim ulador para d ecid ir si la herencia lo podría beneficiar. En las se cc io n e s previas “A cerca d e lo s ob jetos”, tratamos a BotonElevador y BotonPiso com o c la ses separadas. D e hecho, estas c la se s tienen m ucho en com ún; cada una e s un tipo de botón. Para aplicar la herencia, primero buscam os lo s elem en to s com u nes entre las cla ses. D esp u és extraem os estas sim ilitudes, las co lo ca m o s en la cla se b ase Boton y a partir de esta cla se derivam os a B o tonElevador y BotonPiso.



Capitulo 9

A hora, exam in em os las sim ilitu des entre las cla ses

651

BotonElev&dor y BotonPiso. La figu

ra 9.31 m uestra los atributos y las op eracion es de am bas cla ses, co m o están declaradas en su s archivos d e encabezado en el capítulo 7 (figuras 7 .3 7 y 7 .3 9 , respectivam ente). Las cla ses tienen en com ún un atributo (presionado) y d o s op eracion es (presionaBoton y restableceBoton). C olocam os esto s tres elem en tos en la cla se base Boton, en ton ces, BotonElevador y BotonPiso heredan los atributos y las operaciones d e Boton. En nuestra im ple m entación ante rior, BotonElevador y BotonPiso declaran una referencia a un objeto de la cla se Elevador; la cla se

Boton también d eb e contener esta referencia.

La figura 9 .3 2 m uestra nuestro d iseñ o m odificado d el elevador, el cual incorpora la herencia. La cla se Piso está com puesta por un objeto de la cla se BotonPiso y un ob jeto d e la cla se Luz. A d e m ás, la clase Elevador está com puesta por un objeto d e la cla se BotonElevador, un ob jeto de la clase Puerta y un objeto d e la clase Campana. U na línea co n una punta de flecha s e extiend e d esd e cada una d e las cla ses derivadas hasta la cla se base; esta línea indica q u e las c la se s Boton Piso y BotonElevador heredan las propiedades y e l com portam iento de la cla se Boton. Y perm anece una pregunta: ¿las cla ses derivadas deben redefinir todas las fun cion es m iem bro de la clase base? Si com param os la s fu n cion es m iem bro públicas de cada cla se (figuras 7 .3 8 y 7 .40), observam os que la función m iem bro restableceBoton es idéntica para ambas clases. Esta función no necesita ser redefinida. S in em bargo, la im plem entación de la función m iem bro presionaBo ton difiere para cada clase. La cla se BotonElevador co n tien e el có d ig o de presionaBoton:

presionado - true cout << "el boton del elevador le indica al elevador que se prepare para partir" << endl; refElevador.preparaParaPartir( true ); m ientras q u e la clase

BotonPiso con tien e este có d ig o d e presionaBoton:

presionado - true cout << "boton del piso * << numeroPiso << " llama al elevador" << endl; ref Elevador. llaxnaAlElevador ( numeroPiso ); La primera lín ea de cada b loq u e de cód ig o es idéntica, pero las se cc io n e s restantes son diferentes. Por lo tanto, cada cla se derivada d eb e redefinir a la función m iem bro presionaBoton de la cla se base Boton.

Rgura 9.31

BotonElevador

BotonPiso

- presionado: Booleano = falso

- presionado: Booleano = falso - nixneroPiso: Entero

+ presiona Boton( ) + restableceBoton()

+ presionaBoton() + restablece Boton()

Los atributos y las operaciones d e las clases B o t o n E le v a d o r y B o t o n P is o .


652


Figura 9.32

Capítulo 9

Diagrama de clases qu e Incorpora ia herencia al simulador del elevador.

La figura 9 .3 3 lista el archivo de encabezado para la cla se base Boton.2D eclaram os las fun cio n es m iem bro public presionaBoton y rest&bleceBoton (lín ea s 13-14) y el dato m iem bro presionado d e tipo bool (lín ea 22). O bserve la declaración d e la referencia a un objeto Elevador en la línea 19, y su correspondiente parámetro hacia e l constructor e n la línea 11. M os tram os có m o inicializar la referencia cuando exp lica m o s e l có d ig o para las c la ses derivadas. Las cla ses derivadas realizan dos a ccion es diferentes. La cla se BotonElevador invoca a la función m iem bro prep&raParaPartir de la cla se Elevador; la cla se BotonPiso invoca a la función m iem bro HamaAlaElevador. Por lo tanto, am bas cla ses necesitan acceder al dato m iem bro ref Elevador de la cla se base; sin em bargo, este dato m iem bro no debe estar dispon i b le para ob jetos diferentes a Boton. Por lo tanto, co lo ca m o s el d ato m iem bro refElevador en

2. El beneficio del cncapsulamicnto es que ningún otro archivo de nuestro simulador necesita modificarse. Nosotros tan solo sustituimos los nuevos archivos de encabezado y de implementación. b o t o n a l a v a d o r y b o t o n P i a o . por los anteriores, y agregamos los archivos de la clase B o t o n .



Capitulo 9

653

la sección p r o t e c t e d de B o to n . Solam ente la s fu n cion es m iem bro de la cla se manipulan directa m ente al d ato m iem bro p r e s i o n a d o , por lo que declaram os este dato m iem bro co m o p r í v a t e . Las c la ses derivadas no necesitan acced er directam ente a p r e s i o n a d o . La figura 9 .3 4 lista el archivo d e ¡m plcm entación para la cla se B o to n . La línea 12 d el co n s tructor ¡nicializa la referencia al elevador. El constructor y el destructor despliegan m ensajes que indican que se encuentran en ejecu ción , y las fu n cion es m iem bro p r e s i o n a B o t o n y r e s t a b l e c e B o t o n manipulan el dato m iem bro p r i v a t a p r e s i o n a d o .

1 2 3 4

// Pig. 9.33: boton.h // Definición para la clase Boton. •ifndef BOTON_H •define BOTON_H

K

6 7

class Elevador;

8 Q

class Boton {


T

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

public: Boton( Elevador & )j -Button(); void presionaBoton(); void restableceBoton();

constructor destructor establece el botón en encendido establece el botón en apagado

protected: // referencia al botón del elevador Elevador fcrefElevador; prívate: bool presionado;

// estado del botón

}; // fin de la clase Boton tendif // BOTON_H

R g u ra 9.33

1 2 3 4 5 6

// // // //

Archivo d e e n ca b e zo d o de la clase B o to n .

// Pig. 9.34: boton.cpp // Definición de lee funciones miembro para la clase Boton. iinclude using std::cout; using std::endl;

7 8

tinclude "boton.h"

// definición de la clase Boton

9 Rgura 9.34

Archivo d e implementaclón de la clase Boton.' ciase base para B o t o n E le v a d o r y B o t o n P is o . (Parte 1 d e 2.)


654

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21


Capítulo 9

// constructor Boton::Boton( Elevador ¿manipuladorElevador ) : refElevador( manipuladorElevador ), presionado( false ) { cout << "boton construido" << endl; ) // fin del constructor Boton // destructor Boton::-Boton() { cout << "boton destruido" << endl;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

} // fin del destructor Boton // presiona botón void Boton::presionaBoton() { presionado - true; ) // fin de la función presionaBoton // restablece botón void Boton::restableceBoton() { presionado - falsa; ) // fin de la función restableceBoton

Figura 9.34

Archivo d e Implementaclón d e la clase Boton; clase base para BotonElevador y BotonPiso. (Parte 2 de 2.)

La figura 9.35 con tien e el archivo d e encabezado para la cla se BotonElevador. La línea 8 indica que la clase hereda las propiedades y el com portam iento d e la cla se Boton. Esta herencia sig n ifica que la cla se BotonElevador con tien e el dato m iem bro protegido refElevador y las fu n cion es m iem bro públicas presionaBoton y restableceBoton d e la cla se base. En la lí nea 13. proporcionam os un prototipo d e la función presionaBoton para señalar nuestro intento d e redefinir dicha función m iem bro en el archivo .cpp. En un m om ento exp licarem os la im plcm cntación de presionaBoton. El constructor toma com o parámetro una referencia a la clase Elevador (línea 11). Explicaremos la necesidad de este parámetro cuando expliquem os la im plem entación de la clase. Sin em bargo, o b serve q u e no n ecesitam os incluir una declaración forward para la cla se Elevador en la cla se deri vada. debido a que el archivo d e en cab ezad o de la cla se base contiene una referencia forward.

1 2 3 4 5 6

// Fig. 9.35: botonElevador.h // Definición de la clase BotonElevador. tifndef BOTONELEVADOR H idefine BOTONELEVADOR H iinclude "boton.h"

Rgura 9.35


Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase B o t o n E le v a d o r . (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 9

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

655

clase BotonElevador : public Boton { public: BotonElevador( Elevador 6 ); -BotonElevador(); void presionaBoton();

// constructor // destructor // presiona el botón

); // fin de la clase BotonElevador •endif // BOTONELEVADOR H

figura 9.35

Archivo d e e n ca b e za d o de la clase BotonElevador. (Parte 2 d e 2.)

La figura 9 .3 6 lista el archivo de ¡m plem cntación de la cla se BotonElevador. L os construc tores y lo s destructores de la cla se despliegan m ensajes para indicar que estas fun cion es se e n cuentran en ejecu ción . La línea 13 pasa la referencia Elevador al constructor d e la cla se base.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

// Fig. 9.36: BotonElevador.cpp: // Definición de las funciones miembro para la clase BotonElevador. #inelude using std::cout; using std::endl; tinclude "botonElevador.h" tinclude "elevador.h"

// definición de la clase BotonElevador // definición de la clase Elevador

// constructor BotonElevador::BotonElevador( Elevador &manipuladorElevador ) : Boton( manipuladorElevador ) { cout << "boton del elevador construido'' << endl; ) // fin del constructor BotonElevador // destructor BotonElevador::-BotonElevador() ( cout << "boton del elevador destruido" << endl; ) // fin del destructor -BotonElevador // presiona el boton y le indica que se prepare para partir del piso void BotonElevador::presionaBoton() { Boton::presionaBoton(); cout << "el boton del elevador le indica al elevador que se prepare para partir" << endl; refElevador.preparaParaPartir( true ); ) // fin de la función presionaBoton

figura 9.36

Definición de las funciones miembro para la clase B o t o n E le v a d o r


656


Capítulo 9

La función m iem bro presion&Boton primero in voca a la función m iem bro presion&Boton (lín ea 2 9 ) de la cla se base Boton: esta llamada estab lece en true el atributo presionado d e la clase Boton. La línea 32 notifica al elevador que se m ueva hacia otro piso m ediante el paso de true a la función m iem bro preparaParaPartir. La figura 9.3 7 lista e l archivo d e en cab ezado para la cla se Bot onPiso. La única diferencia en tre este archivo y el archivo d e en cab ezado para la cla se BotonElevador e s la adición en la línea 16 del dato m iem bro numeroPiso. A este dato m iem bro lo utilizam os para distinguir lo s p isos en lo s m ensajes d e salida de la sim ulación. La declaración d el constructor incluye un parámetro de tipo int (lín ea 11), de manera que el objeto BotonPiso puede inicializar e l atributo numeroPiso. La figura 9.3 8 m uestra la im picm entación de la clase BotonPiso. L as líneas 13 y 14 pasan la referencia Elevador al constructor de la clase base e in icializan el dato m iem bro numeroPiso. El constructor (líneas 12-19) y el destructor (líneas 2 2 -2 7 ) muestran los m ensajes apropiados, m ediante el uso d el dato m iem bro numeroPiso. La función m iem bro redefinida presionaBoton (líneas 3 0 -3 9 ) prim ero llam a a la función m iem bro presionaBoton (línea 3 2 ) d e la cla se b ase, después invoca a la función m iem bro HamaAlElevador d el elevador (lín ea 3 7 ), y pasa numeroPiso para indicar e l p iso que llam ó al elevador.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

// Fig. 9.37* botonPiso.h // Definición de la clase BotonPiso. iifndef BOTONPISO_H «define BOTONPISO B «include "boton.h"

clase BotonPiso * public Boton { public* BotonPiso( int. Elevador 6 ); -BotonPiso(); void presionaBoton(); prívate: const int numeroPiso;

// constructor // destructor // presiona el botón

// número de piso del botón

}; // fin de la clase BotonPiso «endif // BOTONPISO_H

Figura 9.37

1 2 3 4 5 6 7 8 9



BotonPiso.

// Fig. 9.38* botonPiso.cpp // Definición de las funciones miembro para la clase BotonPiso. «include using stdsscout; using std::endl; «include "botonPiso.h" «include "elevador.h"

Rgura 9.38

Definición d e las funciones miembro para la clase

BotonPiso. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

657

// constructor BotonPiso::BotonPiso( int piso. Elevador &manipuladorElevador ) * Boton( manipuladorElevador ), numsroPisof piso ) { cout << "boton del piso " << numeroPiso << " construido" << endl; ) // fin del constructor BotonPiso

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

// destructor BotonPiso:s-BotonPiso() { cout << "boton del piso " « << endl;

numeroPiso << " destruido"

) // fin del destructor -BotonPiso // presiona el botón void BotonPiso::presionaBoton() { Boton::presionaBoton(); cout << "boton del piso " << numeroPiso << * llama al elevador" << endl; // llama al elevador hacia este piso refElevador.llamaAlElevador( numeroPiso ); ) // fin de la función presionaBoton

Figura 9.38

Definición de las funciones miembro para la clase BotonPiso. (Parte 2 d e 2.)

A hora, ya com p letam os la im plem entación para e l ejem plo práctico del sim ulador d el elevador q u e hem os estado desarrollando d esd e el capítulo 2. Q ueda una gran oportunidad de arquitectura. U sted habrá observado q u e las cla ses Boton. Puerta y Luz tienen m ucho en com ún. Cada una de estas clases contiene un atributo de “estado” y sus operaciones correspondientes para "encender” y “apagar”. La clase Campana también tiene algunas sim ilitudes con estas otras clases. El pensam iento orientado a objetos nos indica que d ebem os colocar las sim ilitudes en una o m ás clases base, a partir de las cu ales d eb em os utilizar la herencia para formar las c la se s derivadas apropiadas. D ejam os e s ta im plem entación al lector com o un ejercicio. Le sugerim os que com ien ce por m odificar el diagrama de clases en la figura 9.32. {Pw /a: Boton. Puerta y Luz son esencialm ente clases “ interruptoras”; cada una contiene una capacidad “estado”, “encendido” y “apagado”; Campana e s una clase más “p e queña", con só lo una operación y sin estado alguno.] Sinceram ente esperam os q u e este ejem p lo práctico d e sim ulación d e un elevador haya sid o una experiencia desafiante y significativa para usted. E m pleam os un proceso orientado a ob jetos cuidado sam ente desarrollado para producir un d iseñ o basado en U M L para nuestro sim ulador d el elevador. A partir d e este d iseñ o, produjim os una im plem entación im portante m ediante el u so de n ocion es fundam entales de program ación, incluyendo cla ses, encapsulam iento, visibilidad , com p osición y herencia.


658


Capítulo 9

En lo s capítulos restantes d el libro, presentarem os m uchas tecn ologías fundam entales adiciona le s de C ++. A gradecerem os si usted se toma un m om ento para enviar su s com entarios, críticas y su geren cias para m ejorar e ste ejem p lo práctico a d e i t e l 9 d e i t e l . c o m .

RESUMEN • La reutilizadón de software reduce el tiempo de desarrollo de un programa. • La clase base directa de una clase derivada es la clase base a partir de la cual hereda la clase derivada (espe cificada por el nombre de la clase a la derecha de : en la primera línea de la definición de la clase). Una clase base indirecta de una clase derivada es una clase dos o más niveles arriba en la jerarquía de ciases de dicha clase derivada. • Con la herencia simple, una clase se deriva de otra clase base. Con la herencia múltiple, una clase se deriva de dos o más clases base directas. • Una d ase derivada puede incluir sus propios datos y funciones miembro, por lo que a menudo una clase de rivada es más grande que una clase base. • Una clase derivada es más específica que una d ase base y representa a un grupo más pequeño de objetos. • Cada objeto de una d ase derivada es también un objeto de su clase base. Sin embargo, un objeto de la clase base no es un objeto de sus clases derivadas. • Las funciones miembro de la d ase derivada pueden acceder a los miembros protegidos de la clase base de manera directa. • Una relación "es-un” representa a la herenda. En una rdadón "es-un”, un objeto de una clase derivada tam bién puede tratarse como un objeto de su clase base. • Una reladón “tiene-un" representa a la composición. En una rdadón “tiene-un”, un objeto de la clase con tiene uno o más objetos de otras clases como miembros. • Una d ase derivada no puede acceder a los miembros privados de su clase base de manera directa; permitir esto violaría el cncapsulamiento de la clase base. Sin embargo, una d ase derivada puede acceder a los miem bros públicos y protegidos de su clase base de manera directa • Cuando una función miembro de la dase base no es apropiada para una clase derivada dicha función miem bro puede redefinirse en la clase derivada con la ¡mplcmcntación apropiada. • I.as reladones de herenda simple forman estructuras jerárquicas de árbol; una d ase base existe en una reladón jerárquica con sus clases derivadas. • Es posible tratar objetos de la clase base y objetos de la clase derivada de manera similar, las similitudes compartidas por los tipos de objetos se expresa en los datos y en las fundones miembro de la clase base. • Los miembros públicos de una clase base son accesibles desde cualquier parte donde d programa tenga un manipulador a un objeto de dicha clase base, o un objeto de una de las clases derivadas de la clase base. • Los miembros privados de una clase base son accesibles solamente dentro de la definición de dicha clase base, mediante amigas de dicha clase. • Los miembros protegidos de una clase base tienen un nivel intermedio de protección entre d acceso público y el privado. Es posible acceder a los miembros protegidos de una clase base mediante miembros y amigas de dicha clase base, y mediante miembros y amigas de cualquier clase derivada de dicha clase base. • Por desgrada, los datos miembro protegidos a menudo generan dos grandes problemas. Primero, un objeto de una d ase derivada no tiene que utilizar una fundón establecer para modificar el valor de los datos prote gidos de la clase base. Segundo, es más probable que las fundones miembro de la clase derivada dependan de los detalles de implementadón de la clase base. • Cuando una fundón miembro de la clase derivada redefine a una fundón miembro de una clase base, se puede acceder a la fundón miembro de la clase base desde la clase derivada anteponiendo el nombre de la clase base y el operador de resoludón de alcance ( t :) al nombre de la fundón miembro de la clase base.



Capitulo 9

659

• Cuando se crea la instancia de un objeto de clase derivada, de inmediato se invoca al constructor de la clase base (ya sea implícita o explícitamente) para ¡metalizar los datos miembro de la clase base en el objeto de la clase derivada (antes de inicializar los datos miembro de la clase derivada). • Declarar los datos miembro como prívate, mientras proporciona funciones no miembro para manipular y realizar validaciones sobre estos dalos, refuerza la buena ingeniería de software. • Cuando se destruye un objeto de clase derivada, los destructores se invocan en orden inverso a los construc tores; primero se invoca al constructor de la clase derivada, y después se invoca al destructor de la clase base. • Cuando se deriva una clase a partir de una clase base, la clase base se puede declarar como public, pro-

tectedo prívate. • Cuando se deriva una dase a partir de una clase base public. los miembros public de la clase base se convierten en miembros public de la clase derivada, y los miembros protected de la clase base se con vierten en miembros protected de la d ase derivada. • Cuando se deriva una clase a partir de una clase base protacted. los miembros public y protactad de la dase hase se convierten en miembros protactad de la clase derivada. • Cuando se deriva una clase a partir de una clase base prívate, los miembros public y protactad de la d ase base se convierten en miembros prívate de la clase derivada. • Las relariones “conoce-a" son ejemplos de objetos que contienen apuntadores o referendas a otros objetos, de manera que pueden estar conciernes de la existencia de dichos objetos.

TERMINOLOGÍA abstracción asodadón d ase base d ase base directa d ase base indirecta clase base prívate clase base protected clase base publ ic d ase derivada d ase miembro composidón constructor de d ase base constructor de d ase derivada constructor predeterminado de clase base control de acceso a miembros destructor de clase base destructor de clase derivada error de recursividad infinita friand de una d ase base friend de una clase derivada

heren d a herencia múltiple herenda privata herenda protactad herenda public herenda simple inidalizador de d ase base jerarquía de clases miembro protactad de una clase objeto miembro palabra reservada protactad programadón orientada a objetos (POO) redefinición de una fundón miembro de la dase base relación conoce-a relación es-un relación jerárquica relación ríene-un relación usa-un reutilización de software software personalizado


Complete cada una de las siguientes oradones: a) __________es una forma de reutilizadón de software, en la cual las nuevas clases absorben los da tos y d comportamiento de clases existentes y éstas se embellecen con nuevas capad dad es. b) Solamente se puede acceder a los miembros___________ de la clase base a través de la definidón de la clase, o en la definidón de la clase derivada.


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Capítulo 9

c)

En una relación__________. un objeto de una d ase derivada también puede ser tratado com o un objeto de su clase base. d) En una relación__________, un objeto de una clase contiene uno o más objetos de otras clases como miembros. e) 0

En la herenda simple, una dase existe en una relad ón____________ con sus clases derivadas. Los miembros____________ de una clase base son accesibles desde cualquier parte del programa en donde exista un manipulador hacia un objeto de dicha clase o hacia un objeto de una de sus clase derivadas. g) Los miembros protected de una clase base tienen un nivel de protecdón entre aquellos de acce so public y _____________ . h) C++ proporciona l a _____________________ , la cual permite a una clase derivada heredar las propiedades y el comportamiento de muchas clases base, incluso si éstas no tiene reladón alguna. i) Cuando se crea la instanda de un objeto de dase derivada, se invoca a l ______________ de la cla se base, ya sea de manera implídta o explídta para que haga la inidalizadón necesaria de los datos miembro de la clase base en d objeto de la clase derivada. j) Cuando se deriva una d ase de una clase base con herenda public. los miembros public de la clase base se convierten en miembros______________ de la clase derivada, y los miembros pro tected de la clase base se convierten e n ______________ de la clase derivada. k) Cuando se deriva una clase de una clase base con herenda protactad, los miembros public de la d ase base se convierten en m iem bros______________ de la clase derivada, y los miembros protactad de la clase base se convierten e n ______________ de la clase derivada.

9.2

Establezca si cada uno de los siguientes enunciados es verdadero o falso. Si es falso, explique por qué. a) Es posible tratar a los objetos de una clase base y a los objetos de una clase derivada de manera similar. b) Los constructores de una clase base no se heredan a sus clases derivadas. c) Una rdadón “tiene-un” se implementa mediante la herencia. d) Una clase Automóvil tiene una rdadón “es un" con Volante y Frenos. e) La herenda refuerza la reutilizadón de software de alta calidad.


a) Herencia, b) protected. c) “es-un” o herenda. d) “tiene-un” o composición o agregación, e) je rárquica. 0 public. g) private. h) herenda múltiple, i) constructor, j) public, protected. k) protected. protected.

9.2

a) Verdadero, b) Verdadero, c) Falso. Una relación “tiene-un" se implementa mediante composidón. Una reladón “es-un" se implementa mediante herenda. d) Falso. Éste es un ejemplo de una rdadón “tie ne-un". La clase Automóvil tiene una rdadón “es-un” con la clase Vahiculo. e) Verdadero.

EJERCICIOS 9.3

Muchos programas escritos con herenda podrían escribirse con composidón. y viceversa. Rescriba las clases Punto3. Circulo* y Cilindro para utilizar la com posidón. en lugar de la herencia. Después de hacer esto, evalúe las ventajas relativas de los dos métodos para el problema de Punto3. Circulo* y Cilindro, así como para los programas orientados a objetos en general. ¿Cuál méto do es más natural, por qué?

9.4

Algunos programadores prefieren no utilizar el acceso protected debido a que rompe d cncapsulamiento de la clase base. Analice las ventajas relativas entre el uso del acceso protected frente al uso del acceso private en las clases base.

9.5

Rescriba d ejemplo práctico de la sección 9.5 como un programa P lin to . C u a d ra d o . Cubo. llágalo de las dos formas; una mediante herenda y otra mediante composición.


Capitulo 9


661

9.6

Escriba una jerarquía de herencia para la clase Cuadrilátero, Trapezoide. Paralelogramo. Rectángulo y Cuadrado. Utilice Cuadrilátero como la clase base de la jerarquía. Haga la jerarquía tan profunda (es decir, utilice tantos niveles) como sea posible. Los datos prívate de Cua drilátero deben ser los pares de coordenadas x-y para los cuatro puntos de los vértices del Cuadrilátero.

9.7

Modifique las clases Punto3.Circulo* y Cilindro para que contengan constructores. Después, modifique el programa de la figura 9.29 para demostrar el orden en el cual los constructores y los des tructores se invocan en esta jerarquía.

9.8

Escriba todas las formas de las que se acuerde, tanto de dos como de tres dimensiones, y coloque estas formas en una jerarquía de formas. Su jerarquía debe tener una clase base Forma desde la que se de rivan las clases PormaBidimanaional y FormaTridimanaional. Una v e / que desarrolle la jerarquía, defina cada una de las clases en la jerarquía. Utilizaremos esta jerarquía en los ejercicios del capítulo 10 para procesar todas las formas como objetos de la clase base Forma. (Esta técnica, llama da polimorfismo, es el tema del capítulo 10.)


to

Programación orientada a objetos: polimorfismo Objetivos • Com prender e l concepto d e polim orfism o. • A prender a declarar y utilizar fun cion es virtual para efectuar el polim orfism o. • D istinguir entre cla ses abstractas y concretas. • A prender a declarar fun cion es virtual puras para crear c la ses abstractas. • A preciar la manera en que el p olim orfism o hace que lo s sistem as sean exten sib les y puedan m antenerse. • Com prender la manera en q u e C + + im plem enta fu n cion es virtual y vinculación dinám ica “tras bam balinas”. • A prender a utilizar RTTI (inform ación de tipos en tiem po de ejecu ció n ) y operadores t y p e i d y dynam i c _ c a s t .

Un anillo p a ra gobernarlos a todos, un anillo p ara encontrarlos. Un anillo p a ra traerlos a todos y en la oscu rid ad enlazarlos. John Ronald R euel Tolkien

A m enudo, e l silencio d e la p ura inocencia persuade cuando el h a b la fa lla . W illiam Shakespeare

l a s p roposiciones generales n o deciden casos concretos. O liver W endell H olm es

Un filó so fo de im ponente estatura no pien sa en un vacío . Incluso sus ideas m á s abstractas son, en cierta m edida, condicionadas p o r lo q u e se conoce o no en e l tiem po en q u e vive. A lfred North W hitehead



Capitulo 10

663


10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9

Introducción Relaciones entre los objetos en una jerarquía de herencia 10.2.1 Invocación de funciones de clases base a partir de objetos de clases derivadas 10.2.2 Dirigir los apuntadores de clases derivadas a objetos de clases base 10.2.3 Llamadas a funciones miembro de clases derivadas mediante apuntadores de ciases base 10.2.4 Funciones virtual Ejemplos de polimorfismo Campos de tipos y estructuras s w i t c h Clases abstractas Caso de estudio: herencia de interfaz y de impiementación PoHmorflsmo, funciones virtual y vinculación dinámica “tras bambalinas” Destructores virtuales Caso de estudio: sistema de nómina utilizando polimorfismo e Informa ción de tipos en tiempo de ejecución con dynamic_cast y typeid

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoemluación • Ejercicios

10.1 Introducción En lo s capítulos 6 y 7 hablam os acerca de la program ación basada en ob jetos y sus tecnologías c o m ponentes: cla ses, ob jetos, encapsulación y abstracción de datos. El capítulo 9 está enfocado en una tecn ología clave de PO O (program ación orientada a objetos): la herencia. En el capítulo 10 con tinu a rem os nuestro estudio d e la PO O ya que exp licarem os y dem ostrarem os el polim orfism o con las jerarquías d e herencia. El p olim orfism o n os perm ite “programar en forma general” , en v ez d e “pro gramar en forma esp ecífica”. En esp ecial, el p olim orfism o n os permite escribir program as que proce sen ob jetos de c la ses que form en parte de la m ism a jerarquía de cla ses, co m o si todos fueran ob jetos de la clase b ase d e la jerarquía. C om o verem os posteriorm ente, el p olim orfism o funciona m ediante los m anejado res de apuntadores de cla ses base y de lo s mancj adores de referencias de cla ses b ase, pero con lo s m anejadores de nombres. Este capítulo tien e varias partes clave. C om enzarem os con una secu en cia de ejem p los pequeños y p recisos que nos conducirán a com prender las fu n cio n es virtuales y la vinculación dinám ica, tec n ologías fundam entales del polim orfism o. Posteriorm ente presentam os un ca so de estudio en él verem os nuevam ente la jerarquía P u n t o - C i r c u l o - C i l i n d r o d el cap ítulo 9. En este caso d e e s tudio, d efin im os una “ interfaz” com ún (e s decir, conjunto de funcionalidad) para todas las cla ses en la jerarquía. Esta funcionalidad com ún entre las figuras se define en una supuesta clase base a b s tracta, con ocid a com o F i g u r a , a partir de la cual la cla se P u n t o hereda directam ente y la s clases C i r c u l o y c i l i n d r o heredan indirectam ente. Una característica cla v e de e ste cap ítulo e s una d iscu sión detallada sob re el polim orfism o, las fun cion es virtuales y la vinculación dinám ica “tras bam balinas", ya q u e em plearem os un elegan te diagram a para exp licar có m o funciona el p olim orfism o e n C ++.


664

Ragramación orientada a objetos: polimorfismo

Capítulo 10

L u ego presentarem os una jerarquía de cla ses m ás “sen cilla ”, llamada Empleado. D esarrolla rem os un sistem a de nóm ina sim p le para esta jerarquía, en donde cada em pleado tendrá una función com ú n d e ingresos para calcular su su eld o sem anal. Estas fu n cion es de ingresos varían según el tipo d e em pleado: lo s em p lead os d e tipo EmpleadoAsal&rlado reciben un salario sem anal fijo, sin importar el núm ero d e horas trabajadas. A los em p lead os d e tipo EmpleadoPorHoras se les pa ga por hora y reciben pago por tiem po extra. L os de tipo EmpleadoPorComi sion reciben un por centaje d e sus ventas y los de tipo EmpleadoBaseMasComision reciben un salario base m ás un porcentaje d e su s ventas. M ostrarem os có m o procesar a cada em p lead o “en general”, invocando a su función ingresos m ediante un apuntador d e cla se base. En o ca sio n es, cuando s e lleva a cabo e l procesam iento del polim orfism o, e s necesario progra mar “en forma esp ecífica” . N uestro ca so de estudio Empleado dem uestra la poderosa funcionali dad d e R T T I (inform ación de tipos en tiem po d e ejecución) y la conversión dinám ica, q u e permiten que un programa determ ine e l tipo d e un objeto en tiem po d e ejecu ción y actúan sobre él d e m ane ra acorde. En e l ca so d e estu d io utilizarem os esta funcionalidad para determinar si un ob jeto em plea d o esp e cífic o e s un EmpleadoBaseMasComision. y lu ego darem os a e se em p lead o un 10% de bonificación sobre su salario base. C on e l p olim orfism o es p osible diseñar e im plem entar sistem as que puedan extenderse fá cil m ente. Pueden agregarse nuevas c la ses con p ocas m o d ifica cio n es, o si a caso ninguna, a las p orcio n es genéricas d el programa, siem pre y cuando e sa s cla ses sean parte de la jerarquía d e herencia que el programa procesa en form a genérica. Las únicas partes de un programa q u e d eben alterarse para dar cabida a nuevas c la se s son aquellos com p onentes del programa que requieren d e un co n o cim ien to directo de la s nuevas c la ses que el programador agregue a la jerarquía.

10.2 Relaciones entre los objetos en una jerarquía de herencia En la sección 9 .4 s e creó una jerarquía de cla ses punto-círculo, en d ond e la cla se C i r c u l o heredó de la clase P u n t o . L os ejem p los del capítulo 9 m anipulan objetos P u n t o y C i r c u l o utilizando lo s nom bres de e s o s ob jetos para invocar a su s fu n cio n es m iem bro. A hora exam inarem os las relacio n es entre las cla ses en una jerarquía. L as sigu ien tes se cc io n e s presentan una serie de ejem p los que dem uestran có m o los apuntadores de c la ses base y cla ses derivadas pueden dirigirse a lo s objetos de las cla ses base y de las c la ses derivadas, y có m o e so s apuntadores pueden utilizarse para invocar fun c io n e s m iem bro q u e m anipulen a e s o s objetos. M ás adelante e n el capítulo dem ostrarem os que tam bién p od em os obtener un com portam iento p olim ó rfico de las referencias a las c la se s base. En la secció n 10.2.1, asignarem os la d irección d e un objeto de cla se derivada a un apuntador de clase base y lu ego m ostrarem os có m o al invocar una función m ediante el apuntador de cla se base hará q u e s e invoque la funcionalidad d e la cla se base (es decir, el tipo d el manejador determ ina a cuál función s e llam a). En la secció n 10.2.2, asign arem os la d irección de un ob jeto de cla se base a un apuntador de cla se derivada, lo cual produce un error d e com pilación. H ablarem os sobre e l m ensaje d e error e in vestigarem os por q u é el com p ilad or n o perm ite dicha asignación. En la secció n 10.2.3, asignarem os la dirección de un ob jeto de clase derivada al apuntador de la cla se base y después exam inarem os có m o un apuntador de clase base puede utilizarse para invocar só lo la funcionalidad d e la clase base; si intentam os invocar fu n cion es d e cla se derivada a través del apuntador de clase base, s e producen errores de com p ilación. F inalm ente, en la se cc ió n 10.2.4 introducirem os las fun c io n e s virtuales y el p olim orfism o m ediante la declaración d e una función de cla se base co m o vir tual: después asignarem os un ob jeto de clase derivada al apuntador d e la cla se base y utilizarem os e se apuntador para invocar la funcionalidad de la cla se derivada. Un punto clave en esto s ejem p los es demostrar que un objeto d e una cla se derivada puede tra tarse com o un objeto d e su cla se b ase correspondiente. E sto perm ite varias m anipulaciones interc-



Capitulo 10

665

sa n ie s . P o r e je m p lo , u n p r o g r a m a p u e d e c r e a r u n a r r e g lo d e a p u n ta d o r e s d e c la s e b a s e q u e a p u n te n a o b je to s d e m u c h o s tip o s d e c l a s e d e riv a d a . E s to e s p o s ib le a u n q u e lo s o b je to s d e c la s e d e r iv a d a s e a n d e d is tin to s tip o s d e d a to s , y a q u e c a d a o b je to d e c la s e d e r iv a d a e s

un

o b je to d e s u c l a s e b a s e .

S in e m b a r g o , u n o b je to d e la c l a s e b a s e n o e s u n o b je to d e n in g u n a d e s u s c la s e s d e riv a d a s . P o r e je m

Punto n o e s u n Circulo e n la je r a r q u í a d e f in id a e n e l c a p ítu lo 9 : u n Punto n o tie n e un radio y n o tie n e f u n c io n e s m ie m b r o establecerRadio, obtenerRadio, y area. L a r e la c ió n “es un" s e a p lic a s ó lo d e u n a c la s e d e r iv a d a a s u s c la s e s b a s e d ir e c ta c in d ire c ta . p lo . u n

d a to m ie m b r o

10.2.1 Invocación de funciones de clases base a partir de objetos de ciases derivadas E l e je m p lo q u e a b a r c a d e la f ig u ra 10.1 a la f ig u ra 10.5 d e m u e s tra tr e s m a n e r a s d e d i r ig ir lo s a p u n ta d o re s d e c la s e b a s e y lo s a p u n ta d o r e s d e c l a s e d e r iv a d a a lo s o b je to s d e c l a s e b a s e y a l o s o b je to s d e c la s e d e riv a d a . L o s p r im e ro s d o s so n s im p le s : d ir ig im o s u n a p u n ta d o r d e c la s e b a s e a u n o b je to d e c la s e b a s e y d ir ig im o s u n a p u n ta d o r d e c l a s e d e r iv a d a a u n o b je to d e c l a s e d e riv a d a . D e s p u é s d e m o s tra m o s la re la c ió n e n tre la s c la s e s d e r iv a d a s y la s c la s e s b a s e (e s d e c ir , la re la c ió n

"es un") d ir ig ie n

d o u n a p u n t a d o r d e c la s e b a s e a u n o b je to d e c la s e d e riv a d a . L a c l a s e Punto ( f ig u r a s 10.1 y 1 0 .2 ), q u e d e s c r ib im o s e n e l c a p ítu lo 9 , r e p r e s e n ta un p a r d e c o o r d e n a d a s x-y. L a c l a s e circulo ( f ig u r a s 1 0 .3 y 1 0 .4 ), q u e ta m b ié n d e s c r ib im o s e n e l c a p ítu lo 9 ,

Punto. C a d a o b je to Circulo “e s u n " Punto q u e ta m imprimir d e la c la s e Circulo (lín e a s 5 3 - 5 9 d e la fig u ra imprimir d e la c la s e Punto (lín e a s 4 6 - 5 0 d e la f ig u ra 1 0 .2 )

r e p re s e n ta a u n c írc u lo y h e re d a d e la c la s e b ié n tie n e u n ra d io . L a fu n c ió n m ie m b ro 1 0 .4 ) r e d e fin e a la f u n c ió n m ie m b r o

p a r a m o s tr a r la c o o r d in a d a c e n tr a l d e l c írc u lo y e l v a lo r d e l ra d io .

1

// Fig. 10.1: plinto.h

2 //La definición de la clase Punto representa un par de coordenadas x-y. 3 4 5

•ifndef PUNTO_H •define PUNTO H

6

class Punto {

7 8

public:

9

Punto( int "0, int ■ 0 ); // constructor predeterminado

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21

void establecer!( int ); int obtenerlo const;

// establecer x en el par de coordenadas // devolver x del par de coordenadas

void establecerY( int ); int obtenerYO const;

// establecer y en el par de coordenadas // devolver y del par de coordenadas

void imprimir() const;

// mostrar objeto Punto

private: int x; int y;

/ / l a parte correspondiente a la x del par de coordenadas //la parte correspondiente a y del par de coordenadas

22 23 24 25

); // fin de la clase Punto •endif

Figura

10.1


Punto.


666

ftogramación orientada a objetos: polimorfismo

1 2 3 4 5

6

using std::cout;

7

#inelude "punto.h"

Capítulo 10

// Pig. 10.2: punto.cpp // Definiciones de les funciones miembro de le cíese Plinto. iinclude

// Definición de le cíese Punto

8 9 // constructor predeterminedo 10 Punto::Punto( int xVelor, int yVelor ) 11 : x( xVelor ), y( yVelor )

12 { 13 // cuerpo vecio 14 15 } // fin de constructor de Punto 16 17 // esteblecer x en per de coordenedes 18 void Punto::esteblecerX( int XVelor ) 19 { 20 x - xVelor; / /no hey necesided de velideción

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

} // fin de le función esteblecerX // devolver x del per de coordenedes int Punto::obtenerX() const { return x; ) // fin de le función obtenerX // esteblecer y en per de coordenedes void Punto::esteblecerY( int yVelor ) { y - yVelor; //no hey necesided de velideción ) // fin de le función esteblecerY

37

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

// devolver y del per de coordenedes int Punto::obtenerY() const { return y; ) // fin de le función obtenerY // mostrar objeto Punto void Punto::imprimir() const { cout << '[' << obtenerX() << ", w << obtenerY() << ) // fin de le función imprimir

Rgura 10.2

La clase

Punto representa un par d e coordenadas

x-y.



Capitulo 10

1

2 3 4 5 6 7 8

667

// Fig. 10.3: circulo.h // La clase Circulo contiena un par de coordenadas x-y y el radio, iifndef CXRCULO_H •define CIRCüLO_H •inelude "punto.h"


class Circulo : public Punto {

9

10 public: 11 12 // constructor predeterminado Circulo ( int - 0, int - 0, double ■ 0 . 0 );

13 14 15 16 17 18 19

void establecerRadiof double ); double obtenerRadio() const;

// establecer el radio // devolver el radio

double obtenerDiametro () const; // devolver el diámetro double obtenerCircunferencia() con it; // devolver la circunferencia double obtenerXrea() const; // devolver el área

20 21

22

void imprimir() const; // mostrar el objeto Circulo 23 24 prívate: 25 double radio; // El radio del circulo 26 27 }; // fin de la clase Circulo 28 29 •endif figura 10.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

El archivo d e e n ca b e za d o de la clase C i r c u l o .

// Fig. 10.4: circulo.cpp // Definiciones de las funciones miembro de la clase Circulo. •inelude using std::cout; •inelude "circulo.h"

// Definición de la clase Circulo

// constructor predeterminado Circulo::Circulo( int xValor, int yValor, double radioValor ) : Punto ( xValor, yValor ) // llamar al constructor de la clase base {

13 establecerRadiof radioValor ); 14 15 ) // fin de constructor de Circulo 16 17 // establecer el radio 18 void Circulo::establecerRadio( double radioValor ) 19 { 20 radio - ( radioValor < 0.0 ? 0.0 : radioValor ); 21 22 ) // fin de la función establecerRadio figura 10.4

La clase

circulo que hereda d e la clase Punto. (Parte 1 d e 2.) http://alexyniorlls.blogspot.com 723 of 1380.

668

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

Rogramación orientada a objetos: polimorfismo

Capítulo 10

// devolver el radio double Circuios:obtenerRadio () conat { return radio; } // fin de la función obtenerRadio // calcular y devolver el diámetro double CircuiossobtenerDiametro () conat { return 2 * obtenerRadio (); } // fin de la función obtenerDiametro // calcular y devolver la circunferencia double CircuiossobtenerCircunferencia () conat { return 3.14159 * obtenerDiametro (); ) // fin de la función obtenerCircunferencia // calcular y devolver el área double CircuiossobtenerArea () conat { return 3.14159 * obtenerRadio() * obtenerRadio(); } // fin de la ftuición obtenerArea // moatrar objeto Circulo void Circuios simprimir() conat { cout << '•centro Puntos s imprimir () ; // invocar la función imprimir de Punto cout << *; Radio ■ " << obtenerRadio (); > // fin de la función imprimir

Figura 10.4

La c la s e Circulo q u e h e re d a d e la c la s e Punto. (P arte 2 d e 2.)

En la figura 10.5. las líneas 19 y 2 0 crean un objeto Punto y un apuntador a un objeto Punto; las lín eas 2 2 y 23 crean un ob jeto Circulo y un apuntador a un objeto Circulo. Las lín eas 31 y 33 utilizan el nombre de cada objeto (punto y circulo, respectivam ente) para invocar a la función m iem bro imprimir de cada objeto, I n lín ea 3 6 asigna la d irección d el ob jeto punto de la clase base al apuntador puntoPtr de la clase base, que en la línea 4 0 s e utiliza para invocar a la función m iem bro imprimir en ese ob jeto Punto. E sto invoca a la versión de imprimir definida en la cla se base Punto. D e manera sim ilar, la línea 4 4 asigna la dirección d el objeto c ireulo d e la clase derivada al apuntador circuloPtr d e la clase derivada, que en la lín ea 4 8 se utiliza para invocar a la función m iem bro imprimir de e s c ob jeto Circulo. E sto in voca a la versión de imprimir definida en la cla se derivada Circulo. E ntonces, la línea 51 a sig n a la d irección d el objeto circu lo de la cla se derivada al apuntador puntoPtr de la cla se b ase, que en la línea 55 se utiliza para invocar a la función m iem bro imprimir. E l com pilador d e C + + perm ite este “intercam bio” ya que un ob jeto d e una clase derivada “es un” ob jeto de su cla se base. Sin em bargo, y a pesar d e que el apuntador de la cla se base Punto apunta a un objeto de la cla se derivada circulo, se invoca a la



Capitulo 10

669

función m iem bro imprimir de la clase base Punto (en lugar de que se invoque a la función im primir de Circulo). C om o p uede verse por la salida de cada invocación d e la función m iem bro imprimir en este programa, la funcionalidad invocada depende d el tipo d el m anejador (es decir, el apuntador o tipo d e referencia) utilizado para invocar a la fun ción , no del tip o d el objeto al que apunta el manejador. (En la se cc ió n 10.2.4, cuando presentem os las fu n cio n es virtual, dem ostra rem os que e s p osible invocar la funcionalidad d el tipo de objeto, en v e z de invocar la funcionalidad del tipo d e manejador. V erem os que esto e s crucial para la im plcm cntación del com portam iento polimórfico: el tem a clave d e este capítulo.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 10.5: figl0_05.cpp // Cómo dirigir los apuntadores de clase base y clase derivada a los // objetos de clase base y clase derivada, respectivamente. •inelude using std::cout; using std::endl; using std::£ixed; •inelude

11 12 using std::setprecision; 13 14 •inelude "punto.h" // Definición de la clase Punto 15 •inelude "circulo.h" // Definición de la clase Circulo 16 17 int main() 18 { 19 Punto punto ( 30, 50 ); 20 Punto "puntoPtr - 0; // apuntador de la clase base

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Circulo circulo( 120, 89, 2.7 ); Circulo "circuloPtr - 0; // apuntador de la clase derivada // establecer formato numérico de punto flotante cout << fixed << setprecision( 2 ); // mostrar los objetos punto y circulo cout << "Imprimir objetos punto y circulo:" << "\nPunto: "; punto, imprimir () ; // invoca a la función imprimir de Punto cout << "\nCirculo: " j circulo, imprimir (); // invoca a la función imprimir de Circulo // dirigir el apuntador de la clase base al objeto de la clase base e imprimir puntoPtr - &punto; cout << "\n\nAl llamar a imprimir con el apuntador de la clase base apuntando al " << "\nobjeto de la clase base, se invoca a la función imprimir de la clase " << "base:\n"; puntoPtr->imprimir (); // invoca a la función imprimir de Punto

R g u ra 10.5

Asignación d e direcciones d e objetos d e clase base y clase derivada a apuntadores d e clase base y clase derivada. (Parte 1 d e 2.)


670

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

ftogramación orientada a objetos: polimorfismo

Capítulo 10

// dirigir al apuntador da la clasa darivada al objato da la clasa // darivada a imprimir circuloPtr - ¿circulo; cout << "\n\n Al llamar a imprimir con al apuntador de la clase " « "\derivada apuntando al nobjato da la clasa darivada, sa " « "invoca a la función imprimir de la clase derivada:\n"; circuloPtr->imprimir (); // invoca a la función imprimir da Circulo

// dirigir «1 apuntador da la claaa basa al objato da la clasa d e r ivada a imprimir p u n t o P t r - «¿circulo; c o u t << * \ n \ n A l l l a m a r a i m p r i m i r c o n a l a p u n t a d o r d a la c l a s a * << " b a s a a p u n t a n d o a l o b j a t o d a l a c l a s a d a r i v a d a , \ n s a i n v o c a a la f u n c i ó n i m p r i m i r d e l a c l a s e b a s a e n e s e o b j a t o

<< " da la clasa darivada: \n*; p u n t o P t r - > i m p r i m i r <) ; c o u t << andl;

// i n v o c a a l a f u n c i ó n i m p r i m i r

de

Punto

retura 0; } // f i n

da

main

Imprimir objetos punto y circulo: Punto: [30, 50] Circulo: Centro ■ [120, 891 ; Radio ■ 2.70 Al llamar a imprimir con al apuntador da la clasa basa apuntando al objato da la clase base, sa invoca a la función imprimir de la clase basa: [30, 50] Al llamar a imprimir con al apuntador da la clasa darivada apuntando al objato da la clasa darivada, sa invoca a la función imprimir da la clasa darivada: centro - [120, 891; radio - 2.70 Al llamar a imprimir con al apuntador da la clasa basa apuntando al objato da la clasa darivada, sa invoca a la función imprimir da la clasa basa an asa objato da la clasa darivada: [120, 89] Figura 10.5

Asignación d e direcciones de objetos de clase base y clase derivada a apuntadores d e clase base y clase derivada. (Parte 2 de 2.)

10.2.2 Dirigir los apuntadores de ciases derivadas a objetos de ciases base F.n la sección 10.2.1 asign am os la dirección de un objeto d e la clase derivada a un apuntador de la cla se base y ex p lica m o s que e l com pilador de C ++ perm ite esto , debido a q u e un objeto de la clase derivada e s un ob jeto de la cla se base. Ahora, tom am os el en fo q u e opuesto en la figura 10.6, diri g ien d o un apuntador d e la cla se derivada a un objeto de la cla se base. [Nota: E ste programa utiliza las cla ses P u n t o y C i r c u l o que aparecen en las figuras de la 10.1 a la 10.4.] La línea 8 crea un objeto P u n t o y ia línea 9 crea un apuntador C i r c u l o . La línea 12 intenta asignar la dirección del o b jeto p u n t o d e la clase base a c i r c u l o P t r . pero e l com pilador d e C + + genera un error. El c o m pilador evita esta asignación, ya que un P u n t o no e s un C i r c u l o . C onsidere la s con secu en cia s si e l com pilador permitiera esta asignación. A través d e un apuntador C i r c u l o p odem os invocar a



Capitulo 10

una función m iem bro de

671

Circulo, tal co m o establecerRadio. para e l objeto al que apunta el

apuntador (es decir, al ob jeto punto d e la cla se base). S in em bargo, e l ob jeto Punto n o cuenta con una función m iem bro establecerRadio, ni cuenta con un dato m iem bro radio que se pueda establecer. E sto podría provocar problem as, ya q u e la función m iem bro establecerRadio asu miría que hay un dato m iem bro radio que s e puede establecer en su “ubicación usual” en un o b jeto Circulo. C om o esta parte d e la m em oria no pertenece al objeto Punto, la función m iem bro establecerRadio podría sobrescribir otros datos im portantes en la m em oria que pertenece a un objeto distinto. El com pilador d e C + + permite esta asign ación si nosotros con vertim os explícitam ente la direc ción d el objeto de la clase base al tipo d el apuntador d e la clase derivada, lo cual verem os de manera m ás detallada en la sección 10.9. D esp ués de haber contem plado su s p oten ciales co n secu en cia s, tal vez usted s e pregunte por qué sería necesario realizar esta asignación. En programas q u e procesan objetos de clase base y clase derivada utilizando apuntadores d e la cla se base, só lo la s fun cion es d efi nidas en la clase base pueden invocarse m ediante lo s apuntadores de la m ism a. La con versión de apuntadores de clase base a apuntadores de cla se derivada (lo q u e tam bién se co n o ce co m o conver sión descendente o d ow n castin g) permite que un programa invoque la funcionalidad de la cla se deri vada para realizar operaciones esp ecíficas d e la cla se derivada en ob jetos d e la m ism a.

Error común de programación 10.1 Asignar ¡a dirección de un objeto de clase base a un apuntador de clase derivada (sin una conversión explícita) es un error de sintaxis.

Observación de ingeniería de software 10.1 Si la dirección de un objeto de clase derivada ha sido asignada a un apuntador de una de sus clases base directas o indirectas, es aceptable convertir nuevamente ese apuntador de clase base a un apun tador del tipo de la clase derivada. De hecho, esto debe hacerse para enviar los mensajes del objeto de la clase derivada que no aparecen en la clase base. ¡Nota: En ocasiones, utilizamos el término “mensaje" como sinónimo de “llamada a una función ",J

1 2 3 4 5 6

// Fig. 10.6: figl0_06.cpp // Cómo dirigir un apuntador da claaa derivada a un objeto de clase base. finelude "punto.h" // Definición de la clase Punto #inelude "circulo.h" // Definición de la clase Circulo

7

<

8 9 10 11 12 13 14 15 16

int main() Punto punto( 30, 50 ); Circulo "circuloPtr - 0; // dirigir el apuntador de clase derivada al objeto de clase base circuloPtr ■ apunto; // Error: un Punto no es un Circulo return 0; } // fin de main

C:\cmmcp4\ejemplos\capl0\figl0_06\Figl0_06.cpp(12) : error C2440: '■' : cannot convert from 'class Punto * ' to 'class Circulo *' Types pointed to are unralated; conversión requires reinterpret.cast, C-style cast or function-style cast R gura 10.6

Dirigir un apu n tod or d e clase derivada a un objeto d e clase base.


672


Capítulo 10

10.2.3 Llamadas a funciones miembro de clases derivadas medíante apuntadores de clases base M ediante el u so d e un apuntador de clase derivada, el com pilador n os perm ite invocar a todas las fun cion es m iem bro de la clase derivada. Por lo tanto, si un apuntador d e cla se derivada se dirige a un objeto de cla se base, y se intenta acceder a una función m iem bro que só lo exista en la cla se deri vada, e s m uy probable q u e se produzcan errores. Por lo tanto, co m o vim os en la sección 10.2.2 diri g ir un apuntador d e clase derivada a un objeto d e cla se base e s un error de com pilación. La figura 10.7 describe las con secu en cias de invocar una función m iem bro de clase derivada m e diante un apuntador d e cla se base. [Nota: Una vez m ás em plearem os las cla ses Punto y Circulo d e las figuras d e la 10.1 a la 10.4.1 La lín ea 9 crea a puntoPtr, un apuntador a un ob jeto Punto y la línea 10 crea un ob jeto Circulo. La línea 13 dirige a puntoPtr al objeto circulo de la cla se derivada. Si recuerda, en la sección 10.2.1 vim os que el com pilador de C + + permite esto , ya que

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// Fig. 10.7: figl0_07.cpp // Intento de invocar a las funciones miembro que sólo existen en / / l a clase derivada a través de un apuntador de la clase base. fine lude "punto.h" // Definición de la clase Punto finclude "circulo.h" // Definición de la clase Circulo int main() (

Punto *puntoPtr - 0; Circulo circuloí 120, 89, 2.7 ); // dirigir el apuntador de la clase base al objeto de la clase derivada puntoPtr - ¿circulo; // invocar a las funciones miembro de la clase base en el objeto // de la clase derivada a través del apuntador de la clase base int x - puntoPtr->obtenerX(); int y - puntoPtr->obtenerY(); puntoPtr->establecerX( 10 ); puntoPtr->establecerY( 10 ); puntoPtr->imprimir() ;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

// intentar invocar a las funciones miembro que sólo existen en / / l a clase derivada en el objeto de la clase derivada, a través del apuntador de la clase base double radio - puntoPtr->obtenerRadio {); puntoPtr->establecerRadio ( 33.33 ); double diámetro ■ puntoPtr->obtenerDiametro(); double circunferencia ■ puntoPtr->obtenerCircunferencia ()/ double area ■ puntoPtr->obtenerArea(); return 0; } // fin de main

Figura 10.7

Intento de Invocar funciones q u e sólo existen en la clase derivada mediante un apuntador de la clase base. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 10

673

C:\cmmcp4\ejemplos\capl0\figl0_07\figl0_07.cpp(25) t error C2039 s 'obtenerRadio' s is not a member of 'Punto' C j\cmmcp4 \examp 1e • \chl 0\£ igl 0_07 \punt o .h (6) t sea declaration of 'Punto' C :\cmmcp4\ejampios\capí0\£igl0_07\figl0_07.cpp(26) 'establecerRadio' : is not a member of 'Punto' C:\cmmcp4\ajamplos\capl0\figl0_07\punto.h(6) sea declaration of 'Punto'

error C2039:

t

t

C :\cmmcp4\ejampios\caplO\figl0_07\£igl0_07.cpp(27) t error C2039: 'obtenerDiametro' : is not a member of 'Punto' C ;\cmmcp4\ejampios\capí0\£igl0_07\punto.h (6) i see declaration of 'Punto' Ci\cmmcp4\ejemplos\capí0\£igl0_07\£igl0_07.cpp(28) i error C2039i 'obtenerCircunferencia' : is not a member of 'Punto' C t\cmmcp4\ejemplos\caplO\£igl0_07\punto.h (6) t sea declaration of 'Punto' C *\cmmcp4\ejampios\caplO\£igl0_07\figl0_07.cpp(29) t error C2039i 'obtenerArea' t is not a member of 'Punto' Ci\cmmcp4\ejampios\capí0\£igl0_07\punto.h (6) i see declaration of 'Plinto' R g u ra 10.7

Intento d e Invocar funciones q u e sólo existen en la clase derivada mediante un apuntador d e la clase base. (Parte 2 d e 2.)

Circulo “es un” Punto (en el sentido en que lo s ob jetos Circulo contienen toda la funcio Punto). Las líneas 17 a 21 invocan a las funciones m iem bro de la cla se base obtenerX, obtenerY. establecerX. establecerY c imprimir mediante el apuntador de la cla se base. Sabem os que puntoPtr está dirigido a un objeto Circulo, por lo que en las líneas 25 a 29 intentamos invocar a las funciones miembro de Circulo obtenerRadio, establecerRadio. obtenerDiametro. obtenerCircunf erencia y obtenerArea. E l com pilador de un

nalidad d e lo s ob jetos

C + + genera errores en cada una d e estas líneas, ya que no son fun cion es m iem bro de la clase base

Punto. E l manejador puede invocar só lo a las funciones que sean m iem bros del tipo de clase asocia do a ese manejador. (En este caso, m ediante un Punto * p od em os invocar só lo a las fun cion es m iem bro d e Punto obtenerX, obtenerY. establecerX. establecerY e imprimir.) 10.2.4 Funciones virtual En la sección 10.2.1 d irigim os un apuntador d e la clase base Punto a un objeto de la cla se derivada Circulo, desp ués in vocam os a la función m iem bro imprimir a través de ese apuntador. Recor d em os que el tipo d e datos del m anejador es el que determ ina la funcionalidad de la clase a invocar. En e s e caso, e l apuntador de Punto in vocó a la función m iem bro imprimir de Punto d esd e el Circulo, a pesar de que el apuntador estaba dirigido a un Circulo q u e tenía su propia fu n d ó n imprimir. Ahora, con las fu n cion es virtual el tipo d el objeto al que se está apuntando, y n o el tip o d el manejador, e s el que determ ina cuál versión d e una fu n d ó n virtual se invocará. Primero an alicem os por qué son útiles las fu n cion es virtual. Supongam os que un conjunto de cla ses d e figuras co m o Circulo, Triangulo, Rectángulo. Cuadrado, etcétera, se deri van d e la clase base Figura. En la program ación orientada a ob jetos, a cada una de estas cla ses se le podría dar la habilidad de dibujarse a sí m ism a m ediante una función dibujar. A unque cada cla s e tien e su propia función dibujar, ésta e s diferente para cada figura. Al dibujar una figura.


674


Capítulo 10

cualquiera q u e ésta sea, resultaría con ven iente tener la capacidad d e tratar a todas estas figuras g e néricam ente co m o ob jetos d e la cla se base Figura. Posteriorm ente, para dibujar cualquier figura podríam os utilizar un apuntador de la clase base Figura para invocar a la función dibujar y dejar que el programa determ ine d i n á m i c a m e n t e (es decir, en tiem po de ejecu ción ) qué función di

bujar de clase derivada s e d eb e utilizar, con b ase en el tipo d el ob jeto al que e sté apuntando el apuntador de la clase base Figura, en cualquier m om ento dado. Para perm itir este tipo de com portam iento, declaram os a dibujar en la cla se base co m o f u n c i ó n virtual, y s o b r e s c r i b i m o s a dibujar en cada una de las cla ses derivadas para dibujar la fi gura apropiada. D esd e la perspectiva d e im ple m entación, sobrescribir una función e s exactam ente lo m ism o que redefinir una (que es el m étodo que hem os estado utilizando hasta ahora). U na función q u e se sobrescribe en una cla se derivada tien e la m ism a firma que la función a la que se sobrescribe en su cla se base. Si no declaram os la función de la cla se base co m o virtual, p odem os redefinir esa función. Por el contrario, s i declaram os la función de la cla se b ase c o m o virtual, deb em os sobrescribir esa función. U na función se declara co m o virtual anteponiendo al prototipo d e la m ism a la palabra clave virtual en la clase base. Por ejem plo:

virtual void dibujar() const; aparecería en la cla se base Figura. El prototipo anterior declara que la función dibujar es una fun ción virtual constante, que no recibe argum entos y no d ev u elv e nada.

Observación de ingeniería de software 10.2 Una vez que una función se declare como virtual, a partir de ese momento seguirá siendo vir tual en lodos los niveles inferiores de la jerarquía de herencia, incluso si esa función no se declara explícitamente como virtual cuando una clase la sobrescriba.

Buena práctica de programación 10.1 Aún y cuando ciertas funciones son implícitamente virtual debido a una declaración que se haya hecho en un nivel más alto en la jerarquía de clases, debe declarar explícitamente estas funciones virtual en cada uno de los niveles inferiores de la jerarquía partí promover la claridad del programa.

Tip de prueba y depuración 10.1 Cuando un programador explora una jerarquía de clases para localizar una clase que desea reutilizar, es posible que una función en esa clase exhiba un comportamiento de función virtual, aún y cuan do no se declare explícitamente como virtual. Esto ocurre cuando la clase hereda una función virtual de su cíase base y puede ocasionar pequeños errores de lógica Dichos errores pueden espi tarse si se declara explícitamente a todas las funciones virtuales con virtual.

Observación de ingeniería de software 10.3 Cuando una clase derivada elige no sobrescribir a una función virtual de su clase base, la clase derivada simplemente hereda la imple mentación de la función virtual de su base clase. Si el programa invoca a una función virtual a través d e un apuntador de la cla se b ase que apunte a un ob jeto de la cla se derivada (por ejem p lo, apuntadorPtr- >dibu jar ( ) ) , el progra m a elegirá a la función dibujar de la d a s e derivada apropiada basándose dinám icam ente en e l tipo d el objeto, n o en el tipo d el apuntador. El p roceso d e eleg ir la función apropiada a llam ar en tiem po de ejecu ción se co n o ce co m o vinculación dinám ica. C uando se llam a a una función virtual m ediante una referen d a a un ob jeto esp e cífic o por nom bre y utilizando el operador punto para seleccio n a r m iem bros (por ejem p lo. cuadradoObjeto. dibu jar ( ) ) , la invocación de la función se resuelve en tiem po d e com pilación (esto se conoce co m o vinculación estática) y la fu n d ón virtual que se llam a es la que está definida por (o here dada por) la clase d e e se ob jeto esp ecífico. Por lo tanto, la vin cu lación dinám ica con las funciones virtuales ocurre só lo con m anejadores que sean apuntadores (y, co m o pronto verem os, referencias).



Capitulo 10

675

A hora q u e h em os hablado sobre la m otivación para las fun cion es virtuales, m odificarem os el programa que aparece en la s figuras de la 10.1 a la 10.5 para incorporar las fun cion es virtuales. Las figuras 10.8 y 10.9 son lo s archivos de encabezado para las cla ses P u n to y C i r c u l o , respectiva m ente. O bserve que la única diferencia entre esto s archivos y lo s de las figuras 10.1 y 10.3 e s que esp ecificam os la función m iem bro im p r im ir de cada cla se c o m o v i r t u a l (lín ea 17 d e la figura 10.8 y línea 22 de la figura 10.9). C om o la función im p r im ir es v i r t u a l en la cla se P u n to , la función im p r im ir de la cla se C i r c u l o sobrescribe a la de la cla se Punto. A hora, si dirigim os un apuntador de la clase base P u n to a un ob jeto de la cla se derivada C i r c u l o , y el programa uti liza e s c apuntador para llam ar a la función im p r im ir , se invocará la función im p r im ir del ob je to C i r c u l o . N o hay cam bios en las im plem cn tacion es d e las fun cion es m iem bro d e las clases P u n to

y

C irc u lo ,

por lo que reutilizam os las version es de las figuras 10.2 y 10.4.

1 // Fig. 10.8: punto.h 2 // La definición de la clase Punto representa un par de coordenadas x-y. 3 •ifndef PUNTO_H 4 •define PUNTO_H c O 6 class Punto { 7 8 public: 9 Punto( int - 0, int - 0 ); // constructor predeterminado 10 11 void establecerle int ); // establecer x en el par de coordenadas 12 int obtenerlo const; // devolver x del par de coordenadas 13 14 void establecerY( int ); // establecer y en el par de coordenadas 15 int obtenerYO const; // devolver y del par de coordenadas 16 17 virtual void imprimiré) const; // mostrar objeto Punto 18 19 private: 20 int x; //la parte correspondiente a la x del par de coordenadas 21 int y; //la parte correspondiente a y del par de coordenadas 22 23 ); // fin de la clase Punto 24 25 •endif

Figura 10.8

1 2 3 4

El archivo de e n ca b e za d o de la clase com o v ir tu a l .

P u n to

declara a la función

im p r im ir

// Fig. 10.9: circulo.h / / L a clase Circulo contiene un par de coordenadas x-y y el radio. tifndef CIRCULO H «define CIRCULOJH

5 6 7 8

«inelude "punto.h " class Circulo

s

// Definición de la clase Plinto

public Punto {

9 Figura 10.9

El archivo d e e n ca b e za d o d e la clase C i r c u l o declara a la función im p r im ir c o m o v i r t u a l . (Parte 1 d e 2.)


676


Capítulo 10

10 public:

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

// constructor predeterminado Circulo( int - 0, int - 0, double - 0.0 ); void establecerRadio( double ); double obtenerRadio() const;

// establecer si radio // devolver el radio

double obtenerDiametro () const; // devolver el diámetro double obtenerCircun£erencia()const; // devolver la circunferencia double obtenerArea() const; // devolver el área

21

22 virtual void imprimir{) const; // mostrar el objeto Circulo 23 24 prívate: 25 double radio; //El radio del circulo 26 27 }; // fin de la clase Circulo 28 29 iendif Figura 10.9

El archivo d e e n ca b e za d o d e la clase Circulo declara a la función imprimir com o virtual. (Parte 2 de 2.)

M od ificam os la figura 10.5 para crear el programa d e la figura 10.10. Las lín eas 41 a 53 d em ues tran de nuevo q u e un apuntador de Punto dirigido a un ob jeto Punto puede utilizarse para in vo car la funcionalidad de Punto, y un apuntador de Circulo dirigido a un objeto Circulo puede utilizarse para invocar la funcionalidad de circulo. La línea 5 6 dirige el apuntador puntoPt r de la cla se base al ob jeto circulo de la clase derivada. O b serve que, cuando la línea 6 0 invoca a la función m iem bro imprimir a través del apuntador de la cla se base, se in voca la función m iem bro imprimir de la cla se derivada Circulo, por lo q u e la línea 6 0 muestra un texto d iferente a l que m uestra la línea 55 en la figura 10.5 (cuando la función m iem bro imprimir no estaba declarada co m o virtual). P odem os ver q u e al declarar una función m iem bro virtual el programa puede determ inar cuál función d eb e invocar con base en el tipo de objeto al q u e apunta el manejador, en v e z d e basarse en e l tipo d el manejador. La d ecisió n acerca d e cuál función se debe llam ar e s un ejem p lo de polim orfism o. O bserve que. si puntoPtr apuntara a un objeto Plinto en vez de apun tar a un objeto Circulo, se invocaría la función imprimir de la clase Punto. Por en d e, el m ism o m ensaje (que en este caso e s imprimir) que se en vía a una variedad d e objetos (m ediante un apun tador de la cla se base) toma “m uchas form as”; e s por esto que se utiliza el térm ino polim orfism o.

1 2 3 4 5 6 7 8

// Fig. 10.10: figl0_10.cpp // Presentando el polimorfismo, las funciones virtuales y la // vinculación dinámica. ffinclude using std::cout; using std::endl; using std::fixed;

9 Figura 10.10

Demostración del polimorfismo m ediante la Invocación d e una función virtual de una clase derivada a través d e un apuntador de la clase base que apunta a un objeto d e la clase derivada. (Parte 1 de 3.)



Capitulo 10

677

10 fine lude 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61

using std::setprecieion; finelude "punto.h* // Definición de la claae Punto •inelude "circulo.h* // Definición de la claae Circulo int main() (

Punto punto( 30, 50 ); Punto ‘puntoPtr - 0; Circulo circulo( 120, 89, 2.7 )/ Circulo ‘circuloPtr - 0; // establecer formato numérico de punto flotante cout << fixed << setprecision( 2 ); // mostrar loa objetos punto y circulo usando vinculación estática cout << "Invocando a la función imprimir en los objetos " << "\npunto y circulo con vinculación estática * << *\n\nPunto« *; punto.imprimir(); // vinculación estática cout << "\nCirculo: *; circulo.imprimir()/ // vinculación estática // mostrar los objetos punto y circulo usando vinculación dinámica cout << "\n\nInvocando a la función imprimir en los objetos * < < "Xnpunto y circulo con vinculación dinámica*; // dirigir el apuntador de la clase base al objeto de la clase base e imprimir puntoPtr - tpunto; cout << "\n\n Al llamar a la función virtual imprimir con el apuntador de la * << "\nclase base apuntando al objeto de la clase base,* « "\nse invoca a la función imprimir de la clase base:\n*; puntOPtr->imprimir(); // dirigir el apuntador de la clase derivada al objeto de la clase derivada // e imprimir circuloPtr ■ ¿circulo; cout « "\n\nAl llamar a la función virtual imprimir con el apuntador de la * « "\nclase derivada apuntando al objeto de la clase derivada, " << "\nsa invoca a la función imprimir de la clase derivada:\n*/ circuloPtr- >imprimir () ; // dirigir el apuntador de la clase base al objeto de la clase derivada e imprimir puntoPtr ■ ¿circulo; cout << "\n\nAl llamar a la función virtual Imprimir con el apuntador de la * « "\nclase base apuntando al objeto de la clase derivada * « "\nsa invoca a la función imprisiir de la clase derivada: \n*; puntoPtr->imprimir (); // polimorfismo: invoca a la función imprimir de circulo cout << endl;

figura 10.10

Demostración del polimorfismo mediante la Invocación d e una función virtual de una clase derivada a través de un apuntador d e la clase base que a p u n ta a un objeto d e la clase derivada. (Parte 2 d e 3.)


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62 63 64 65


Capítulo 10

retura 0; ) // fin de main

Invocando a la función imprimir en loe objetos punto y circulo con vinculación estatice Punto: [30, 50] Circulo: Centro - [120, 89]; Radio "2.70 Invocando a la función imprimir en los objetos punto y circulo con vinculación dinámica Al llamar a la función virtual imprimir con el apuntador de la clase base apuntando al objeto de la clase base, se invoca a la función imprimir de la clase base: [30, 50] Al llamar a la clase derivada se invoca a la Centro ■ [120,

función virtual imprimir con el apuntador de la apuntando al objeto de la clase derivada, función imprimir de la clase derivada: 89]; Radio ■ 2.70

Al llamar a la función virtual imprimir con el apuntador de la clase base apuntando al objeto de la clase derivada se invoca a la función imprimir de la clase derivada: Centro - [120, 89]; Radio - 2.70 Figura 10.10

Demostración del polimorfismo m ediante la Invocación d e una función virtual de una clase derivada a través d e un apuntador de la clase base que apunta a un objeto d e la clase derivada. (Parte 3 de 3.)

A pesar de que un objeto de cla se derivada tam bién “e s un” ob jeto de la cla se base, los objetos d e la clase derivada y d e la clase base son ciertam ente distintos. C om o lo h em os d ich o anteriorm en te. lo s objetos de la cla se derivada pueden tratarse co m o si fueran ob jetos de la cla se base. Ésta es una relación lógica, ya que la cla se derivada con tien e a todos lo s m iem bros d e la cla se base, pero la clase derivada puede tener m iem bros ad icion ales que pertenezcan só lo a esa cla se derivada. Por esta razón, no se perm ite dirigir un apuntador de cla se derivada a un ob jeto d e cla se base sin una conver sión explícita; dicha asignación dejaría in definid os a lo s m iem bros que pertenezcan s ó lo a la clase derivada en e l objeto d e la clase base. H em os visto cuatro maneras d e dirigir lo s apuntadores d e d a s e base y lo s d e cla se derivada a lo s o b jetos de clase base y d e clase derivada: 1. D irigir un apuntador d e cla se base a un ob jeto de cla se base e s un proceso sim ple. 2. D irigir un apuntador d e cla se derivada a un ob jeto de cla se derivada tam bién es un proceso sim p le. 3. D irigir un apuntador de clase base a un ob jeto de clase derivada es a lg o seguro, ya que el ob jeto de la clase derivada es un objeto d e su cla se base. Sin em bargo, este apuntador pue d e utilizarse para invocar só lo a la s fu n cio n es m iem bro de la clase base. S i este c ó d ig o hace referencia a m iem bros que só lo pertenezcan a la cla se derivada a través d el apuntador de la clase base, e l com pilador reporta errores. 4. AI dirigir un apuntador de clase derivada a un objeto de cla se base se genera un error de com p ilación. Para evitar este error, el apuntador d e la cla se derivada debe convertirse pri


Capitulo 10


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m ero a un apuntador de la cla se base en forma explícita. S i el objeto al que está apuntando el apuntador no es un objeto d e la cla se derivada, esta operación puede ser peligrosa. La sección 10.9 dem uestra có m o asegurarse q u e dicha conversión se realice só lo si el ob jeto es un objeto d e la clase derivada.

Error común de programación 10.2 Después de dirigir un apuntador de clase base a un objeto de clase derivada, si se intenta referenciar a los miembros que pertenezcan sólo a la clase derivada con el apuntador de la clase base se produce un error de compilación.

Error común de programación 10.3 Si se trata un objeto de clase base como un objeto de clase derivada, pueden producirse errores.

10.3 Ejemplos de polimorfismo En esta sección verem os varios ejem p los de polim orfism o. Si la cla se Rectángulo se deriva de la clase Cuadrilátero, entonces un objeto Rectángulo e s una versión m ás esp ecífica de un ob je to Cuadrilátero. C ualquier operación (co m o calcular el perímetro o el área) que pueda realizar se con un ob jeto de la clase Cuadrilátero tam bién puede realizarse co n un objeto de la cla se Rectángulo. D ichas operaciones tam bién pueden realizarse con otros tipos d e Cuadrilá teros. com o Cuadrados. Paralelogramos y Trapezoides. C uando un programa invoca a una función virtual a través de un apuntador o referencia a una cla se base (es decir. Cuadri látero), C + + e lig e m ediante el p olim orfism o la fu n ción correcta para la cla se a partir de la cual se creó la instancia d el objeto. A nalizarem os este com portam iento en ejem p los posteriores. Suponga que diseñam os un videojuego que manipula objetos de diversos tipos, incluyendo objetos de las cla ses Marciano. Venuciano. Plutoniano. NaveEspacial y RayoLaser. A dem ás, im agine q u e cada una d e estas c la ses hereda de la cla se base com ún llam ada objetoEspacial, que contiene la función miembro dibujar. Cada clase derivada im plcm cnta esta función. Un programa administrador de pantallas mantendría un contenedor (co m o un vector de ob jetos objetoEspacial) de apuntadores a o b jeto s d e la s diversas cla ses. Para actualizar la pantalla, el administrador de pantallas enviaría periódicam ente a cada objeto el m ism o m ensaje, en este ca so

dibujar. Sin em bargo, cada ob jeto responde en forma única. Por ejem p lo, un objeto Marciano podría dibujarse a sí m ism o en color rojo y co n e l núm ero apropiado d e antenas. U n objeto Na veEspacial podría dibujarse a s í m ism o co m o un brillante p latillo volador d e co lo r plateado. Un objeto RayoLaser podría dibujarse a s í m ism o co m o un brillante rayo rojo a lo largo d e la panta lla. N uevam ente, el m ism o m ensaje (en este caso, dibu jar) en viad o a una variedad de ob jetos ten dría “m uchas form as” de resultados; de aquí q u e s e utilice el térm ino polim orfism o. U n administrador de pantallas polim órfico facilita que se agreguen, con m ínim as m odificaciones al código, nuevas clases a un sistem a. Suponga que necesitam os agregar objetos de la clase Mercuriano a nuestro videojuego. Para ello , d eb em os crear una clase Mercuriano que herede de ObjetoEs pacial. pero que proporcione su propia d efin ición d e la función m iem bro dibujar. A sí, cuando los ob jetos de la clase Mercuriano aparezcan en el contenedor, el programador no necesitará m o dificar el cód ig o d el administrador de pantallas. Este administrador invocará a la fun ción m iem bro dibu jar de cada objeto en el contenedor, sin importar el tipo del objeto, por lo que los nuevos objetos Mercuriano sim p lem en te “se integran sin problem as”. Por lo tanto y sin necesidad d e m odificar el sistem a (más que para creare incluir las clases en sí), los programadores pueden utilizar el polim or fism o para incluir cla ses ad icion ales que no se hayan con sid erado al m om ento de crear el sistem a. Con el polim orfism o, una función puede hacer que ocurran distintas acciones, dependiendo del tipo del objeto sobre el que se invoca la función. Esto da al programador una enorm e capacidad expresiva.


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Capítulo 10

Observación de ingeniería de software 10.4 Con las funciones virtual y el polimorfismo, el programador puede concentrarse en las generalida des y dejar que el entorno en tiempo de ejecución se encargue de los aspectos específicos. El progra mador puede hacer que una amplia variedad de objetos se comporten de manera adecuada a ellos, sin siquiera conocer sus tipos (siempre y cuando esos objetos pertenezcan a la misma jerarquía de heren cia y se utilicen a través de un apuntador de la clase base común).

Observación de ingeniería de software 10.5 El polimorfismo promueve la extensibilidad: el software escrito para invocar el comportamiento polimórfico se escribe en forma independiente de los tipos de objetos a los que se envían los mensajes. Por lo tanto, pueden incorporarse en dicho sistema nuevos tipos de objetos que puedan responder a los mensajes existentes sin necesidad de modificar el sistema básico. Sólo debe modificarse el código cliente que crea instancias de los nuevos objetos, para dar cabida a nuevos tipos.

1 0 .4 C a m p o s d © t i p o s y e s t r u c t u r a s s w i t c h U na manera de determinar el tipo de un objeto que se incorpora a un programa m ás grande es m e diante e l uso d e una estructura switch. E sto n os permite hacer distincion es entre lo s tipos de obje to s y lu ego invocar una acción apropiada para un objeto esp ecífico. Por ejem plo, en una jerarquía de figuras en la que cada objeto figura tiene un atributo tipoFigura, una estructura switch podría com probar el tipoFigura del objeto para determinar qué función imprimir se debe llamar. Sin em bargo, e l u so de la lógica d e switch provoca que los programas estén ex p u esto s a una variedad d e problem as p otenciales. Por ejem p lo, e l programador podría olvid arse d e incluir una eva luación de tipo cuando ésta s e requiera, o podría olvidarse de evaluar todos lo s p osibles ca so s en una estructura switch. Al m odificar un sistem a basado en switch agregando nuevos tipos, el progra m ador podría olvidarse d e insertar lo s nuevos ca so s en todas las estructuras switch relevantes. Cada adición o elim inación d e una clase requiere de la m odificación de cada una de las estructuras switch en el sistem a; tratar de llevar el orden en estas instrucciones puede llegar a ser un proceso largo y propenso a errores.

Observación de ingeniería de software 10.6 La programación polimórfica puede eliminar la necesidad de una lógica innecesaria basada en switch. Mediante el uso del mecanismo polimórfico de C++ para implementar la lógica equivalen te, los programadores pueden evitar los tipos de errores que están generalmente asociados con la lógi ca de switch

Tip de prueba y depuración 10.2 Una consecuencia interesante del uso del polimorfismo es que los programas adquieren una aparien cia simplificada Contienen menos lógica de ramificaciones y un código secuencial más simple. Esta simplificación facilita los procesos de prueba depuración y mantenimiento del programa

1 0 .5 C l a s e s a b s t r a c t a s A l pensar en una cla se co m o un tipo, asu m im os que lo s programas crearán objetos de ese tipo. Sin em bargo, existen ca so s en lo s que es útil definir cla ses para las que el programador no pretende instanciar objetos. D ich as c la ses s e denom inan clases abstractas. D eb id o a q u e éstas s e utilizan g e neralm ente co m o c la ses b ase en las jerarquías d e herencia, n os referim os a ella s co m o cla ses base

abstractas. E stas c la ses no pueden utilizarse para instanciar ob jetos ya que, co m o verem os, las cla s e s abstractas están incom pletas. Las cla ses derivadas deben definir las “piezas que faltan". En las se cc io n e s 10.6 y 10.9 crearem os programas con cla ses abstractas.


Capitulo 10


681

El propósito de una clase abstracta es proporcionar una cla se base apropiada, a partir d e la cual puedan heredar otras clases. A sí, las cla ses que pueden utilizarse para crear instancias d e objetos se co n ocen co m o clases concretas. D ich a s cla ses proporcionan im plem en tacion es d e cada función que definen. Podríam os tener una cla se base abstracta llamada FiguraBidimensional y derivar de ella cla ses concretas co m o Cuadrado. Circulo y Triangulo. Tam bién podríam os tener una clase base abstracta llamada FiguraTridimeneional y derivar d e ella c la se s concretas co m o Cubo, Esf ara y Cilindro. L as c la ses base abstractas son d em asiad o genéricas co m o para d e finir ob jetos reales; necesitam os ser m ás esp ecífico s para poder pensar en ¡nstanciar objetos. Por ejem p lo, si algu ien le d ice a usted que “dibuje la figura,” ¿qué figura dibujaría? l-as cla ses concretas proporcionan lo s asp ectos esp e cífic o s que hacen que se a razonable e l crear instancias de objetos. Una jerarquía de herencia no necesita contener c la ses abstractas pero, co m o verem os, m uchos buenos sistem as orientados a ob jetos tien en jerarquías de cla ses encabezadas por cla ses base ab s tractas. En algunos ca so s, las c la ses abstractas constituyen lo s prim eros n iveles superiores de la j e rarquía. Un buen ejem p lo d e esto e s la jerarquía de figuras que s e muestra en la figura 9 .3 , la cual em p ieza con la clase base abstracta Figura. En el sigu ien te nivel d e la jerarquía ten em os d o s cla se s base abstractas más, FiguraBidimensional y FiguraTridimensional. FJ siguiente nivel d e la jerarquía define clases concretas para las figuras bidim ensionales (llam adas Circulo. Cua drado y Triangulo) y para las figuras tridim ensionales (llam adas Esfera. Cubo y Tetraedro). Para que una clase sea abstracta se debe declarar co m o "pura” una o m ás d e su s fu n cion es vir tual. U na f u n d ó n virtual p ura con tien e un iniciaU zador - 0 en su declaración, co m o en:

virtual void dibujar() const - 0;

// función virtual pura

Por lo general, las funciones virtual puras no proporcionan im plem entaciones. Cada clase d e rivada concreta debe sobrescribir a todas las funciones virtual puras de la clase base y ofrecer ¡mplem entaciones concretas de las m ism as. La diferencia entre una función virtual y una función virtual pura es que la primera tiene una im plcm cntación y da a la clase derivada la opción de s o brescribir la función; en contraste, una función virtual pura no proporciona una ¡m plem entación y requiere q u e la cla se derivada sobrescriba a la función (para que esa clase derivada sea concreta).

Observación de ingeniería de software 10.7 Una clase abstracta define a una interfaz piíblica común para las diversas clases en una jerarquía de clases. Una clase abstracta por lo general contiene una o más funciones v i r t u a l puros que la cla se derivada debe sobrescribir.

Error común de programación 10.4 Tratar de instanciar un objeto de una clase abstracta, produce un error de compilación.

Error común de programación 10.5 El no sobrescribir unafunción v i s r t u a l pura en una clase derivada y luego intentar crear instancias de objetos de esa dase derivada es un error de compilación.

Observación de ingeniería de software 10.8 Una clase abstracta debe tener al menos una función virtual pura. Una clase abstracta también puede tener datos miembro y funciones concretas (incluyendo constructores y destructores), que están suje tos a las reglas comunes de la herencia por las clases derivadas. A unque no p odem os instanciar ob jetos de cla ses base abstractas, podem os utilizar dichas clases para declarar apuntadores y referencias q u e pueden referirse a lo s ob jetos d e cualquier clase con cre ta que s e derive de estas c la se s abstractas. L os programas generalm ente utilizan d ich os apuntadores y referencias para manipular d ich os ob jetos d e cla ses derivadas m ediante el polim orfism o.


682


Capítulo 10

C onsiderem os otra aplicación del polim orfism o. Un administrador d e pantallas n ecesita mostrar una diversidad de ob jetos, incluyendo los n uevos tipos de objetos q u e e l programador agregue al sis tem a d esp u és d e escribir el administrador d e pantallas. P uede ser que el sistem a n ecesite desplegar varias figuras, co m o Circulo. Triangulo o Rectángulo, las cu ales se derivan d e la cla se base abstracta Figura. E l administrador de pantallas utiliza apuntadores Figura * para administrar los o b jetos a desplegar. Para dibujar cualquier objeto (sin importar el nivel en el que aparezca la clase de esc objeto en la jerarquía d e herencia) el administrador de pantallas utiliza un apuntador de clase ba se al objeto para invocar la función dibujar de ese objeto, la cual es una función virtual pura en la cla se base Figura; por lo tanto, cada cla se derivada d eb e im plcm cntar la función dibu jar. Ca da objeto Figura en la jerarquía d e herencia sabe có m o dibujarse a s í m ism o. E l administrador de pantallas no tien e que preocuparse por con ocer el tipo de cada objeto, o de si alguna v e z ha en co n trado objetos de e s c tipo. El polim orfism o es particu lam iente efectiv o para la im ple m entación de sistem as de softw are en capas. Por ejem p lo, en lo s sistem as operativos, cada tipo de d ispositivo físic o puede operar en for m a bastante distinta a los dem ás. In clu so a sí, los co m a n d o s para leer o escribir datos d esd e y hacia lo s d isp ositivos podrían tener una cierta uniform idad. E l m ensaje de escritura q u e se envía a un o b je to controlador de d isp ositivo necesita interpretarse específicam ente dentro del contexto de esc co n trolador de d ispositivo, y d e có m o m anipula e s e controlador de d ispositivo a los d isp o sitiv o s de un tipo esp ecífico . Sin em bargo, la llam ada de escritura en sí en realidad no es diferente a la escritura a cualquier otro d isp ositivo del sistem a, ya que sim p lem en te co lo ca alguna cantidad de b ytes de me moria en e s e dispositivo. Un sistem a operativo orientado a o b jeto s podría utilizar una cla se b ase abs tracta para proporcionar una interfaz apropiada para todos lo s controladores d e d isp ositivos. Luego, por m edio de la herencia a partir de la clase base abstracta, se forman clases derivadas que operan e n forma sim ilar. Las capacidades (e s decir, las fun cion es public) ofrecidas por lo s controladores d e d isp ositivos se proporcionan co m o fun cion es virtual puras en la cla se base abstracta. L as ¡mp lcm cn tacion es de estas fu n cion es virtual puras se proporcionan en la s c la ses derivadas que c o rresponden a lo s tipos esp e cífic o s de controladores de dispositivos. En la program ación orientada a objetos e s com ún definir una clase iteradora que pueda recorrer todos los ob jetos en un contenedor (com o un arreglo). Por ejem p lo, un programa puede im prim ir una lista d e los ob jetos en un vector al crear un objeto iterador y lu eg o utilizarlo para obtener el si gu ien te elem en to d e la lista cada vez que se llam e al iterador. Los iteradores se utilizan com únm ente en la program ación polim órfica para recorrer un arreglo o una lista enlazada de apuntadores a ob je tos d esd e varios n iveles d e la jerarquía. L os apuntadores en una lista a sí son todos apuntadores de la cla se base. (El capítulo 21, B ib lioteca estándar de plantillas (S T L ), presenta un estudio detenido de lo s iteradores.) U na lista d e apuntadores a ob jetos de la cla se base FiguraBidimensional po dría contener apuntadores a objetos de las cla ses Cuadrado, Circulo. Triangulo y así, su cesi vam ente. S i u tilizam os el polim orfism o para enviar un m ensaje dibujar, a través d e un apuntador

FiguraBidimensional * , a cada ob jeto en la lista haría que cada ob jeto se dibujara correcta m ente en la pantalla.

10.6 Caso de estudio: herencia de interfaz y de implementación Esta secció n analiza nuevam ente la jerarquía Punto, Circulo, Cilindro que exp loram os en el cap ítulo 9. En e ste ejem p lo, la jerarquía em p ieza con la cla se b ase abstracta Figura, que d efine la “ interfaz” para la jerarquía (es decir, el conjunto de fun cion es que un programa puede invocar en to d o s lo s objetos Figura). L a clase Figura o frece cuatro funciones: obtenerArea. obtenervolumen. obtenerNombre e imprimir. El diagrama d e la figura 10.11 m uestra a cada una de las cuatro cla ses en la jerarquía, y a cada una de la s cuatro fun cion es d efinidas en la cla se Figura.



Capitulo 10

683

Para cada clase, el diagram a m uestra lo s resultados d esead os de cada función. O bserve que la cla se esp ecifica 0” para las fu n cion es obtenerN om bre c im p r im ir. H acem os esto para indicar que obtenerN om bre e im p r im ir son fun cion es v i r t u a l puras. U na im ple m entación predeterminada no tiene sentido para cada una de estas fun cion es, ya que no hay suficiente infor m ación para determinar qué cadena regresaría obtenerN om bre o qué debería mostrar la función im p rim ir. Cada subclase sobrescribe a estas fun cion es para ofrecer im ple m entaciones apropiadas. Las fu n cion es o b te n e r A r e a y obte n erV o lu m en tienen im plcm cn tacion cs predeterm inadas F ig u ra

que devuelven e l valor 0 .0 . La clase P u n to hereda estas im plem entaciones; lo s P lin to s cierta m ente tienen un área d e 0 . 0 y un volum en de 0 . 0. La cla se C i r c u l o hereda la im plem entación predeterminada de o b tenerV olum en (lo s C i r c u i o s ciertam ente tienen un volum en de 0 .0 ) y sobrescribe a la función o b te n e r A r e a para calcular la verdadera área de un círculo. Por últim o, la clase C i l i n d r o sobrescribe tanto a o b te n e r A r e a co m o a o b ten erV o lu m en para realizar los cálcu los apropiados para un cilindro.

Observación de ingeniería de software 10.9 Una clase derivada puede heredar la interfaz o la implementación de una clase base. Las jerarquías áseñadas para la herencia de implementación suelen tener su funcionalidad en los niveles altos de la jerarquía: cada clase derivada nueva hereda una o más funciones miembro que fueron definidas en una clase base: y la nueva clase derivada utiliza las definiciones de la clase base. Las jerarquías diseña das para la herencia de interfaz suelen tener su funcionalidad en los niveles más bajos de la jerarquía: una clase base especifica una o más funciones que deben definirse para cada clase en la jerarquía (es decir, tienen la misma firma), pero las clases derivadas individuales proporcionan sus propias implementaciones de la(s) función(es). La jerarquía en e ste ejem p lo dem uestra m ecánicam ente el poder d el polim orfism o. En lo s ejer c ic io s exploram os una jerarquía de figuras m ás substancial. El archivo d e en cab ezad o de F i g u r a (figura 10.12) define las fun cion es v i r t u a l o b te n e r A r e a y obten erV o lu m en (lín ea s 15 y 18) y las fun cion es v i r t u a l puras obtenerN om bre e im p r im ir (lín eas 21 -2 2 ). Todas las figu ras tienen un área y un volum en, por lo q u e las fun cion es v i r t u a l o b te n e r A r e a y o b t e n e r Volumen devu elven el área y el volum en de la figura, respectivam ente. El volum en d e las figuras b idim ensionalcs siem pre e s cero, m ientras que las figuras tridim ensionales tienen un volu m en p o si tivo, distinto d e cero. En la im plem entación de la cla se F i g u r a (figura 10.13), las fu n cion es virtua les o b te n e r A r e a (líneas 10-14) y o b ten erV o lu m en (lín eas 17-20) d evu elven cero, de manera

o b tan arA raa

o b te n a rV o lu m e n

o b ten erN o m b re

F ig u ra

0 .0

0 .0

P u n to

0 .0

0 .0

■ P un to -

C ir c u lo

X r3

0 .0

•C ir c u lo "

-

0

im p r im ir

-

0

tx ,y ]

c e n tro » [x ,y ]; ra d io -r c e n tro -[x ,y ];

C ilin d r o

2 x A + 2xrh

■ C ilin d ro -

ra d io -r; a ltu ra -h

Rgura 10.11

Definición d e la Interfaz pollmórfica para las clases de la jerarquía d e


Figura

684

fiogramación orientada a objetos: polimorfismo

Capítulo 10

predeterminada. L o s programadores sobrescriben a estas fun cion es en las cla ses concretas derivadas con la s im plcm cn tacion cs apropiadas (v ea la figura 10.11). D eclaram os las fu n cion es o b t e n e r N o m b r e e i m p r i m i r (lín eas 2 1 -2 2 de la figura 10.12) co m o fun cion es virtuales puras, por lo que la s cla ses derivadas que hereden directam ente d e F i g u r a d eben im plem entar estas fun cion es para convertirse en cla ses concretas.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 10.12: figura.h // Dafinición da la claaa basa abstracta Figura. tifndaf FIGURA_H «define FIGURA H «include

// Clase string estándar da C++

using std::string; class Figura {

11 12 public: 13 14 // función virtual que devuelva al área da la figura 15 virtual double obtenerArea() const; 16 17 // función virtual que devuelve al volumen de la figura 18 virtual double obtenerVolumen() const; 19 20 // funcionas virtuales puras; sobrescritas en las clases derivadas 21 virtual string obtenerttombre() const • 0; // devolver el nombre de la figura 22 virtual void imprimir() const ■ 0; // mostrar la figura 23 24 ); // fin de la clase Figura 25 26 iendif fig u r a 1 0 .1 2

El archivo d© e n ca b e za d o de la clase base abstracta F i g u r a

1 2 3 4 5

// Fig. 10.13: figura.cpp // Definiciones de las funciones miembro de la clase Figura. finelude

6

using std::cout;

7

fine lude "figura.h"

// Definición de la clase Figura

8 9 10

// devolver el área de la figura; 0.0 de manera predeterminada double Figura::obtenerArea() const

11

(

12

return 0.0;

13 14

}

// fin da la función obtenerArea

figura 10.13

La clase base abstracta

Figura. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 10

15 16 17 18 19

685

// devolver «1 volumen de la figura; 0.0 de manera predeterminada double FiguraobtenerVolumen() const { return 0.0;

20 21 Figura

}

// fin de la función obtenerVolumen

10.13

La clase base abstracta

Figura. (Parte 2 d e 2.)

La clase Punto (figuras 10 .1 4 y 10.15) hereda d e la cla se base abstracta Figura y sobrescri be a las fu n cion es virtuales puras obtenerNombre c imprimir, lo que hace d e Punto una c la se concreta. E l área y el volum en d e un punto son cero, por lo que la cla se Punto no sobrescribe a las fu n cion es virtuales d e la cla se base obtenerArea y obtenerVolumen. heredando en c o n secu en cia las im plem en tacion es de Figura para esa s funciones. O bserve q u e en e l archivo d e e n cab ezado de la cla se Punto (figura 10.14) declaram os a la s funciones m iem bro obtenerNombre e

imprimir com o virtual (lín eas 2 0 y 22); en realidad, e s redundante co lo ca r la palabra clave

1

2 3 4 5 6

// Fig. 10.14: punto.h //La definición de la clase Punto representa un par de coordenadas x-y. iifndef PUNTO_H idefine PUNTO.B •inelude "figura.h"

// Definición de la clase Figura

7

8

class Punto : public Figura {

9

10 11 12

publici Punto( int - 0, int ■ 0 ); // constructor predeterminado

13

void establecerX( int );

14 15 16 17 18 19

int obtenerXO const;

// establecer la x en el par de coordenadas // devolver la x del par de coordenadas

void establecerY( int ); int obtenerYO const;

// establecer y en el par de coordenadas // devolver y del par de coordenadas

20

// devolver el nombre de la figura (es decir, "Plinto* ) virtual string obtenerNombre() const;

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 Figura

virtual void imprimir() const; prívate: int x; int y;

// mostrar el objeto Punto

/ / l a parte correspondiente a la x del par de coordenadas / / l a parte correspondiente a la y del par de coordenadas

); // fin de la clase Punto •endif

10.14


Punto


686


Capítulo 10

virtual antes d e estas funciones miembro. Las d efinim os com o virtual en la clase base Figu ra. por lo que perm anecen com o funciones virtual en toda la jerarquía de clases. La figura 10.15 con tien e las im ple m entaciones de las fu n cion es m iem bro para la cla se Punto. Las lín eas 4 6 a 5 0 ¡m plem entan a la función obtenerNombre para d evolver la cadena ''Pun to". A dem ás, las lín eas 53 a 5 7 im plcm entan a la fun ción imprimir para mostrar lo s datos del Punto. Si n o proporcionáramos una o am bas d e estas im plem entaciones, la cla se Punto se n a una cla se abstracta.

1 2 3 4 5

6

// Fig. 10.15: punto.cpp // Definiciones de las funciones miembro de la clase Punto. •inelude using std::cout;

7 iinclude "punto.h"


8 9 // constructor predeterminado 10 Punto::Punto( int xValor, int yValor ) 11 : x( xValor ), y( yValor )

12 { 13 // cuerpo vacío 14 15 } // fin del constructor de Punto 16 17 // establecer la x en el par de coordenadas 18 void Punto::establecerX( int xValor ) 19 { 20 x ■ xValor; //no hay necesidad de validación

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

) // fin de la función establecer! // devolver la x del par de coordenadas int Punto::obtener!() const { return x; } // fin de la función obtener! // establecer la y en el par de coordenadas void Punto::establecerY( int yValor ) { y * yValor; / /no hay necesidad de validación ) // fin de la función establecerY // devolver la y del par de coordenadas int Punto::obtenerY() const { return y; ) // fin de la función obtenerY

Rgura 10.15

0 archivo d e Implementaclón d e la clase Punto. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 10

45

687

// sobrescribir la función virtual pura obtenerNombre: devolver el nombre de Punto string Punto::obtenerNombre () const { return "Punto";

46 47 48 49 50 > // fin de la ftinción obtenerNombre 51 52 // sobrescribir la función virtual pura imprimir: mostrar el objeto Punto 53 void Punto: :imprimir () const 54 { 55 cout << '[' << obtenerXO << ", " << obtenerYO << *]'; 56 57 > // fin de la función imprimir

Rgura 10.15

El archivo de Implementaclón d e la d a se

Punto. (Parte 2 d e 2.)

La clase circulo (figuras 10.16 y 10.17) hereda d e la clase Punto. R1 archivo de encabezado de la clase Circulo (figura 10.16) declara la s fun cion es m iem bro ad icio n a les est&blecerRadio y o b t e n e r R a d i o (lín eas 15-16) para tener a cceso al radio d el círculo. L a cla se Circulo tam bién agrega la s fu n cion es m iem bro obtenarDiametro y obtenerCircunf ©rancia (lí neas 18-19) para obtener el diámetro y la circunferencia d el círculo, respectivam ente. N o declaram os a ninguna de estas fun cion es co m o virtual, por lo que las cla ses que se deriven de la cla se

Circulo no pueden sobrescribirlas (aunque las cla ses derivadas ciertam ente pueden redefinirlas). Lo q u e s í h acem os es declarar las fu n cion es m iem bro obtenerArea, obtenerNombre e im primir co m o virtual por cu estion es d e buena práctica; recuerde que estas fun cion es son todas im plícitam ente virtuales, y a q u e son virtuales en la cla se Punto. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 10.16: circulo.h //La claaa Circulo contiena al par da coordenadas x-y y un radio. tifndaf CIRCULO_H «defina CXRCULO_H «ineluda "punto.h"

// Definición da la claaa Punto

claaa Circulo : public Punto ( public:

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

// constructor predeterminado Circulo( int • 0, int « 0 , double ■ 0.0 ); void eatablecerRadio( double ); double obtenerRadio() const;

// establecer el radio // devolver el radio

double obtenarDiametro() conat; double obtenerCircunferencia() conat; virtual double obtenerArea() conat;

// devolver el diámetro // devolver la circunferencia // devolver el área

// devolver el nombre de la figura (es decir, "Circulo") virtual string obtenerNombre() const;

Rgura 10.16

El archivo de e n ca b e za d o d e la clase



688


Capítulo 10

25 virtual void imprimir() const; // mostrar el objeto Circulo 26 27 prívate: 28 double radio; // Bl radio del Circulo 29 30 }; // fin de la clase Circulo 31 32 Vendif

Figura 10.16

El archivo d e e n ca b e za d o d e la clase


La figura 10.17 con tien e las ¡m plem entaciones de las fu n cion es m iem bro para la cla se Circu lo. O bserve q u e, co m o un círculo tiene un volum en de cero, la cla se Circulo no sobrescribe a la función m iem bro obtenerVolumen de la cla se base. En v e z de e llo . Circulo hereda la im plem entación d e esta función d e la clase Punto que, a su vez, la heredó d e Figura. S in em bargo, un círculo requiere d e un cálcu lo del área distinto d e cero (e s decir, jo2), por lo que Circulo sobres cribe a la función m iem bro obtenerArea de la cla se Punto (lín eas 4 6 -5 0 ). La función m iem bro obtenerNombre (lín eas 5 3 -5 7 ) d e la clase Circulo sobrescribe a la función m iem bro obtenerNombre de Punto. S i la clase Circulo no sobrescribiera a la función obtenerNombre. Circulo hubiera heredado la versión d e obtenerNombre incluida en Punto. En esc ca so , la función obtenerNombre de Circulo hubiera d evu elto incorrectam ente la cadena "Punto". Por la m ism a razón, la función m iem bro imprimir d e Circulo (lín eas 6 0 -6 6 ) sobrescribe a la función m iem bro imprimir de Punto para mostrar la inform ación esp ecífica de un círculo. O bserve que la línea 63 de la función imprimir invoca a la función imprimir de Punto para realizar parte del trabajo d e la función imprimir de Circulo: éste e s un buen ejem plo de reuti lización d e cód igo.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 10.17: circulo.cpp // Definiciones de las funciones miembro de la clase Circulo. Vinclude using std::cout; Vinclude "circulo.h"


8 9 // constructor predeterminado 10 Circulo::Circulo( int xValor, int yValor, double radioValor ) 11 : Punto( JtValor, yValor ) // llamar al constructor de la clase base

12

{

13 establecerRadiot radioValor ); 14 15 ) // fin del constructor de Circulo 16 17 // establecer radio 18 void Circulo::establecerRadio( double radioValor ) 19 { 20 radio - ( radioValor < 0.0 7 0.0 : radioValor ); 21 22 ) // fin de la función establecerRadio 23 Figura 10.17

La clase

Circulo que hereda de la clase Punto. (Parte 1 de 2.) http://alexyniorlls.blogspot.com 744 of 1380.

Capitulo 10

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52


689

// devolver el radio double Circulo::obtenerRadio() conat { return radio; ) // fin de la función obtenerRadio // calcular y devolver el diámetro double Circulo::obtenerDiametro() conat { return 2 * obtenerRadio(); ) // fin de la función obtenerDiametro // calcular y devolver la circunferencia double Circulo:xobtenerCircunferenciaí) conat { return 3.14159 * obtenerDiametro(); ) // fin de la función obtenerCircunferencia // sobrescribir la función virtual obtenerArea: devolver el área del Circulo double Circulo::obtenerArea() conat { return 3.14159 * obtenerRadio() * obtenerRadio(); ) // fin de la función obtenerArea // sobrescribir la función virtual obtenerNombre: devolver el nombre del Circulo string Circulo::obtenerNombre() conat { return "Circulo";

53 54 55 56 57 ) // fin de la fTinción obtenerNombre 58 59 // sobrescribir la función virtual imprimir: mostrar el objeto Circulo 60 void Circulo::imprimir () conat 61 { 62 cout << "el centro es "; 63 Punto:: imprimir () ; // invocar a la función imprimir de Punto 64 cout << *; el radio ea " << obtenerRadio (); 65 66 > // fin de la función imprimir Figura 10.17

La clase Circulo q u e hereda de la clase Plinto. (Parte 2 d e 2.)

La clase C i l i n d r o (figuras 10.18 y 10.19) hereda d e C i r c u l o . El archivo de en cab ezad o de la clase C i l i n d r o (figura 10.18) declara las cuatro fu n cion es v i r t u a l originalm ente definidas en la clase F i g u r a (lín eas 18, 19, 22 y 24). La cla se C i l i n d r o debe sobrescribir a cada una de estas fun cion es para proporcionar la funcionalidad esp ecífica para

C ilin d ro .

1.a figura 10.19 contiene las ¡m plcm cntaciones de las funciones m iem bro para la clase c i l i n dro . U n cilindro tiene cá lcu lo s d istintos para e l área y el volum en en com paración c o n lo s de un círculo, por lo que la cla se C i l i n d r o sobrescribe a la función m iem bro o b te n e r A r e a (líneas 33-38) para calcular el área de la su perficie d el cilin dro (e s decir, 1ro2 + 2xrh ) y sobrescribe a la fun-


690

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15


Capítulo 10

// Fig. 10.18: cilindro.h // La clase Cilindro hereda de la clase Circulo. iifndef CILINDRO H «define CILINDRO_H «inelude "circulo.h"


class Cilindro : public Circulo { public: // constructor predeterminado Cilindro( int - 0, int - 0, double - 0.0, double - 0.0 ); void establecerAltura( double );

// establecer la altura del Cilin dro // obtener la altura del Cilindro

16 17 18

double obtenerAltura() const;

19

virtual double obtenerVolumen() const;

virtual double obtenerArea() const;

// devolver el área del Cilindro // devolver el volumen del Cilindro

20 21 // devolver el nombre de la figura (es decir, "Cilindro" ) 22 virtual string obtenerNombre() const; 23 24 virtual void imprimir() const; // mostrar el Cilindro 25 26 private: 27 double altura; // La altura del Cilindro 28 29 ); // fin de la clase Cilindro 30

31

«endif

Figura

10.18

El archivo d e e n ca b e za d o d e la clase

Cilindro

ció n m iem bro obtenerVolumen (lín eas 41 -4 5 ) para calcular e l volum en del cilindro ( Jtr2h ). Ob serve q u e la función obtenerArea de Cilindro invoca a obtenerArea d e Circulo (línea 3 5 ) para realizar parte del cá lcu lo del área; é ste e s un buen ejem p lo de reutilización de cód igo. La función m iem bro obtenerNombre (lín ea s 4 8 -5 2 ) sobrescribe a la función obtenerNombre de Circulo. Si la clase Cilindro n o sobrescribiera a esta función, hubiera heredado la función m iem bro obtenerNombre de Circulo, lo que habría d evu elto incorrectam ente la cadena "Circulo". D e manera sim ilar, la fun ción m iem bro imprimir de Cilindro (lín eas 5 5 -6 0 ) so brescribe a la función imprimir de Circulo para mostrar la inform ación esp ecífica para un c i lindro. Una v ez m ás, observe que la función imprimir de Cilindro invoca a imprimir de Circulo (lín ea 5 7 ) para mostrar la parte d el Cilindro correspondiente al Circulo, éste es otro buen ejem p lo d e rcutilización de cód igo. El programa de la figura 10.20 crea un objeto de cada una de las tres cla ses concretas

(Punto. Circulo y Cilindro) y m anipula e so s objetos, prim ero m ediante la vin cu lación estática (líneas 34-44) y lu ego mediante el polim orfism o, utilizando un vector de apuntadores Figura. Las líneas 30 a 32 crean las instancias de los ob jetos punto de Plinto, circulo de Circulo y cilindro d e Cilindro, respectivam ente. A continuación, la s líneas 34 a 4 4 invocan a las fu n cion es m iem http://alexyniorlls.blogspot.com 746 of 1380.


Capitulo 10

1 2 3 4 5 6 7

691

// Fig. 10.19: cilindro.cpp //La clase Cilindro hereda de la clase Circulo iinclude using std::cout; #include "cilindro.h"

// Definición de la clase Cilindro

8 9 // constructor predeterminado 10 Cilindro::Cilindro( int xValor, int yValor, double radioValor, 11 double alturaValor ) 12 » Circulo( xValor, yValor, radioValor ) 13 { 14 establecerAltura( alturaValor ); 15 16 > // fin del constructor de Cilindro 17 18 // establecer la altura del Cilindro 19 void Cilindro::establecerAltura( double alturaValor )

20 21

{ altura - ( alturaValor < 0.0 ? 0.0 : alturaValor );

22 23 > // fin de la función establecerAltura 24 25 // obtener la altura del Cilindro 26 double Cilindro::obtenerAlturaO const 27 { 28 return altura; 29 30 ) // fin de la función obtenerAltura 31 32 // sobrescribir a la función virtual obtenerArea: devolver el área del Cilindro 33 double Cilindro::obtenerArea() const 34 { 35 return 2 * Circulo::obtenerArea() ♦ // reutilización de código 36 obtenerCircunferencia() * obtenerAltura(); 37 38 ) // fin de la función obtenerArea 39 40 // sobrescribir a la función virtual obtenerVolumen: devolver el volumen del Cilindro 41 double Cilindro::obtenerVolumen() const 42 { 43 return Circulo: :obtenerArea() * obtenerAltura () ; // reutilización de código 44 45 ) // fin de la función obtenerVolumen 46 47 // sobrescribir a la función virtual obtenerNombre: devolver el nombre del Cilindro 48 string Cilindro::obtenerNombre() const 49 { 50 return "Cilindro"; 51 52 > // fin de la función obtenerNombre 53 Figura 10.19

El archivo de Implementaclón d e la clase

Cilindro. (Parte 1 d e 2.)


692


Capítulo 10

55

// sobrescribir a la función virtual imprimir; mostrar el objeto Cilindro void Cilindros;imprimir() const

56

{

54

Circulo::imprimir() ; // reutilización de código cout << *; la altura es " « obtenerAltura ();

57

58 59 60

} // fin de

Hgura 10.19

bro

función imprimir

la

B archivo d e Implementaclón d e la clase

obtenerN om bre

e

para que los o b jeto s

im p rim ir

C ilin d ro

(Parte 2 d e 2.)

p u n to , c i r c u l o

y

c ilin d ro

m ues

tren el nombre d e la cla se de cada objeto y sus datos (es decir, par d e coordenadas x-y, radio y altu ra, dependiendo d el tip o d e cada objeto). Cada una de las in vocacion es a las fu n cion es m iem bro en las líneas 34 a 4 4 e s un ejem plo d e vinculación estática: en tiem po de co m p ila ció n , co m o estam os utilizando m anejadores de nom bres (n o apuntadores ni referencias que podrían estab lecerse en tiem p o d e ejecu ción ), el com pilador p uede identificar el tipo de cada objeto para determ inar cu áles de las fun cion es obtenerN om bre c im p r im ir se van a llamar.

1

// Pig. 10.20; figlO 20.cpp

2 // Controlador para la jararqula figura, punto, circulo, cilindro, 3 4

•inelude

5

uaing std::cout; using atd;:«ndl; uaing atdiifixad;

6 7

8 9

•inelude

10

11 uaing atd::aetpreciaion; 12 13

•inelude

14 15

uaing atd::vector;

16

•inelude •inelude 19 •inelude 20 •inelude 17

18

"figura.h" "punto.h" "circulo.h" "cilindro.hw

// // // //

Definición Definición Definición Definición

de de de de

la la la la

claae claae claae claae

Figura Punto Circulo Cilindro

21

22 ▼oid virtualViaApuntador( conat Figura * )/ 23

void virtualViaReferencia( conat Figura & )j

24 25

int main()

26

{

27 28

// establecer formato de número de punto flotante cout << fixed << aetpreciaion( 2 );

29 30 31 32

Punto punto( 7, 11 ); Circulo circulo( 22, 8, 3.5 ); Cilindro cilindro( 10, 10, 3.3, 10 );

// crear un Punto // crear un Circulo // crear un Cilindro

cout << punto.obtenerNombre{) < < " : * / punto.imprimir(); cout << '\n'j

// vinculación estática // vinculación estática

33 34 35 36

Figura 10.20

Demostración del polimorfismo m ediante una Jerarquía e n c a b e za d a por una clase base abstracta. (Parte 1 d e 3.)


Capitulo 10

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65


693

cout << circulo.obtenerNombre () << circulo.imprimir(); cout << '\n';

•;

// vinculación astática // vinculación astática

cout << cilindro.obtanarNombre() << cilindro.imprimir(); cout << *\n\n";

*: *; // vinculaciónastática // vinculación astática

// crear un vector de tras apuntadores de clase base vector< Figura * > figuraVector( 3 ); // dirigir figuraVector[0] al objeto de la clase derivada Punto figuraVector [ 0 ] - &punto; // dirigir figuraVector[1] al objeto de la clase derivada Circulo figuraVector[ 1 ] - ¿circulo; // dirigir figuraVector[2] al objeto de la clase derivada Cilindro figuraVector[ 2 ] - ¿cilindro; // usar un ciclo para recorrer elementos de figuraVector y llamar a virtualViaApuntador // para imprimir el nombre de la figura, los atributos, el área y el // volumen de cada objeto mediante la vinculación dinámica cout << "\nLlamadas a funciones virtuales mediante " << "apuntadores de la clase base:\n\n”; for ( int i - 0; i < figuraVector.size {) ; i++ ) virtualViaApuntador ( figuraVector [ i ] );

66 67 68

// usar un ciclo para recorrer elementos de figuraVector y llamar / / a virtualViaRef erencia para imprimir el nombre de la figura, loa atributos, el área y el volumen //de cada objeto mediante la vinculación dinámica cout << "\ni,lamadas a funciones virtuales mediante " << "referencias de la clase base:\n\n*;

69 70 71 72 73 for ( int j - 0; j < figuraVector.size(); j++ ) 74 virtualViaReferencia( *figuraVector[ j ] ); 75 76 return 0; 77 78 ) // fin de main 79 80 // hacer llamadas a funciones virtuales mediante un apuntador de 81 // la clase base utilizando vinculación dinámica 82 void virtualViaApuntador( const Figura *claseBasePtr ) 83 { 84 cout << claseBasePtr->obtenerNombre() << *; 85 86 claseBasePtr-> imprimir (); 87 88 cout << "\nel area as " « claseBasePtr->obtenerArea() Figura 10.20

Demostración del polimorfismo mediante una jerarquía e n c a b e za d a por una clase base abstracta. (Parte 2 d e 3.)


694

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103


<< "\nel volumen es « *\n\nw;

Capítulo 10

<< claseBasePtr->obtenerVolumen()

"

} // fin de la función virtual virtualViaApuntador // hacer llamadas a funciones virtuales mediante una referencia de la // clase base utilizando vinculación dinámica void virtualViaReferencia( const Figura &claseBaseRef ) { cout << claseBaseRef .obtenerNombre () << * r "> claseBaseRef.imprimir(); cout << *\nel area es " << *\nel volumen es

"

« claseBaseRef .obtenerArea() << claseBaseRef .obtenerVolumen()

<< * \ n \ n " ¡

104 105 } // fin de la función virtualViaRef erencia

Figura 10.20

Demostración del polimorfismo m ediante una Jerarquía e n c a b e za d a por una clase base abstracta. (Parte 3 d e 3.)



Capitulo 10

D esp u és, la línea 4 7 crea a

695

figuraVector, que co n tien e tres apuntadores Figura. La línea

50 dirige a figuraVector [0] al objeto punto, la línea 53 dirige a figuraVector [1] al objeto circulo y la lín ea 56 dirige a figuraVector [2] al ob jeto cilindro. El com pilador de C + + perm ite estas asign acion es debido a que un Punto es una Figura, un Circulo e s una Figura y un Cilindro e s una Figura. Por lo tanto, p od em os asignar las d irecciones d e lo s ob je tos Punto. Circulo y Figura a lo s apuntadores de la cla se base Figura, aún y cuando Figu ra se a una cla se abstracta. ción

A continuación, una estructura for (lín eas 6 4 -6 5 ) recorre a figuraVector e invoca a la fun virtualviaApuntador (lín eas 82-9 2 ) para cada elem en to d e figuraVector. La función

virtualviaApuntador recibe en su parámetro claseBasePtr (d e tipo const Figura *) la dirección alm acenada en un elem en to d e figuraVector. Cada llamada a virtualvia Apuntador utiliza a claseBasePtr para in v o ca ra las fun cion es virtual obtenerNombre (lín ea 8 4 ), imprimir (lín ea 86), obtenerArea (línea 8 8 ) y obtenerVolumen (lín ea 89). O b serve que la función virtualviaApuntador no co n tien e ninguna inform ación sobre lo s tipos Punto. Circulo o Cilindro. La función só lo co n o ce el tipo Figura. Por lo tanto, en tiem po de com pilación, el com pilador no puede saber a qué funciones de cuál clase concreta (es decir. Punto, Circulo o Cilindro) debe llamar m ediante claseBasePtr. A un así, en tiem po de ejecución cada invocación de fun ción virtual llam a a la función en el objeto al que apunta claseBasePtr en e s c m om ento. La salida muestra q u e ciertam ente se invocan las fu n cion es apropiadas para cada clase. Prim ero se im prim en la cadena "Punto" y las coordenadas del objeto punto; el área y el volumen se imprimen com o 0.00.1-uego se imprimen la cadena "Circulo", las coordenadas del o b je to circulo y el radio de e sc objeto; se calcula el área de circulo y el volu m en se d evu elve co m o 0.00. Por últim o s e im prim en la cadena "Cilindro", las coordenadas del centro d e la ba se d el objeto cilindro, el radio y la altura de e s e m ism o objeto; se calculan el área y el volum en de cilindro. Todas las llam adas a la s fun cion es virtual obt enerNombre. imprimir, ob

tenerArea y obtenerVolumen se resuelven en tiem po de com pilación m ediante la vinculación dinám ica (tam bién con ocid a co m o vinculación postergada). Por últim o, otra estructura for (lín eas 7 3 -7 4 ) recorre a figuraVector e invoca a la función virtualviaReferencia (lín eas 9 6 -1 0 5 ) para cada elem en to de figuraVector. La fun ción virtualviaRef erencia recibe en su parámetro claseBaseRef (d e tipo const Fi gura &) una referencia formada al dcsrcfcrcnciar el apuntador alm acenado en cada elem en to de figuraVector (lín ea 7 4 ). Cada llam ada a virtualviaReferencia in voca a la s fun cion es virtuales obt enerNombre (línea 9 8 ), imprimir (línea 100), obtenerArea (lín ea 102) y obtenerVolumen (línea 103) m ediante la referencia claseBaseRef para dem ostrar que el pro cesam ien to p olim órfico p uede ocurrir también co n referencias de la cla se base. Cada invocación de la fun ción virtual llam a a la función en el ob jeto al que hace referencia claseBaseRef en tiem po de ejecu ción . É ste e s otro ejem p lo de vinculación dinám ica. L a salida producida utilizando referen cias d e la cla se b ase es idéntica a la salida producida utilizando apuntadores d e la cla se base.

10.7 Polimorfismo, funciones virtual y vinculación dinámica “tras bambalinas” C + + hace que el polim orfism o sea m ás fácil d e programar. C iertam ente e s p osible programar en base al p olim orfism o en lenguajes no orientados a o b jeto s co m o C . pero para e llo s e requiere de una com pleja y potencial m ente peligrosa m anipulación de apuntadores. Esta secció n habla sobre có m o C + + p uede im plcm entar, internam ente, el polim orfism o, las fun cion es virtuales y la vinculación di námica. E sto le dará una sólid a com prensión acerca de có m o funcionan realm ente estas característi cas. Lo que es m ás importante, le ayudará a apreciar la sobrecarga que im plica el polim orfism o, en


696


Capítulo 10

térm inos d e con su m o adicional de m em oria y tiem po d e procesador. E sto le ayudará a determinar cu án do debe utilizar el polim orfism o y cuándo debe evitarlo. C om o verem os en el capítulo 2 1 , B i b lioteca estándar d e plantillas (ST L ), lo s com p onentes de la STL se im plem entaron sin polim orfis m o ni fun cion es virtuales; esto se h izo para evitar la sobrecarga en tiem po d e ejecu ción y lograr un rendim iento óp tim o para satisfacer lo s requerim ientos ú nicos de la STL. Primero exp licarem os las estructuras de datos que el com pilador C + + crea en tiem po d e c o m p ilación para dar soporte al polim orfism o en tiem po de ejecución. L uego, m ostrarem os có m o un programa en ejecu ción u tiliza estas estructuras de datos para ejecutar fun cion es virtuales y lograr la vinculación dinám ica asociada con el polim orfism o. O b serve que nuestra d iscu sión exp lica una po sib le im plem cntación: esto no es un requerim iento d el lenguaje. C uando C + + com p ila una clase que tiene una o m ás fun cion es virtuales, crea una tabla de fu n cio n es virtuales (viable) para esa clase. U n programa en ejecu ción utiliza la viable para seleccionar la im plem entación d e la función apropiada cada v ez que se llam a a una función virtual de esa clase. La figura 10.21 m uestra las tablas de fun cion es virtuales para las cla ses lo y Cilindro.

Figura, Punto, Circu

En la vtable para la clase Figura, el primer apuntador d e función apunta a la im plem entación d e la fun ción obtenerArea para esa clase, a saber, una función que d ev u elv e un área d e 0.0. Eli segun do apuntador d e función apunta a la función obtenervolumen. que tam bién d ev u elv e 0 . 0 . I-as fun cion es obtenerNombre e imprimir son virtual puras; carecen de im plcm entacion es, por lo que su s apuntadores d e función apuntan a 0 (es decir, son apuntadores nulos). C ualquier clase que tenga uno o m ás apuntadores a 0 en su vtable e s una clase abstracta. L as cla ses q u e no ten gan apuntadores a 0 en la vtable (com o Punto, Circulo y Cilindro) son cla ses concretas. I-a cla se Punto hereda las ¡m plem entaciones de las fun cion es obtenerArea y obte nervolumen de la cla se Figura, por lo q u e el com pilador sim p lem en te esta b lece a esto s dos apuntadores de función en la vtable de Plinto co m o cop ias de lo s apuntadores a obtenerArea y obtenervolumen en la c la se Figura. La c la se Punto sob rescribe a la fun ción obtener Nombre para devolver la cad en a "Punto", por lo q u e el apuntador de función apunta a la función obtenerNombre d e la clase Punto. Punto también sobrescribe a imprimir, por lo que el apuntador de fun ción correspondiente apunta a la función de la cla se Punto que im prim e lo s valo res de las coordenadas x y y . El apuntador a la función obtenerArea en la vtable para la clase Circulo apunta a la función obtenerArea de Circulo que d evu elve n r \ esta versión sobrescribe a la función obtener Area que se heredó indirectam ente d e la cla se Figura. El apuntador a la función obtenervo lumen sim plem ente se copia de la clase Punto; e sc apuntador fue copiado previamente d e Figura

Punto. H apuntador a la función obtenerNombre apunta a la versión de la función en Circu lo que devu elve la cadena "Circulo". El apuntador a la función imprimir apunta a la función imprimir d e Circulo q u e im prim e lo s valores d e las coordenadas x y y del centro d el círculo y

a

tam bién im prim e el radio. El apuntador de la función obtenerArea en la vtable para la cla se cilindro apunta a la función obtenerArea de Cilindro que calcula el área de la superficie d el Cilindro, a saber, 2 ic r + lK rh \ esta versión sobrescribe a obtenerArea en la cla se Circulo. F.I apuntador d e la fun ción obtenervolumen apunta a la función obtenervolumen d e Cilindro que d evu elve /rrh; esta versión sobrescribe a la función obtenervolumen que s e heredó indirectam ente d e la clase Figura. El apuntador a la función obtenerNombre apunta a la función obtenerNom

bre de Cilindro que d ev u elv e la cadena "Cilindro". El apuntador d e la función imprimir apunta a la función imprimir d e Cilindro que im prim e lo s valores d e la s coordenadas x y y del centro de la base d el cilin dro y también im prim e el radio y la altura.



Capitulo 10

697

viable de Figura

oA

0.0

ov

0.0

oN im

Punto punto

viable de Punto.

oA

x - 7 11

ov ON Circulo circulo figuraVector 22

viable de Circulo

oA Jir

OV ■Circulo'- 1

ON im

íx,y] r

-----®

y - 8

A

radio - 3.50 desplazamiento de 8 bytes

A w

viable de Cilindro.

2nr2

1

Jir2h

■Cilindro'

íx,y]

rh

"

OA

A w

OV

A

° N

a W

im

A •

Cilindro cilindro

10 10

radio - 3.30 altura - 10.00

claaeBaaePtr

El flujo de lo llamada a la función virtual

BaseClasePtr->obtenerNombre

Oaves oA = función obtenerArea oV = función obtenerVolumen oN = función obtener Nombre im = función imprimir Un valor de 0 significa una función virtual pura r = radio; h = altura

se ilustra mediante las flechas en negrita que aparecen arriba.

(1) pasar tcirculo a claaeBaaePtr (2 ) íegar al objeto Circulo (3) fegar a la viable de Circulo (4 ) tegar al apuntador obtenerNombre en la vtable (s)©jecutar obtenerNombre pora Circulo

Hgura 10.21

El flujo d e control d e la lla m a d a a u n a función virtual.


698


Capítulo 10

El polim orfism o se logra m ediante una estructura de datos com pleja que involucra tres n iv eles de apuntadores. Hasta ahora, só lo hem os hablado sobre un nivel: los apuntadores a las funciones en la viable. É stos apuntan a las funciones reales que se ejecutan cuando se invoca a una función virtual. Ahora con sid erem os el segun do nivel d e apuntadores. Cada v e z q u e se crea una instancia del o b jeto de una clase con funciones virtual, e l com pilador adjunta al objeto un apuntador a la via

b le d e esa clase. E ste apuntador generalm ente se encuentra en frente del objeto, pero no es n ecesa rio im plem cntarlo de esa forma. El tercer nivel de apuntadores es sim p lem en te el m anejador del ob jeto que recibe la llamada a la función virtual. Este m anejador tam bién puede ser una referencia. Ahora veam os cóm o se ejecuta una llamada típica a una función

virtual. C onsidere la llamada:

claa«Bafl«Ptr->obtanarNombrtt() en la función virtualviaApuntador (figura 10.20, lín eas 8 2 -9 2 ). Supongam os, para la sigu ien te d iscu sión , q u e cl&seBasePtr contiene a f iguraVector [1] (e s decir, la dirección del ob je to circulo en figuraVector). C uando el com pilador com p ila esta instrucción, determina que la llam ada ciertam ente s e realiza m ediante un apuntador de la cla se base y que bre e s una función virtual.

obtenerNoan-

A continuación, el com pilador determ ina q u e obtenerNombre es la tercera entrada e n cada una d e las viables. Para localizar esta entrada, el com pilador observa que necesitará saltarse las dos prim eras entradas. Por lo tanto, e l com pilador co m p ila un desplazam iento de o ch o b ytes (cuatro bytes para cada apuntador en lo s populares equipos d e la actualidad, de 3 2 b its) en el c ó d ig o objeto de lenguaje d e m áquina que ejecutará la llam ada a la fun ción virtual. D esp u és, el com pilador genera c ó d ig o que realiza las sigu ien tes operaciones [Nota: L os núm e ros en la lista corresponden a lo s núm eros encerrados en círculos en la figura 10.21]: 1. Seleccionará la i-ésim o entrada de figuraVector (en este caso, la dirección del objeto circulo) y la pasará co m o argum ento a la función virtualviaApuntador. D e esta forma se estab lece el parámetro claseBasePtr para q u e apunte a circulo. 2. D esreferenciará a ese apuntador para llegar al objeto circulo que, co m o recordarem os, em p ieza co n un apuntador hacia la viable d e circulo. 3. Desreferenciará el apuntador de la viable de

circulo para llegar a la viable d e Circulo. obte-

4. Saltará e l desplazam iento de o ch o b ytes para seleccio n a r el apuntador de la función

ner Nombre. 5. D esreferenciará el apuntador de la función obtenerNombre para formar el nom bre de la función q u e se ejecutará, y utilizará el operador d e llamada a función ( ) para ejecutar la fun ció n obtenerNombre apropiada, que im prim e la cadena d e caracteres "Circulo". Las estructuras de datos de la figura 10.21 pueden parecer com p lejas, pero e l com pilador e s el que s e encarga d e esta com plejidad, ocultándola d el programador y por co n secu en cia sim plificando la program ación d el p olim orfism o en el C + + . I-as op eracion es d e la desreferenciación de apuntadores y lo s a cc eso s a m em oria que ocurren en cada llam ada a una fun ción virtual requieren algún tiem po d e ejecu ción adicional. L as viables y los apuntadores a viable q u e se agregan a los objetos requieren de cierta m em oria adicional. Afortunadam ente, ahora ya tien e su ficien te inform ación sobre la manera en q u e operan las fun c io n e s virtual para determinar si su uso es adecuado para cada aplicación que esté considerando.

B

Tip de rendimiento 10.1 El polimorfismo, tal como está implementado con funciones virtual y vinculación dinámica en C++, es eficiente. Los programadores pueden utilizar estas capacidades con un impacto mínimo en el rendi miento.



Capitulo 10

699

Tip de rendimiento 10.2 Las funciones virtuales y la vinculación dinámica permiten la programación polimórfica, en contraste con la programación con la lógica de b w í t c h . Los compiladores optimizado res de C++ por lo común genenm código que se ejecuta, por lo menos, con la misma eficiencia que la lógica basada en b w í t c h codificada a mano. De una forma u otra, la sobrecarga que genera el polimorfismo es aceptable para la mayoría de las aplicaciones. Pero en algunas situaciones (por ejemplo, en aplicaciones en tiempo real con requerimientos estrictos de desempeño) la sobrecarga del polimorfismo puede ser demasiado alta.

Observación de ingeniería de software 10.10 La vinculación dinámica permite a los ISVs (distribuidores independientes de software) distribuir el software sin necesidad de revelar los secretos propietarios, las distribuciones de software constan só lo de archivos de encabezado y de archivos de código objeto. No es necesario revelar el código fuen te. De esta forma, los desarrolladores de software utilizan la herencia para derivar las nuevas clases de las que proporcionan los ISVs. El software que funciona con las clases que proveen los ISVs segui rá funcionando con Ias clases derivadas y utilizará (mediante la vinculación dinámica) las funciones anuales sobrescritas que se proporcionan en esas clases.

10.8 Destructores virtuales Al utilizar el p olim orfism o para procesar lo s ob jetos de una jerarquía de cla ses que estén asignados en forma dinám ica, puedo surgir un problem a. Si un objeto con un destructor no virtual s e destruye de m anera explícita m ediante la aplicación d el operador delate al apuntador de la cla se base de e sc objeto, el estándar del C + + esp ecifica q u e el com portam iento está indefinido. Hay una solu ción sim p le para este problema: declarar al destructor de la cla se base co m o v ir tual. Esto hace que todos los destructores de las clases derivadas sean virtual, aunque no tengan el m ism o nombre q u e el destructor d e la clase base. Ahora, si un objeto en la jerarquía se destruye explícitam ente m ediante la aplicación d el operador delatea un apuntador d e la cla se b ase, s e lla ma al destructor para la clase apropiada con base en el objeto al que apunta e l apuntador de la cla se base. Recuerde que, cuando se destruye un ob jeto de una cla se derivada, tam bién se destruye la par te relacionada con la clase base de esc ob jeto de la clase derivada; el destructor de la cla se base se ejecuta autom áticam ente desp ués del destructor d e la clase derivada.

Buena práctica de programación 10.2 Si una clase tiene funciones virtuales debe proporcionar un destructor virtual, aunque no se requiera uno para la clase. Las clases derivadas de esta clase pueden contener destructores que deben llamar se en forma apropiada

Error común de programación 10.6 Los constructores no pueden ser virtuales. La declaración de un constructor v i r t u a l constituye un error de sintaxis.

10.9 Caso d© estudio: sistema de nómina utilizando polimorfismo e información de tipos en tiempo de ejecución con dynamic_cast

y typeid Ahora, em plearem os funciones virtuales y polim orfism o para llevar a cabo cá lcu lo s d e nóm ina, con base en el tipo d e un em pleado. C onsidere la sigu iente declaración de un problem a:

Una compañía paga a sus empleados en forma semanal. La compañía tiene cuatro tipos de empleados: empleados asalariados que reciben un salario semanal fijo, sin importar el número de horas trabaja das; empleados por horas, que reciben un sueldo por hora y pago por tiempo extra; empleados por co misión. que reciben un porcentaje de sus ventas y empleados asalariados por comisión, que reciben un salario base más un porcentaje de sus ventas. Para este periodo de pago, la compañía ha decidido re


700

Ragramaclón orientada a objetos: polimorfismo

Capítulo 10

compensar a los empleados asalariados por comisión, agregando un JO% a sus salarios. La compañía desea implemeniar una aplicación en C + + que realice sus cálculos de ruknina en forma polimórfica. Em plearem os una cla se base llamada Empleado para representar a un em p lead o "genérico”. Las cla ses que se derivan directam ente de Empleado son EmpleadoAsalariado. EmpleadoPorComisiony EmpleadoPorHoras. L a c la se EmpleadoBaseMasComisión, derivada de EmpleadoPorComision. representa e l últim o tip o de em pleado. La figura 10.22 m uestra el dia gram a de la jerarquía d e herencia para nuestra aplicación de nóm ina d e em pleados. O bserve que la cla se abstracta E m p l e a d o aparece en cursivas, según la con ven ción d e UM L. La llam ada a una función de nom bre ingresos ciertam ente se aplica de manera genérica a to d o s lo s em pleados. Pero el cá lcu lo de los in gresos de cada em pleado depende de la cla se del m ism o. E n tonces, cada cla se se deriva d e la cla se base Empleado. D eclaram os a ingresos co m o una función virtual pura en la cla se base Empleado (porque en esta cla se no es apropiada una im plem entación esp ecífica ), y cada cla se derivada sobrescribe a ingresos co n una im plem cntación apropiada. Para calcular los ingresos de un em pleado, el programa dirige un apuntador de la clase base al ob jeto d e e sc em p lead o y luego in voca a su función ingresos. S e m antiene un vector d e apuntadores de la cla se base Empleado para cada objeto de e s a clase. El programa itera a tra v és d el vector y utiliza un apuntador de la cla se base Empleado para invocar a la función in gresos para cada ob jeto em pleado, sin importar e l tipo d el m ism o. C onsiderem os ahora e l archivo de encabezado para la cla se Empleado (figura 10.23). Las fun cion es m iem bro public incluyen un constructor que tom a el primer nom bre, ap ellid o y número de seguro so cial co m o argum entos (lín ea 13); fu n cion es o b ten er q u e devuelven el primer nombre, ape llid o y núm ero de seguro social (lín ea s 16, 19 y 22); fun cion es establecer que estab lecen el primer nom bre, ap ellido y núm ero de seguro so cial (lín eas 15, 18 y 21); la función virtual pura ingresos (línea 25) y la función virtual imprimir (lín ea 26). ¿Por qué d ecid im o s declarar a la función in gresos co m o una función virtual pura? La respuesta es que no tien e sentid o proporcionar una implem entación de esta función en la clase Empleado. N o p odem os calcular lo s ingresos para un em plead o genérico; prim ero d eb em os con ocer el tipo esp e cífic o de Empleado para poder calcular sus ingresos. A l declarar esta función co m o virtual pura estam os indicando que cada cla se derivada con creta deberá proporcionar una im plem cntación apropiada d e esta función y que el programa podrá utilizar lo s apuntadores de la clase base Empleado para invocar a ingresos para cualquier tipo d e em pleado. La figura 10.24 con tien e la s im plem entaciones de las fu n cion es m iem bro para la cla s e Empleado. O bserve que el constructor de Empleado no valida el núm ero d e seguro social. Un ejercicio en el capítulo 15 le pedirá que valide un número de seguro social para asegurar que se en cuentre en la form a i * # - # # - # # # # , en donde cada sig n o # representa un dígito.

Rgura 10.22

Jerarquía d e clases para la aplicación polimórfica d e nómina de empleados.



Capitulo 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

701

// Pig. 10.23: empleado.h //La clase base abstracta Empleado. iifndef EMPLEADO H «define e m p l e a d o b «include

// Clase string estándar de C++

using std::string; class Empleado {

11 12 public: 13 Empleado( const string &, const string &, const string & ); 14 15 void establecerPrimerNombre ( const string & ); 16 string obtenerPrimerNombre() const; 17 18 void establecerApellido( const string & ); 19 string obtenerApellido() const;

20 21 void establecerNumeroSeguroSocial( const string & ); 22 string obtenerNumeroSeguroSocial() const; 23 24 //la función virtual pura hace de Empleado una clase abstracta 25 virtual double ingresos() const - 0; // virtual pura 26 virtual void imprimir() const; //virtual 27 28 private: 29 string primerNombre; 30 string apellidoPaterno; 31 string numeroSeguroSocial; 32 33 ); // fin de la clase Empleado 34 35 «endif // EMPLEADO_H Figura 10.23

1 2 3 4 5 6 7

El archivo de e n ca b e za d o d e la ciase Empleado

// Pig. 10.24: empleado.cpp // Definiciones de las funciones miembro de la clase base abstracta Bnpleado. // Nota: No se proporcionan definiciones para las funciones virtuales puras. «include using std::cout; using std::endl;

8 9

«include "empleado.h"

Figura 10.24


Archivo d e Implementaclón d e la clase Em p le a d o . (Parte 1 d e 3.)


702


Capítulo 10

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

// constructor Empleado::Empleado( const atring aprimar, const string ¿apellido, const string &NSS ) : primerNombre( primer ), apellidoPaterno( apellido ), numeroSeguroSocial( NSS ) { // cuerpo vacio ) // fin del constructor de Empleado // devolver el primer nombre string Empleado::obtenerPrimerNombre{) const { retura primerNombre; } // fin de la función obtenerPrimerNombre // devolver el apellido string Empleado::obtenerApellido() const

31 < 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

return apellidoPaterno; > // fin de la función obtenerApellido // devolver el número de seguro social string Empleado::obtenerNumeroSeguroSocial() const { return numeroSeguroSocial; } // fin de la función obtenerNumeroSeguroSocial // establecer el primer nombre void Empleado::establecerPrimerNombre{ const string &primar )

45 { 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

primerNombre ■ primer; } // fin de la función establecerPrimerNombre // establecer el apellido void Empleado::establecerApellido( const string fcapellido ) { apellidoPaterno - apellido; ) // fin de la función establecerApellido // establecer el número de seguro social void Empleado::establecerNumeroSeguroSocial( const string (numero )

59 { 60 numeroSeguroSocial • numero; // deberla validarse 61 62 } // fin de la función establecerNumeroSeguroSocial Rgura 10.24

Archivo de Implementación de la clase E m ple a do. (Parte 2 de 3.)



Capitulo 10

703

63 64 // Imprimir la información dal Empicado 65 void Empleado: :imprimir () const

66 67 68 69 70 71

{ cout << obtenerPrimerNombre() << ' ' << obtenerApellido() << "\nnumero de seguro social: " << obtenerNumeroSeguroSocial () << endl; } // fin de la función imprimir

Rgura 10.24

Archivo d e Implementaclón de la clase Empleado. (Parte 3 d e 3.)

L a c la se EmpleadoAsal arlado (figuras 10.25 y 10.26) se deriva de la cla se Empleado. Las fun cion es m iem bro públicas (figura 10.25) incluyen un constructor que tom a un prim er nom bre, un ap ellid o, un núm ero de seguro social y un salario sem anal co m o argum entos; una función esta b le cer para asignar un nuevo valor a lo s datos m iem bro salarioSemanal; una fun ción obtener para d evolver el valor d el salarioSemanal; una función virtual llam ada ingresos que calcula los in gresos del EmpleadoAsalariado y una función virtual llam ada imprimir que m ues tra el tipo del em pleado, a saber, "empleado asalariado: O bserve que en el archivo d e im plcm entación (figura 10.26), el constructor de EmpleadoAsalariado no puede sobrescribir al constructor de Empleado: el constructor d e la cla se derivada de todas form as pasa el prim er nom bre, el apellido y el número de seguro social al constructor de Empleado para inicializar los m iem bros de la cla se base (línea 13). A dem ás, observe que la función virtual imprimir llam a a la función

Empleado: : imprimir d e la clase base (lín ea 4 4 ) para mostrar la inform ación esp ecífica d e la cla se base Empleado (es decir, el prim er nom bre, apellido y núm ero de seguro social). 1 2 3 4

// Fig. 10.25: asalariado.h //La clase EmpleadoAsalariado derivada de Empleado. #ifndef ASALARIADO .H «define ASALARIADO^

5 6

«inelude "empleado.h"


7

8 class EmpleadoAsalariado : public Empleado < 9 10 public: 11 EmpleadoAsalariado( const string &, const string k , 12 const string í , double - 0.0 ); 13 14 void establecerSalarioSemanal( double ); 15 double obtenerSalarioSemanal() const;

16

17 virtual double ingresos() const; 18 virtual void imprimir() const; // "empleado asalariado: " 19 20 private: 21 double salarioSemanal;

22 23 24 25

); // fin de la clase EmpleadoAsalariado «endif // ASALARIADO_H

Rgura 10.25

El archivo de e n ca b e za d o d e la clase E m p le a d o A s a la r ia d o .


704

Ragramaclón orientada a objetos: polimorfismo

Capítulo 10

1 // F i g . 10.26: asalariado.cpp 2 // Las definiciones de las funciones miembro de la clase Bnpleado Asalariado. 3 iinclude 4 5 using std::cout; 6

7

iinclude "asalariado.h" // Definición de la clase EmpleadoAsalariado

8 9 // Constructor de EmpleadoAsalariado 10 EmpleadoAsalariado::EmpleadoAsalariado( const string &primer, 11 const string «.apellido, const string inumeroSeguroSocial, 12 double salario ) 13 : Empleado( primer, apellido, numeroSeguroSocial )

14 { 15 establecerSalarioSemanal( salario ); 16 17 } // fin del constructor de EmpleadoAsalariado 18 19 // establecer el salario del trabajador asalariado 20 void EmpleadoAsalariado::establecerSalarioSemanal( double salario )

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

{ salarioSemanal - salario < 0.0 7 0.0 : salario; ) // fin de la función establecerSalarioSemanal // calcular el sueldo del empleado asalariado double EmpleadoAsalariado::ingresos() const { r e t u m obtenerSalarioSemanal(); } // fin de la función ingresos // devolver el salario del empleado asalariado double EmpleadoAsalariado::obtenerSalarioSemanal() const

{ return salarioSemanal; } // fin de la función obtenerSalarioSemanal // imprimir el nombre del trabajador asalariado void EmpleadoAsalariado::imprimir() const { cout << "\nempleado asalariado: " j Empleado::imprimir(); // reutilización de código } // fin de la función imprimir

Figura 10.26

Archivo d e Implementoción d e la clase

E m p le a d o A sa la ria d o .

La d a s e Em pleadoPorHoras (figuras 10.27 y 10.28) tam bién se deriva de la d a s e Emplea L as fu n d o n es m iem bro públicas (figura 1 0 .27) incluyen un constructor q u e tom a un primer nombre, un apellido, un número d e seguro s o d a l. un sueldo por horas y el número de horas trabajadas com o argum entos; fu n cion es establecer para asignar nuevos valores a lo s datos m iem bro s u e ld o y h o r a s ; fu n d o n e s obtener para d evolver los valores d e s u e l d o y h o r a s ; una función virtual do.



Capitulo 10

in g re s o s

que calcu la los ingresos d e un

Em pleadoPorH oras

y una función virtual

705

im p ri

que muestra el tipo del em p lead o, a saber, "em pleado p o r h o r a s : O bserve en el ar ch ivo de im plem entación (figura 10.28) que, al igual que el constructor d e E m p le a d o A s a la r ia do. el constructor de Bm pleadoPorHoras tam bién pasa el prim er nom bre, ap ellid o y núm ero de

m ir

seguro social al constructor de Empleado para inicializar lo s m iem bros de la cla se base (línea 13). A dem ás, la función virtual im p r im ir llam a a la función E m p le a d o :: im p r im ir d e la cla se ba se (línea 6 3 ) para mostrar la inform ación esp ecífica de Empleado (es decir, el primer nom bre, ap e llid o y número de seguro social).

1 2 3

// Fig. 10.27: horas.h // Definición de la clase BmpleadoPorHoras. «ifndef HORAS H

4

«define horas h

5

6

«inelude "empleado.h"


7

8

class BmpleadoPorHoras : public Empleado (

9

10

public:

11 12 13 14 15 16 17 18 19

BmpleadoPorHoras( const string &, const string &, const string fc, double - 0.0, double - 0.0);

20

virtual double ingresos() const;

21

virtual void imprimir() const;

void establecerSueldo( double ); double obtenerSueldoO const; void establecerHorasí double );

double obtenerHoras() const;

22 23 24 25 26 27 28 29

private: double sueldo; double horas;

}; // fin de la clase BmpleadoPorHoras «endif // HORAS_H

Figura 10.27

1

2 3

// sueldo por hora // horas trabajadas en la semana


EmpleadoPorHoras.

// Fig. 10.28: horas.cpp // Definiciones de las funciones miembro de la clase EnpleadoPorHoras. «inelude

4

5

using std::cout;

6 7

«inelude "horas.h"

8 Figura 10.28

El archivo de Implementación de la clase E m p le a d o P o rH o ra s . (Parte 1 de 3.)


706

9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


Capítulo 10

/ / E l c o n s t r u c t o r p a r a la c l a s e E m p l e a d o P o r H o r a s E m p l e a d o P o r H o r a s s :E m p l e a d o P o r H o r a s ( const s tring aprimar, const string ¿apellido, const string ¿numeroSeguroSocial, double sueldoPorHoras, double horasTrabajadas )

: Empleado( primer, apellido, numeroSeguroSocial ) { establecerSueldo( sueldoPorHoras establecerHoras( horasTrabajadas

); );

} // f i n d e l c o n s t r u c t o r d e E m p l e a d o P o r H o r a s

21

// e s t a b l e c e r e l s u e l d o d e l e m p l e a d o p o r h o r a s void EmpleadoPorHoras::establecerSueldo( double sueldoCantidad )

22

{

23 s u e l d o - s u e l d o C a n t i d a d < 0.0 ? 0.0 : s u e l d o C a n t i d a d ; 24 25 } // f i n d e l a f u n c i ó n e s t a b l e c e r S u e l d o 26 27 // e s t a b l e c e r l a s h o r a s t r a b a j a d a s d e l e m p l e a d o p o r h o r a s 28 v o i d E m p l e a d o P o r H o r a s : r e s t a b l e c e r H o r a s ( d o u b l e h o r a s T r a b a j a d a s ) 29 { 30 horas ■ ( horasTraba jadas >- 0.0 6& horasTraba jadas <■ 168.0 ) ? 31 h o r a s T r a b a j a d a s : 0.0; 32 33 > // f i n d e l a f u n c i ó n e s t a b l e c e r H o r a s 34 35 // d e v o l v e r l a s h o r a s t r a b a j a d a s 36 double EmpleadoPorHoras::obtenerHoras() const 37 { 38 r e t u r a horas; 39 40 ) // f i n d e l a f u n c i ó n o b t e n e r H o r a s 41 42 // d e v o l v e r el s u e l d o 43 d o u b l e E m p l e a d o P o r H o r a s : : o b t e n e r S u e l d o ( ) c o n s t 44 < 45 r e t u r a sueldo; 46 47 > // fin de la función obtenerSueldo 48 49 // obtener el pago del empleado por horas 50 d o u b l e E m p l e a d o P o r H o r a s : :i n g r e s o s () c o n s t 51 { 52 if ( h o r a s <■ 40 ) // n o h a y t i e m p o e x t r a 53 retura sueldo * horas; 54 sise // el t i e m p o e x t r a se p a g a a l s u e l d o * 1.5 55 r e t u r a 40 * s u e l d o ♦ ( h o r a s - 40 ) * s u e l d o * 1.5; 56 57 } // fin de la función ingresos 58 59 // i m p r i m i r l a i n f o r m a c i ó n d e l t r a b a j a d o r p o r h o r a s 60 v o i d E m p l e a d o P o r H o r a s : :i m p r i m i r () c o n s t 61 { Figura 10.28

0 archivo de Implementaclón de la clase E m p le a d o P o rH o ra s (Parte 2 de 3.)



Capitulo 10

62 63 64 65

707

cout << "\nempleado por horas: Empicado::imprimir{); // reutilización de código ) // fin de la función imprimir

Figura 10.28

El arch ivo d e im p lem en ta c ió n d e la d a s e EmpleadoPorHoras. (Parte 3 d e 3.)

La clase EmpleadoPorComision (figuras 10.29 y 10.30) se deriva de la clase Empleado. L as fun cion es m iem bro públicas (figura 10.29) incluyen un constructor que tom a un primer nombre, un ap ellido, un núm ero d e seguro so c ia l, una cantidad de ventas y una tasa de com isión; fun cion es establecer para asignar nuevos valores a lo s datos m iem bro ventasTotales y tasaComis ion; fun cion es o b ten er q u e recuperan lo s valores d e esto s datos m iem bro; la función virtual ingresos que calcu la lo s in gresos de un EmpleadoPorComision y la función virtual imprimir que m uestra e l tipo del em pleado, a saber, "empleado por comisión: El constructor de Em pleadoPorComision tam bién pasa e l prim er nom bre, apellido y número de seguro social al constructor de Empleado para in icializar lo s m iem bros de la cla se base (lín ea 13). La función vir tual imprimir tam bién llam a a la función Empleado::imprimir de la cla se base (lín ea 5 9 ) para mostrar inform ación esp ecífica d e Empleado (es decir, el prim er nom bre, ap ellido y núm ero de seguro social).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// Fig. 10.29: comisión.h //La clase EmpleadoPorComision derivada de Empleado. tifndef COMISION_H «define COMISION_H #inelude "empleado.h*


clase EmpleadoPorComision : public Empleado { public: EmpleadoPorComision( const string &, const string 6, const string &, double - 0.0, double - 0.0 ); void eatablecerTasaComi sion( double ); double obtenerTasaComision() const; void establecerVentasTotales( double ); double obtenerVentasTotales() const; virtual double ingresos() const; virtual void imprimir() const;

22 23 private: 24 double ventasTotales; // ventas totales por semana 25 double tasaComision; // porcentaje de comisión 26 27 ); // fin de la clase EmpleadoPorComision 28 29 fendif // COMISION. H

Rgura 10.29

Archivo de encabezado de la clase EmpleadoPorComision.


708

Rogramaclón orientada a objetos: polimorfismo

Capítulo 10

1 // Fig. 10.30: comisión.cpp 2 // Definiciones da las funcionas miembro da la clasa EmpleadoPorCeraision. 3 ffincluda 4

5 using std::cout; 6 7 fincluda "comision.h"

// Dafinlción da la clasa EmpleadoPorComision

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// Constructor da EmplaadoPorComislon EmplaadoPorComislon::EmplaadoPorComislon( const string aprimar, const string &apellido, const string &numeroSeguroSocial, d o u b le v e n ta s T o ta le s S e n a n a le s , d o u b le p o r c ie n to ) : Empleado( primar, apallido, nurnaroSeguroSocial ) { astablacarVantasTotalas( ventasTotalesSemanales ); astablacarTasaComÍ8Íon( porciento ); } // fin dal constructor da EmplaadoPorComislon // devolver la tasa dal trabajador por comisión double EmplaadoPorComislon::obtanarTasaComision() const

22 { 23

re tu rn

ta saC o m isio n ;

24

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

) // fin de la función obtenerTasaC omis ion // devolver la cantidad da ventas totales dal empleado por comisión double EmplaadoPorComislon::obtenerVentasTotales() const { return ventasTotales; ) // fin da la función obtenerVentasTotales // establecer el salario base por semana del empleado por comisión void EmplaadoPorComislon:lastablacarVantasTotalas( double ventas ) { ventasTotales - ventas < 0.0 ? 0.0 : ventas; ) // fin de la función establecerVentasTotales

40

41 42 43 44 45 46 47 48 49

// establecer la comisión del trabajador por comisión void EmpleadoPorComiaion::establecerTasaComision( double tasa ) { tasaComision - ( tasa > 0.0 && tasa <1.0 ) ? tasa : 0.0; ) // fin de la función establecerlasaComision // calcular los ingresos del empleado por comisión double EmpleadoPorComiaion::ingresos() const

50 { 51 52 53

return obtenerTasaComision() * obtenerVentasTotales(); ) // fin de la función ingresos

Hgura 10.30

Archivo de Implementación de la clase E m p le a d o P o rC o m ia io n . (Parte 1 de 2.)



Capitulo 10

709

54 55 // imprimir «1 nombre del trabajador por comisión 56 void EmpleadoPorComision: timprimir () const 57 { 58 cout << "\nempleado por comisión: " ¡ 59 Empleado::imprimir(); // reutilización de código 60 61 > // fin de la función imprimir

Figura 10.30

Archivo d e Implementaclón de la clase EmpleadoPorComision (Parte 2 de 2.)

La clase EmpleadoBaseMasComision (figuras 10.31 y 10.32) hereda de la cla se Emplea-

doPorComision y por lo tanto también es una cla se derivada indirecta de la cla se Empleado. Las funciones m iem bro públicas de la clase EmpleadoBaseMasComision (figura 10.31) incluyen un constructor que tom a com o argum entos un primer nombre, un apellido, un núm ero de seguro so cia l, un salario base, una cantidad d e ventas y una tasa de com isión; una función establecer para asignar un nuevo valor al dato m iem bro salarioBase; una función obtener para devolver el valor de salarioBase: la función virtual ingresos que calcula lo s in gresos de un EmpleadoBaseMasCo

mision y la función virtual imprimir, que m uestra el tipo del em pleado, a saber, "empleado con sueldo base mas comisión: E l constructor de EmpleadoBaseMasComision pasa el primer nom bre, el ap ellid o, el número d e seguro so cia l, la cantidad de ventas y la tasa de c o misión al constructor de BnpleadoPorComision pora ¡metalizar lo s m iem bros de la d a s e EmpleadoPorComision y de la clase base Bnpleado (línea 15). Observe que la función ingresos (figura 10.32, líneas 3 7 -4 1 ) llam a a la función m iem bro ingresos de la cla se base EmpleadoPorComision para calcular la porción de lo s ingresos que se basa en la s co m isio n es. Éste es un buen ejem plo de reutilización de cód igo.

1 2

// Fig. 10.31: basemas.h // Z*a clase EmpleadoBaseMasComision derivada de Empleado.

3

tifndef BASEMAS H

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

«define

basemas b

«include "comisión.h"


class EmpleadoBaseMasComision : public EmpleadoPorComision { public: EmpleadoBaseMasComision( const string &, const string &, const string fc, double ■ 0.0, double » 0.0, double = 0.0 ); void establecerSalarioBase( double ); double obtenerSalarioBase() const; virtual double ingresos() const; virtual void imprimir() const; private: double salarioBase;

// salario base por semana

22 Rgura 10.31

Archivo de encabezado de la clase E m p le a d o B a s e M a s C o m is io n (Parte 1 de 2.)


710

23 24 25


); // f i n d e l a c l a s e E m p l e a d o B a s e M a s C o m i s i o n « e n d i f // B A S E M A S H

Figura 10.31

1 2 3 4 5 6 7

Capítulo 10

Archivo d e e n ca b e za d o d e la clase EmpleadoBaseMasComision (Parte 2 d e 2.)

// Fig. 10.32: basemas.cpp // Definiciones de las funciones miembro de EmpleadoBaseMasComision. #inelude using std::cout; Vinclude "basemas.h"

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

//El constructor para la clase EmpleadoBaseMasComision EmpleadoBaseMasComision::EmpleadoBaseMasComision( const string Aprimar, const string¿apellido, const string AnumeroSeguroSocial, double cantidadVentasTotales, double tasa ) double cantidadSalarioBase, : EmpleadoPorComision( primer, apellido, numeroSeguroSocial, cantidadVentasTotales, tasa ) { establecerSalarioBase( cantidadSalarioBase ); ) // fin del constructor de EmpleadoBaseMasComision // establecer el sueldo del trabajador con sueldo base más comisión void EmpleadoBaseMasComision::establecerSalarioBase( double salario ) { salarioBase - salario < 0.0 ? 0.0 : salario; } // fin de la función establecerSalarioBase // devolver el salario base del trabajador con sueldo base más comisión double EmpleadoBaseMasComision::obtenerSalarioBase() const { return salarioBase; ) // fin de la función obtenerSalarioBase // devolver los ingresos del trabajador con sueldo base más comisión double BapleadoBaseMasComision::ingresos() const { return obtenerSalarioBase() + EmpleadoPorComision::ingresos(); } // fin de la función ingresos // imprimir el nombre del trabajador con sueldo base más comisión void EmpleadoBaseMasComision::imprimir() const {

Figura 10.32

Archivo d e Implementación d e la clase E m p le a d o B a s e M a s C o m is io n . (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 10

46 47 48 49

711

cout << "\nempleado con sueldo base mas comisión: " j Empleado::imprimir(); // reutilización de código ) // fin de la función imprimir

Rgura 10.32

Archivo d e Implementaclón de la clase EmpleadoBaseMasComision (Parte 2 de 2.)

El programa de la figura 10.33 prueba nuestra jerarquía de Empleado e incrementa en un 10% el salario base de cada EmpleadoBaseMasComision. La línea 31 declara el vector empleados de cuatro elem en tos, que guarda apuntadores a objetos Bnpleado. l-as líneas 34 a 41 llenan el v ec tor con las direcciones de los objetos asignados en form a dinám ica d e las clases EmpleadoAsalariado. EmpleadoPorComisión. EmpleadoBaseMasComision y EmpleadoPorHoras. El c ic lo for (lín eas 4 4 -6 8 ) itera a través del vector empleado y m uestra el nom bre, núm ero de seguro social y los ingresos de cada em pleado. La línea 47 invoca a la función m iem bro impri mir del ob jeto al q u e apunta el elem en to i del vector. C om o imprimir s e declara co m o virtual en la c la se b ase, el sistem a in voca a la fun ción imprimir d el ob jeto de la c la se derivada apro piada en form a polim órfica. Esta llam ada de función es otro ejem p lo de vin cu lación dinám ica: la

1

2 3 4 5

// Fig. 10.33: figl0_33.cpp // Controlador para la jerarquía de Empleados. •inelude using std::cout;

6 using etd::endl; 7 using std::fixed;

8 9

•inelude

10

11 using std::setprecisión; 12 13 •inelude 14 15 using std::vector; 16 17 •inelude 18 19 •inelude "empleado.h* / / La clase base Empleado 20 •inelude "asalariado.h" / / La clase EmpleadoAsalariado 21 •inelude "comisión.h " / / La clase Emp1eadoPorComision 22 •inelude "basemas.h" / / La clase EmpleadoBaseMasComision 23 •inelude "horas.h" / / La clase EmpleadoPorHoras 24 25 int main() 26 { 27 // establecer el formato de salida de punto flotante cout << fixed << setprecision( 2 ); 28 29 30 // crear el vector empleados 31 vector < Empleado * > empleados ( 4 ); 32 Rgura 10.33

Programa controlador d e la jerarquía de la clase E m ple a do. (Parte 1 de 3.)


712


33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 )

Capítulo 10

// inicial!zar el vector con Empleados empleados[ 0 ] - new EmpleadoAsalariado( "John", *Smith", *111-11-1111", 800.00 ); empleados[ 1 ] ■ new EmpleadoPorComision( "Sue", "Jones", *222-22-2222", 10000, . 0 6 ); empleados! 2 ] - new EmpleadoBaseMasComision! *Bob", "Lewis", *333-33-3333", 300, 5000, .04 ); empleados! 3 ] - new EmpleadoPorHoras( *Karen", *Price", *444-44-4444", 16.75, 40 ); // procesar genéricamente cada elemento en el vector empleados for ( int i - 0; i < empleados.size (); i++ ) { // mostrar la información del empleado empleados! i 1->imprimir(); // apuntador de conversión descendente EmpleadoBaseMasComision •comisionPtr » dynamic.cast < EmpleadoBaseMasComision * > ( empleados[ i ] ); // determinar si elemento apunta o no a un trabajador con // sueldo base más comisión i£ ( comisionPtr !■ 0 ) { cout << "salario base antiguo: $" << comisionPtr->obtenerselarioBase{) << endl; comisionPtr->establecerSalarioBase( 1.10 * comisionPtr->obtenerSalarioBase() ); cout << *el nuevo salario base con el incremento del 10* es: $" << comisionPtr->obtenerSalarioBase() << endl; ) // fin de instrucción i£ cout << "obtuvo $" << empleados! i ]->ingresos () << endl; } // fin de instrucción for // liberar la memoria retenida por el vector empleados for ( int j - 0; j < empleados.size(); j++ ) ( // mostrar el nombre de la clase cout << "\noli minando objeto de " << typeid( ‘empleados! j ] ).name(); delate empleados! j ]; } // fin de instrucción for cout << endl; raturn 0; // fin de main

Figura 10.33

Programa controlador d e la jerarquía d e la clase Em p le a d o . (Parte 2 d e 3.)



Capitulo 10

713

empleado asalariado: John Smith número de seguro social: 111-11-1111 obtuvo $800.00 empleado por comisión: Sus Jones número de seguro social: 222-22-2222 obtuvo $600.00 empleado con sueldo base más comisión: Bob Lewis número de seguro social: 333-33-3333 salario base antiguo: $300.00 el nuevo salario base con el incremento del 10\ es: $330.00 obtuvo $530.00 empleado por horas: Karen Price número de seguro social: 444-44-4444 obtuvo $670.00 eliminando eliminando eliminando eliminando

Figura 10.33

objeto objeto objeto objeto

de de de de

class class class class

ErapleadoAsalariado EmpleadoPorComision EmpleadoBaseMasComision EmpleadoPorHoras

Programa controlador de ia jerarquía d e la clase Empleado. (Parte 3 d e 3.)

función virtual se in voca a través de un apuntador d e la cla se b ase, por lo que la d ecisión acerca de cuál función se debe invocar se difiere hasta el tiem po de ejecución. En este ejem plo querem os realizar cierto procesam iento esp e c ífic o para lo s ob jetos de la cla se EmpleadoBaseMasComision; al encontram os co n esto s ob jetos, d esea m o s incrementar su sa lario b ase en un 10%. Procesam os a los em p lea d o s en form a genérica (es decir, polim órfica); por lo tanto, no p odem os estar seguros de qué tipo de Empleado se está m anipulando en un m om ento da do. Esto crea un problem a, ya que lo s em p lead os d el tipo EmpleadoBaseMasComision deben identificarse para que se les pueda pagar apropiadamente. Para ello, utilizam os el operador d y n a m i c _ c a a t para que nos ayude a determ inar si el tipo d e cada ob jeto e s com patible con el tipo

EmpleadoBaseMasComision. Las líneas 50 a 52 efectúan una conversión descendente en forma dinám ica d el elem en to empleados [ i ] , d el tipo Empleado * al tipo EmpleadoBaseMasCo mision * . Si el elem en to del vector apunta a un objeto EmpleadoBaseMasComision, entonces la dirección de e se objeto se asigna a camisionPtr: d e no ser a sí, se asigna un 0 a comlsionPtr. Si el valor devuelto por el operador dynamic_cast en las lín eas 5 0 a 52 no es 0, la estructu ra if (lín eas 5 6 -6 4 ) lleva a cabo el procesam iento esp ecial requerido para el objeto EmpleadoBa seMasComision. Las lín eas 5 8 , 5 9 , 6 0 y 6 2 invocan a las fun cion es obtenerSalarioBase y establecerSalarioBase de EmpleadoBaseMasComision. para recuperar y actualizar el salario del em pleado. La linca 6 6 invoca a la función m iem bro

ingresos e n el objeto al que esté apuntando em pleado [ i 1. C o m o declaram os a ingresos co m o una función virtual en la clase base, e l pro grama in voca a la función ingresos del objeto de la cla se derivada. Este p roceso tam bién utiliza vinculación dinám ica. El c ic lo f o x (lín eas 7 1 -7 9 ) muestra el tipo de ob jeto d e cada em p lead o y utiliza el operador

de le te para desasignar la m em oria dinám ica a la que apunta cada elem en to d el vector. El operahttp://alexyniorlls.blogspot.com 769 of 1380.

714


Capítulo 10

dor typeid (lin ca 7 5 ) d evu elve una referencia a un ob jeto d e la cla se type_ln£o que contiene la inform ación acerca d el tipo d e su operando, in clu yen d o e l nom bre de ese tipo de datos. A l invo carse, la función m iem bro ñ a m e (línea 7 5 ) d e type_in£o d ev u elv e una cadena q u e co n tien e el nom bre d el tipo (por ejem p lo, c l a s s E m p l e a d o B a s e M a s C o m i s i o n ) d el argum ento que se pas a a typeid. Para utilizar typeid, el programa debe incluir el archivo d e en cab ezad o
fo> (lín ea 17).

RESUMEN • Con las fundones virtual y el polimorfismo es posible diseñar e ¡mplementar sistemas que sean más fácil mente extensibles. Es posible escribir programas para procesar objetos de tipos que tal vez no existan cuan do el programa se encuentre en desarrollo. • 1.a programación polimórfica con fundones virtual puede eliminar la necesidad de la lógica de s w i t c h . El programador puede utilizar el mecanismo de las fundones virtuales para llevar a cabo automáticamente la lógica equivalente, evitando así los tipos de errores generalmente asodados con la lógica de s w i t c h . El código cliente que hace dedsiones acerca de los tipos de objetos y las representaciones indica un pobre di seño de clases. • Las clases derivadas pueden proporcionar sus propias implcmcntadones de una fundón virtual de la clase base, si es necesario, pero de no ser así. se utiliza la implcmcntación de la clase base. • Si se llama a una fundón virtual hadendo referenda a un objeto específico por nombre y utilizando d ope rador punto para selecdonar miembros, la referencia se resudve en tiempo de compilación (esto se conoce como vinculación estática); la función virtual que se llama es la que está definida para la clase de ese obje to específico. • Hay muchas situadones en las que es útil definir clases abstractas de las cuales el programador nunca pre tenderá instandar un objeto. Como éstas se utilizan sólo como clases base, nos referimos a d ía s como clases base abstractas. No pueden crearse instandas de objetos de una clase abstracta. • Las clases a partir de las cuales se pueden instandar objetos se conocen como clases concretas. • Una dase se hace abstracta al declarar una o más de sus fundones virtuales como puras. Una fundón virtual pura contiene un inicializador de - 0 en su dcclaradón. • Si una clase se deriva de una clase con una función virtual pura y esa clase derivada no proporciona una dcfinidón para esa función virtual pura, entonces esa función virtual seguirá siendo pura en la clase derivada. Por consecuencia, la clase derivada se convertirá también en una clase abstracta. • C++ permite el polimorfismo: la habilidad de que los objetos de clases distintas reladonadas por herencia respondan de manera distinta a la llamada de la misma función miembro. • El polimorfismo se implementa mediante funciones virtual. • Cuando se realiza una solidtud a través de un apuntador o referenda de clase base para utilizar una fundón virtual, C++ elige la fundón sobrescrita que sea correcta en la clase derivada apropiada que esté asodada con el objeto. • Mediante el uso de fundones virtual y el polimorfismo, la llamada a una fundón miembro puede ocasionar distintas acdones, dependiendo del tipo del objeto que redba la llamada. • Aunque no podemos instandar objetos de clases base abstractas, sí podemos declarar apuntadores y referencias a objetos de este tipo de clases. Dichos apuntadores y referendas pueden utilizarse para permitir manipulacio nes polimórficas de objetos de clases derivadas que sean instanciados a partir de clases derivadas concretas.

1. Los operadores dynamic_caat y typaid son parte de la característica RTT1 (información Je tipos en tiempo de ejecución) de C++, la cual permite a los programadores determinar el tipo de un objeto en tiempo de ejecución. Algunos compiladores como Microsoft Visual C++ 6 requieren que la RTT1 se habilite antes de poder utilizada en un programa. Para habilitar la RTTI en Visual C++ 6, sclccdonc Proyact > sett inga > C/C++ y luego se leccione la opción C++ Languag* del cuadro combinado Catagory. Después active la casilla Enabl* Run Time Typ« Information (r t t i ). Consulte la documentación de su compilador para determinar si éste tie ne requerimientos similares.



Capitulo 10

715

• La vinculación dinámica requiere que, en tiempo de ejecución, la llamada a una función miembro virtual sea dirigida hacia la versión de la función virtual que sea apropiada para la clase. Una tabla de funciones virtua les. conocida como viable, se imple menta como un arreglo que contiene apuntadores de funciones. Cada cla se con funciones virtuales tiene una v i a b l e . Para cada función virtual en la clase, la v i a b l e tiene una entrada que contiene un apuntador de función que apunta a la versión de la función virtual a utilizar para un objeto de esa clase. La función virtual a utilizar para una clase específica podría ser la función definida en esa cla se. o podría ser una función heredada ya sea en forma directa o indirecta de una clase base que se encuentre en un nivel más alto en la jerarquía. • Cuando una clase base proporciona una función miembro virtual, las clases derivadas pueden sobrescribir a esa función virtual, pero no tienen que hacerlo. Por ende, una clase derivada puede utilizar la versión de la clase base de una función virtual, lo cual se indica en su M o b l e . • Cada objeto de una clase que tiene funciones virtual contiene un apuntador a la M o b l e para esa clase. El apun tador de la función apropiada en la v i a b l e se obtiene y es desreferenciado para completar la llamada en tiem po de ejecución. Este proceso de búsqueda en la M o b l e y desreferenciamiento de apuntadores requiere de una sobrecarga nominal en tiempo de ejecución. • Cualquier clase que tenga uno o más apuntadores a 0 en su viable es una clase abstracta. Las clases sin apun tadores a 0 en su M o b l e son clases concretas. • Con frecuencia se agregan nuevos tipos de clases a los sistemas. Las nuevas clases se acomodan mediante la vinculación dinámica (también conocida como vinculación tardía). No es necesario conocer el tipo de un ob jeto en tiempo de compilación para que se compile la llamada a una función virtual. En tiempo de ejecución se llamará a la función miembro apropiada para el objeto al que esté apuntando el apuntador. • La vinculación dinámica permite que los ISVs distribuyan software sin tener que revelar los secretos propie tarios. Las distribuciones de software pueden consistir solamente de los archivos de encabezado y archivos de código objeto. No hay necesidad de revelar el código fuente. Así, los desarrolladores de software pueden utilizar la herencia para derivar nuevas clases a partir de las que proporcionan los ISVs. FJ software que fun ciona con las ciases que proporcionan los ISVs seguirá funcionando con las clases derivadas y utilizará (m e diante la vinculación dinámica) las funciones virtuales sobrescritas en esas clases. • Debe declarar el destructor de la clase base como v i r t u a l si la clase contiene funciones virtuales. Esto ha ce que los destructores de todas las clases derivadas sean virtual, aunque no tengan el mismo nombre que el destructor de laclase base. Si un objeto en la jerarquía se destruye explícitamente al aplicar el operador d e l a t a a un apuntador de la clase base que apunte a un objeto de la clase derivada, se llama al destructor para la clase apropiada. Después de la ejecución de un destructor de clase derivada, se ejecutan los destructores para todas las clases base de esa clase derivada, en todos los niveles más altos en la jerarquía; el destructor de la clase raíz se ejecuta al último. • El operador d y n a m i c _ c a s t comprueba el tipo del objeto al que apunta el apuntador y después determina s este tipo tiene una relación “es un" con el tipo al que se convertirá el apuntador. Si tienen una relación “es un ", d y n a m ic . c a s t devuelve la dirección del objeto. En caso contrario. d y n a m i c _ c a s t devuelve 0. • El operador t y p a i d devuelve una referencia a un objeto de la clase t y p « _ i n £ o que contiene información sobre el tipo de datos de su operando, incluyendo el nombre del tipo de datos. Para utilizar t y p a i d , el pro grama debe incluir el archivo de encabezado < t y p a i n f o > . • Al invocarse, la función miembro ñame de t y p e _ i n £ o devuelve el nombre del tipo representado por el ob jeto t y p a _ i n £ o . • Ixw operadores d y n a m ic _ c a s t y t y p a i d son parte de la RTTI de C++, la cual permite que un programa determine el tipo de un objeto en tiempo de ejecución.

TERMINOLOGÍA apuntador a una clase abstracta apuntador a una clase base apuntador a una clase derivada

apuntador a M o b l e archivo de encabezado clase abstracta


716


clase base abstracta dase base directa clase base indirecta clase concreta clase derivada clase type_in£o constructor de clase derivada conversión descendente (downcasting) desplazamiento en M o b l e destructor virtual eliminación de instrucciones switch extensibilidad fundón miembro nombre de la dase type_in£o fundón virtual fundón virtual de dase base fundón virtual pura ( - 0) herenda herencia de implementadón herencia de interfaz ISV (distribuidor independiente de software)

Capítulo 10

jerarquía de clases lógica de awitch operador dynamic_caat operador typeid pasar por alto sobrescribir una fundón virtual pasar por alto sobrescribir una fundón virtual pura polimorfismo programadón "en forma espedfica” programadón “en forma general" teferenda a una d ase abstracta referenda a una clase base referencia a una clase derivada RTTI (informadón de tipos en tiempo de ejecudón) tabla de fundones virtual vinculadón dinámica vinculación estática vinculadón tardía vinculación temprana M o b le


Llene los espados en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) El tratar a un objeto de clase base como u n ___________ puede ocasionar errores. b) El polimorfismo ayuda a eliminar la lógica d e ___________. c) Si una clase contiene cuando menos una función virtual pura, es una c la se ___________. d) Las dases a partir de las cuales pueden crearse instancias de objetos se conocen como clases e)

El operador__________ puede utilizarse para realizar conversiones descendentes (downcast) en los apuntadores de clase base con seguridad. 0 El operador typeid devuelve una referenda a u n objeto d e ___________. g) ___________implica utilizar un apuntador o referenda de clase base para invocar fundones virtua les en objetos de la clase base y las clases derivadas. h) Las fundones que pueden sobrescribirse se declaran utilizando la palabra reservada___________. i) El proceso de convertir un apuntador de d ase base a un apuntador de clase derivada se conoce co m o ___________ .

10.2

Conteste con v e r d a d e r o o f a l s o a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser f a l s o , expli que por qué. a) Todas las fundones virtual en una clase base abstracta deben declararse como funciones vir tual puras. b) Es peligroso referirse a un objeto de una clase derivada con un manejador de la d ase base. c) Una clase se hace abstracta declarándola como clase virtual. d) Si una clase base declara a una fundón virtual pura, una clase derivada debe imple mentar esa fundón para convenirse en clase concreta. e) 1.a programación polimórfica puede eliminar la necesidad de la lógica de switch.


a) objeto de clase derivada, b) switch. c) abstracta, d) concretas, e) dynamic_cast. f) typs_in£o. g) Polimorfismo, h) virtual, i) conversión descendente (downcasting).



Capitulo 10

10.2

717

a) Falso. Una clase base abstracta puede incluir funciones virtuales con implemeniacioncs. b) Falso. Es peligroso referirse a un objeto de la clase base con un manejador de la clase derivada c) Falso. Las cla ses nunca se declaran como virtual. En vez de eso. una d ase se hace abstracta al incluir cuando me nos una fundón virtual pura en la misma, d) Verdadero, e) Verdadero.

EJERCICIOS 10.3

¿Cómo es que d polimorfismo le permite programar “en forma general”, en lugar de hacerlo “en for ma espedfica"? Hable sobre las ventajas clave de programar “en forma general”.

10.4

Hable sobre los problemas de programar con la lógica de switch. Explique por qué el polimorfismo puede ser una alternativa efectiva al uso de la lógica de ■witch.

10.5

Explique la diferenda entre heredar la interfaz y heredar la implementación. ¿En qué difieren las jerar quías de herencia diseñadas para heredar la interfaz, en comparadón con las diseñadas para heredar la ¡mplementadón?

10.6

¿Qué son las fundones virtuales? Describa una dreunstanda en la que serían apropiadas las fundones virtuales.

10.7

Explique la diferenda entre vinculación estática y dinámica. Explique d uso de las funciones virtuales y la viable en la vinculadón dinámica.

10.8

Explique la diferenda entre las fundones virtuales y las fundones virtuales puras.

10.9

Sugiera uno o más nivdes de clases base abstractas para la jerarquía Figura que se describe en este capítulo. (El primer nivel es Figura y el segundo nivel consiste de las clases Fi guraBidiman»lo na 1 y FiguraTridimensional.)

10.10 ¿Cómo promueve el polimorfismo la extensibilidad? 10.11

Suponga que se le ha pedido que desarrolle un simulador de vuelo con pantallas gráficas elaboradas. Expli que por qué la programadón polimórfica sería especialmente efectiva en un problema de esta naturaleza.

10.12 Modifique el sistema de nómina que aparece en las figuras de la 10.23 a la 10.33 para que incluya d da to miembro p r i v a t a f e c h a N a c i m i a n t o (use la clase F a c h a que aparece en las figuras 8.10 y 8.11) en la clase Empleado. Asuma que la nómina se procesa una vez. al mes. Cree un v e c t o r de referen cias a B n p l e a d o pora guardar los diversos objetos de empleado. Calcule mediante un d e lo la nómina para cada B n p l e a d o (mediante d uso del polimorfismo) y agregue un bono de $100.00 a la cantidad en la nómina de la persona si éste es el mes en el que el B n p l e a d o cumple años.

10.13 Implemente la jerarquía de

F i g u r a s que se muestra en la figura 9.3. Cada F i g u r a B i d i m a n a i o -

n a l debe contener la fundón o b t a n a r A r a a para calcular d área de esa figura. Cada F i g u r a T r i d i m e n s i o n a l debe contener las fundones miembro o b t e n e r A r e a y o b t e n e r V o l u m e n para calcular el área de la superficie y el volumen de la figura tridimensional, respectivamente. Cree un pro grama que utilice un v e c t o r de apuntadores de F i g u r a a objetos de cada clase concreta en la je rarquía. FJ programa debe imprimir el objeto al que apunta cada dem ento dd vector. Además, en el d elo que procesa a todas las figuras en d vector, determine si cada figura es una F i g u r a B i d i m e n s i o n a l o una F i g u r a T r i d i m e n s i o n a l . Si la figura es F i g u r a B i d i m e n s i o n a l , mues tre su área. Si es F i g u r a T r i d i m e n s i o n a l . muestre su área y su volumen.

10.14 Desarrolle un paquete de gráficos básicos. Utilice la jerarquía de herenda de la clase Figura del ca pítulo 9. Limítese a utilizar figuras bidimensionales tales como cuadrados, rectángulos, triángulos y dreulos. Interactúe con el usuario. Deje que el usuario espedfique la posidón, el tamaño, la figura y los caracteres de relleno a utilizar para dibujar cada figura. El usuario puede cspedficar más de un objeto de la misma figura. Al crear cada figura, coloque un apuntador Figura * que apunte a cada nuevo ob jeto Figura en d arreglo. Cada clase debe tener su propia función miembro dibujar. Escriba un administrador de pantallas polimórfico que recorra el arreglo, enviando mensajes dibujar a cada ob jeto en d arreglo para formar una imagen en pantalla. Vuelva a dibujar la imagen de la pantalla cada vez que el usuario espedfique una figura adidonal.


11 Plantillas

Objetivos • Aprender a utilizar plantillas de fun cion es para crear un grupo de fu n cio n es relacionadas (sobrecargadas). • Saber distinguir entre plantillas d e fu n cion es y e sp e cia liza d o n e s d e plantillas d e funciones. • Aprender a utilizar plantillas de cla ses para crear un grupo de tipos rclad onad os. • Poder distinguir entre plantillas de cla ses y esp ecializacion es d e plantillas de clases. • Saber có m o sobrecargar plantillas d e funciones. • Entender la s relaciones entre plantillas, fu n d o n e s y c la ses friends. herencia y m iem bros estáticos.

D etrás d e ese patrón externo las tenues fig u ra s se aclaran d ía con día. Siem pre es la m ism a fig u ra , sólo q u e m uy n u m ero sa Charlotte Perkins G ilm an

¡Un extraordinario laberinto! Pero n o sin un plano. A lexander Pope


Capitulo 11

Plantillas

719

P la n g e n e r a l n .i 1 1 .2 1 1 .3 1 1 .4 1 1 .5 1 1 .6 1 1 .7 1 1 .8

Introducción Plantillas d© funciones Sobrecarga de plantillas de funciones Plantillas de clases Plantillas de clases y parámetros sin tipo Plantillas y herencia Plantillas y f r i e n d s Plantillas y miembros s t a t i c


11. 1 I n t r o d u c c i ó n En este cap ítulo hablarem os sobre una de las características más poderosas d e C ++: las plantillas. Las plantillas de fu n cio n es y las plantillas de clases permiten a lo s programadores especificar, dentro de un so lo segm en to de c ó d ig o , un rango co m p leto de fun cion es relacionadas (sobrecargadas), c o nocidas co m o especializaciones de plantillas de fu n cio n es, o un rango com p leto de cla ses relaciona das, co n o cid a s co m o especializaciones de plantillas de clases. P odríam os escribir una so la plantilla de función para una función de ordenam iento de arreglos y lu ego hacer que C + + gen ere por separado esp ecia liza cio n es de la plantilla de función que ordenen arreglos i n t , f l o a t , s t r i n g y así, sucesivam ente. En e l cap ítulo 3 hablam os sobre las plantillas de funciones. Para b en eficio d e aq uellos lectores que pasaron por alto e se tem a, presentam os en este capítulo una d iscu sión y un ejem p lo ad icionales. P odríam os escribir una so la plantilla de clase para una cla se de pila y lu eg o hacer que C + + g en e re por separado esp ecia liza cio n es de la plantilla de cla se, co m o una cla se d e pila d e elem en to s tipo i n t , una cla se d e pila d e elem en tos tipo f l o a t , una cla se de pila de elem en tos tipo s t r i n g y así, sucesivam ente. O bserve la d istinción entre plantillas d e función y esp ecia liza cio n es de las m ism as: la s planti llas d e fu n cion es y las plantillas d e cla ses son co m o estarcidos a partir d e los cu ales trazam os for m as (o figuras); la s esp ecia liza cio n es de plantillas de función y d e plantillas d e cla ses son co m o lo s trazados individuales, en lo s q u e tod os tienen la m ism a figura pero podrían, por ejem p lo, dibujarse en distintos colores.

Observación de ingeniería de software 11.1 Las plantillas son una de las herramientas más poderosas de C ++ para la reutilización del software. En este capítulo presentarem os ejem p los de una plantilla d e fun cion es y una plantilla de cla ses. Tam bién considerarem os las relaciones existen tes entre las plantillas y otras características d e C + + , co m o la sobrecarga, la herencia, las friends y lo s m iem bros s t a t i c . El d iseñ o y lo s detalles acerca de lo s m ecan ism os d e las plantillas aquí d escritos se basan en el trabajo presentado por Bjarne Stroustrup en su artículo titulado P aram eterized Types f o r C + + , que se publicó en la con feren cia P roceedings o f the USF.N1X C++ Conference la cual tuvo lugar en D enver, C olorado, en octubre d e 1988. Este capítulo está d iseñ ado com o una introducción al co m p lejo tem a de las plantillas. El capítu lo 2 1 , B iblioteca estándar d e plantillas (ST L ), presenta un análisis detallado de las cla ses contcnc-


720

Plantillas

Capítulo 11

doras d e las plantillas, los iteradores y los algoritm os de la STL. A dem ás de que co n tien e docenas de ejem p los de cód ig o activo basados en plantillas, en lo s que se muestran técnicas m ás sofisticadas de program ación con plantillas q u e las que se utilizan e n el presente capítulo.

11.2 Plantillas de funciones Las fun cion es sobrecargadas se utilizan generalm ente para realizar operaciones s i m i l a r e s sobre d is tintos tipos de datos. Si las op eracion es son i d é n t i c a s para cada tipo, pueden realizarse en forma más com pacta y con ven iente m ediante p l a n t i l l a s d e f u n c i o n e s . El programador escribe una sola d efi nición de plantilla d e función. Con b ase en lo s tipos d e argum entos proporcionados e n forma ex p lí cita, o inferidos de la s llam adas a esta función, el com pilador genera fun cion es separadas e n có d igo objeto (e s decir, esp ecia liza cio n es de plantillas de fun cion es) para manejar apropiadam ente cada lla mada a la función. En C , esta tarca puede llevarse a cabo m ediante el u so de m acros creadas co n la directiva de preprocesador #define (vea el capítulo 19, El preprocesador). Sin em bargo, las m a c r o s pueden tener graves efectos secundarios y no perm iten q u e el com pilador realice una com probación d e tipos. L as plantillas d e función ofrecen una so lu ció n com pacta, al igual que las m acros, pero per miten una extensa com probación de tipos.

Tip de prueba y depuración 11.1 Las plantillas de función, al igual que las macros, permiten la reutilización del software. Pero a dife rencia de las macros. las plantillas de función ayudan a eliminar muchos tipos de errores mediante el escrutinio de la extensa comprobación de tipos de C++. Todas la s d efin icion es de plantillas de función com ienzan co n la palabra reservada témplate, seguid a d e una lista de parám etros d e tipo form ales para la plantilla de fun cion es, encerrados entre paréntesis angulares ( < y >); cada parámetro de tipo formal d eb e ser precedido por una d e las pala bras intercam biables clase o typename, co m o en: template< clase T >

o témplate< typename TipoElemento >

o t e m p l e t e < class TipoBorde,

class TipoRelleno >

L o s parámetros de tipo form ales de una d efin ición de plantilla s e utilizan para esp ecificar lo s

tip o s

de los argum entos para la función, para especificar el tipo de valor de retom o de la función y para d e clarar variables dentro de la misma. A continuación debe ir la definición de la función, la cual se define co m o cualquier otra función. O bserve que las palabras reservadas class y typename, utilizadas para esp ecificar parám etros de tip o en plantillas d e fun cion es, realm ente significan “cualquier tipo integrado o tipo definido por el usuario”.

_

Error común de programación 11.1 El no colocar la palabra reservada e l a s a o ty p a n a m e antes de cada parámetro de tipo formal de una plantilla de función es un error de sintaxis.

E xam inarem os la plantilla de función imprimir Arreglo e n la figura 11.1, lín eas 9 a 17. La plantilla de función imprimir Arreglo declara (lín ea 9 ) un s o lo parámetro de tipo form al T (T puede ser cualquier identificador válido) para el tipo d e arreglo que va a im prim ir la función im-

primirArreglo: T se con o ce co m o un p a r á m e t r o d e t i p o . C uando el com pilador detecta la in vocación a la función imprimirArreglo en el c ó d ig o fuente del programa (co m o en las líneas 3 2 , 37 y 4 2 ), el tipo d el primer argum ento d e imprimirArreglo se sustituye por T a lo largo de


Capitulo 11

Plantillas

721

la d efin ición d e la plantilla, y C + + crea una esp ecialización com p leta d e la plantilla de función para im prim ir un arreglo d el tipo d e dato esp ecifica d o . D esp ués se co m p ila la e sp e c ia liz a d ó n rccicntcm ente creada. En la figura 11.1, el com pilador crea tres esp ecia liza cio n es d e i m p r i m i r A r r e g l o : una que espera un arreglo tipo i n t , otra q u e espera un arreglo tipo d o u b l e y otra que espera un arreglo tipo c h a r . Por ejem p lo, la esp ecializarión de la plantilla d e fu n d ó n para el tip o i n t es:

void imprimirArreglo! const int ‘arreglo, const int contador ) (

for ( int i - 0; i < contador; i++ ) cout << arreglo[ i ] << " " cout << endl; } // fin de la función imprimirArreglo Cada parámetro de tipo formal en una d efinición de plantilla d e función (por ejem p lo, T en la línea 9 ) debe aparecer en la lista d e parámetros de la función por lo m en os una v e z (por ejem p lo, T en la línea 10). El nom bre de un parámetro de tipo formal puede utilizarse só lo una v e z en la lista de pa rámetros del encabezado de una plantilla. L os nom bres d e los parámetros de tipos form ales entre las plantillas d e fu n cion es no necesitan ser únicos.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Figura

// Pig 11.li figll_01.cpp // üao da plantillas da funcionas. tinclude using stdi:cout; using std::andl; // definición da la plantilla da función imprimirArreglo teraplate< class T > void imprimirArreglo( const T ‘arreglo, const int contador ) ( for ( int i - 0; i < contador; i++ ) cout << arreglo! i ] << * " j cout << andl; ) // fin da la función imprimirArreglo int main()

{ const int aContador «5; const int bContador -7; const int cContador - 6; int a[ aContador ] - { 1, 2, 3, 4, 5); double b[ bContador ] - { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6, 7.7 >; char c[ cContador ] ■ "HOLA"; // 5a. posición para el carácter nulo cout << *E1 arreglo a contiene:" << endl; // llamar a la aspacialización da la plantilla da función para tipos intagar imprimirArreglo! a, aContador ); cout << ‘El arreglo b c o n t i e n a << andl;

11.1

Especlallzocionesde la plantilla d e fu n ció n

imprimirArreglo.(Parte 1 d e 2.)


722

Plantillas

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

Capítulo 11

// llamar a la especial 1ración de la plantilla de función para tipos double imprimirArreglo( b, bContador ); cout << "El arreglo c contiene:* << endl; // llamar a la especial iración de la plantilla de función para tipos character imprimirArreglo( c, cContador ); return 0; } // fin da main

El arreglo a contiene: 1 2 3 4 5 El arreglo b contiene: 1.1 2.2 3.3 4.4 5.5 6.6 7.7 El arreglo c contiene: H O L A

Hgura 11.1

Especializaclones d e la plantilla d e función impr imi rAr reglo. (Parte 2 d e 2.)

La figura 11.1 dem uestra a la plantilla de función imprimirArreglo. El programa com ienza por ¡nstanciar un arreglo int de cin c o elem en tos llam ado a. un arreglo double de siete elem en to s llam ado b y un arreglo char de cin c o elem en to s llam ado c. L uego, e l programa m uestra cada uno de lo s arreglos llam ando a imprimir Arreglo: una v e z co n un primer argum ento a de tipo int * (lín ea 3 2 ), una v ez con un primer argum ento b de tipo double * (lín ea 3 7 ) y una vez con un primer argumento c d e tipo char * (línea 4 2). La llamada en la lín ea 3 2 hace que el com pilador deduzca que T es int y crea una instancia de esp ecia liza ció n de la plantilla de función impri-

mirArreglo cu y o parámetro T es int. La llam ada en la lín ea 3 7 o ca sio n a que el com pilador d eduzca que T e s double y crea otra instancia d e esp ecia liza ció n de la plantilla de función imprimirArreglo, cu y o parámetro T e s double. La llam ada en la línea 4 2 hace q u e el co m p ila dor deduzca q u e T es char y crea una tercera instancia de esp ecia liza ció n d e la plantilla de función imprimir Arreglo, cu y o parámetro de tipo T ahora e s char. E s im portante observar que si T (lín ea 9 ) representa un tipo definido por el usuario, e l primer operador d e inserción de flujo e n la lí nea 13 debe estar sobrecargado para la clase T. En este ejem p lo, el m ecan ism o d e las plantillas evita que el programador tenga que escribir tres fu n cion es sobrecargadas distintas con los prototipos:

▼oid imprimirArreglo ( const int *, const int ); ▼oid imprimirArreglo( const double *, const int ); ▼oid imprimirArreglo( const char *, const int); todas utilizan el m ism o có d ig o , excep to por el tipo T.

Tip de rendimiento 11.1 A u n q u e la s p la n t ill a s o fr e c e n lo s b e n e fic i o s d e r e u tiliz a c ió n d e l c ó d i g o , r e c u e r d e q u e s e c r e a n m ú l t i p le s in s ta n c ia s d e e s p e c ia liz a c io n e s d e p la n tilla s d e fu n c io n e s y d e c la s e s e n u n p r o g r a m a a p e s a r d e l h e c h o d e q u e la p la n tilla s e e s c r ib e s ó lo u n a v e z. E s ta s c o p ia s p u e d e n lle g a r a c o n s u m ir u n a c a n tid a d d e m e m o r ia c o n s id e r a b le .


Capitulo 11

Plantillas

723

11.3 Sobrecarga de plantillas de funciones Las plantillas de fun cion es y la sobrecarga están íntim am ente relacionadas. Las esp ecia liza cio n es de plantillas d e fu n cion es relacionadas que se generan a partir de una plantilla d e función tienen todas el m ism o nom bre, por lo q u e el com pilador utiliza la resolución de la sobrecarga para invocar a la función apropiada. U na plantilla de función puede sobrecargarse de varias form as. P odem os proporcionar otras plantillas de fun cion es que esp ecifiq u en el m ism o nom bre de la función, pero distintos parámetros para la misma. Por ejem p lo, la plantilla de función imprimirArreglo d e la figura 11.1 podría sobrecargarse con otra plantilla d e función imprimir Arreglo con lo s parámetros adicionales

subindiceBajo y subindiceAlto para esp ecificar la porción del arreglo a mostrar (vea el ejercicio 11.4). U na plantilla de función tam bién puede sobrecargarse si s e proporcionan fun cion es que no sean de plantilla, con el m ism o nom bre de función pero d istintos argum entos. Por ejem p lo, la plantilla de fun ción imprimirArreglo d e la figura 11.1 podría sobrecargarse co n una versión que no sea de plantilla y que específicam ente imprima un arreglo de cadenas d e caracteres, en un eleg a n te for m ato tabular (vea el ejercicio 11.5).

Error común de programación 11.2 Si una plantilla se invoca con un tipo definido por el usuario, y si esa plantilla utiliza operadores (co mo +. <■) con objetos de ese tipo de clase, entonces esos operadores deben sobrecargarse para el tipo definido por el usuario. El olvidarnos de sobrecargar dichos operadores causa errores. El com pilador realiza un proceso de comparación para determinar qué función debe llamar cuando se invoque una función. Primero, el com pilador trata de encontrar y utilizar una coincidencia exacta, en la que lo s nom bres de las fun cion es y los tipos d e los argum entos coincidan con los d e la llamada de la función. Si esto falla, el com pilador determina si hay una plantilla de función disponible que pueda utilizarse para generar una especialización de plantilla de función con una coincidencia precisa en el nombre de la función y los tipos d e los argum entos. S i se encuentra una plantilla de función con esas características, el com pilador genera y utiliza la especialización de plantilla de función apropiada.

Error común de programación 11.3 El compilador realiza un proceso de comparación para determinar qué función debe llamar cuando se invoque una función. Si no puede encontrarse una coincidencia, o si el proceso de comparación pro duce varias coincidencias (de igual rungo), el compilador genera un error.

11.4 Plantillas de clases Es p osible com prender el concepto de una “pila" (una estructura d e datos en la que insertam os e le m entos en su parte superior y lo s recuperam os en el orden “últim o en entrar, prim ero en salir”) que sea independiente d el tipo d e lo s elem en tos que se coloqu en en la m ism a. Sin em bargo, para crear una instancia d e una pila debe esp ecificarse un tipo de datos. E sto crea una m aravillosa oportunidad para la reutilización de softw are. N ecesitam o s los m ed ios para describir la noción de una pila e n for ma genérica y para crear instancias de cla ses que son version es d e esta cla se genérica para tipos e s pecíficos. C + + proporciona esta capacidad m ediante las plantillas d e cla ses , y la técnica se co n o ce co m o program ación genérica.

Observación de ingeniería de software 11.2 las pUmtillas de clases fomentan la reutilización de código al permitir la creación de instancias de ver siones de las clases genéricas para tipos específicos. Las plantillas d e c la se s tam bién se con ocen co m o tiposparainetrizados. ya que requieren de uno o más parámetros de tipo para especificar la manera de personalizar una plantilla de “cla se g en éri ca” para formar una esp ecialización d e plantilla de clase.


724

Plantillas

Capítulo 11

El programador que desea producir una variedad d e esp ecia liza cio n es de plantilla de cla se es cribe só lo una definición d e plantilla de clase. C ada v e z q u e el programador n ecesite una csp ccia lización de plantilla de clase adicion al, utiliza una notación sim p le y con cisa, y el com pilador escribe el c ó d ig o fuente para la esp ecialización q u e requiere el programador. Por ejem p lo, una plantilla de cla se llam ada Pila podría convertirse en la base para crear m uchas cla ses d e Pila (c o m o una “Pila d e valores double", “Pila d e valores int”,“Pila de valores char”,“Pila d e Em pleados". etcétera) que se utilicen en un programa. O bserve la definición de la plantilla de la clase Pila en la figura 11.2. Parece ser la definición d e una clase con ven cional, s ó lo q u e a ésta se antepone el en cab ezado (lín ea 6):

template< class T> para esp ecificar la d efinición d e una plantilla de cla se con el parámetro d e tipo T que indica el tipo d e la cla se Pila que d eb e crearse. El programador no n ecesita utilizar esp ecífica m en te el identificador T: puede utilizar cualquier identificador válido. E l tipo de elem en to a guardar en esta Pila se m enciona genéricam ente co m o T a lo largo del encabezado d e la cla se Pila y las d efin icio n es de las fun cion es m iem bro. En un m om ento verem os có m o T se asocia c o n un tipo esp e cífic o , tal com o double o int. Hay dos restricciones para lo s tipos de datos no prim itivos q u e se utilicen con esta Pila: D eben tener un constructor d e cop ia y d eben soportar el operador d e asignación. Si un o b je to d e la clase utilizada con esta Pila con tien e m em oria asignada en forma dinám ica, el operador de asign ación d eb e sobrecargarse para e s e tipo, co m o v im o s en el capítulo 8.

1 2 3 4 5 ó 7

// Fig. 11.2: plantpilal.h // Plantilla de la clase Pila. «ifndef PLANTPILA1 H «define PLANTPILAl H témplate< class T > class Pila {

8 9 10

public: Pila( int - 10 )t pila: 10)

// constructor predeterminado (tamaño de la

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

// destructor -Pila() { delate [ ] pilaPtr; ) // fin del destructor -Pila bool insertar ( const T& ); bool extraer ( T& );

// insertar un elemento en la pila // extraer un elemento de la pila

// determinar si la Pila está vacia bool estaVaciaO const { r e t u m superior -- -1; ) // fin da lafunción estaVacia

Figura 11.2

Plantilla de la clase P i l a . (Parte 1 d e 3.)


Capitulo 11

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Plantillas

725

// determinar ai la Pila está llana bool eataLlenaO conat { return auparior -■ tamanio - 1; } // fin da la función estaLlena privata: int tamanio; int auparior; T *pilaPtr;

// • da elementos en la pila // ubicación dal alamento auparior // apuntador a la pila

); // fin da la claaa Pila // constructor tamplate< claaa T > Pila< T >::Pila( int a ) { tamanio ■ a > 0 ? a i 10; auparior ■ -1; // Pila inicialmante vacia pilaPtr - nav T[ tamanio ]; // asignar memoria para elementos ) // fin dal constructor da Pila // insertar elemento en la pila; // ai aa tiene éxito, devolver trua; an caso contrario, devolver falsa template< claaa T > bool Pila< T >:¡insertar! conat T fcinsertarValor ) { if ( IeataLlenaO ) < pilaPtrC ++superior ] ■ inaertarValor; // colocar elemento en la Pila return trua; // inserción exitosa > // fin de instrucción if return falsa;

// inserción fallida

) // fin de la función insertar // extraer elemento de la pila; //si se tiene éxito, devolver trua; en caso contrario, devolver falae template< claaa T > bool Pila< T >::extraer( T fcextraerValor ) { if ( testavacia() ) { extraerValor ■ pilaPtr [ superior- ]; // eliminar elemento de la Pila return trua; // extracción exitosa ) // fin de instrucción if return falae;

Figura 11.2

// extracción fallida

Plantilla d e la clase P i l a . (Parte 2 de 3.)


726

81 82 83

Plantillas

Capítulo 11

) // fin de la función extraer iendif

Figura 11.2

Plantilla de la clase

Pila. (Parte 3 d e 3.)

Las d efin icion es d e la s fu n cion es m iem bro fuera de la cla se em piezan con el encabezado: template< c la s a

T >

(lín ea s 44, 55 y 70). P or lo tanto, cada d efinición se asem eja a una d efin ición de fun ción co n v en cio nal, con la excep ción de que el tipo d el elem en to Pila siem pre s e m uestra genéricam ente co m o el parámetro de tipo T. El operador binario d e resolu ción de alcance s e utiliza con el nom bre de la plan tilla de cla se Pila< T > (lín eas 4 5 , 56 y 7 1 ) para ligar cada definición d e función m iem bro al al can ce de la plantilla d e clase. En este caso, el nom bre de la clase e s Pila< T > . Cuando se crea una instancia de doublePila co m o del tipo Pila< double >. la esp ecia liza ció n de plantilla de fun ción del constructor de Pila utiliza new para crear un arreglo de elem en to s de tipo double para representar la pila (lín ea 4 9 ). La instrucción: p i l a P t r - n e w T[ t a m a n i o ];

e n la definición d e la plantilla d e cla se Pila se genera por el com pilador en la esp ecialización de plantilla d e cla se Pila< double > com o: p i l a P t r - n e w d o u b l e [ t a m a n i o ];

A hora con sid erem os e l controlador (figura 11.3) que utiliza la plantilla d e cla se Pila. El controla dor com ien za por instanciar un ob jeto doublePila co n un tam año d e 5 (línea 13). Este objeto se declara co m o ob jeto d e la clase Pila< double > (se pronuncia co m o “Pila de valores dou ble”).El com pilador asocia el tipo double con e l parámetro de tipo T en la plantilla para producir el có d ig o fuente para una clase Pila del tipo double. A unque e l programador no ve este có d ig o fuente, se in clu ye en el programa y se com pila.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 11.3: figll_03.cpp // Programa para probar la plantilla de clase Pila. •inelude using std::cout; using std::cin; using std:tendí;

8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19

•inelude "plantpilal.h'r // Definición de la plantilla de clase Pila int main()

{ Pila< double > doublePila( 5 ); double doubleValor - 1.1; c o u t << " I n s e r t a n d o e l e m e n t o s e n d o u b l e P i l a \ n ” ; while ( doublePila.insertar( doubleValor ) ) { c o u t << d o u b l e V a l o r << '

Rgura 11.3

Programa de prueba para la plantilla de clase P i l a . (Parte 1 de 2.)


Capitulo 11

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Plantillas

727

doubleValor ♦■ 1.1; > // fin de instrucción while cout << "\nl>a Pila esta llena. No se puede insertar " << doubleValor << '•\n\nExtrayendo elementos de doublePila\nw; while ( doublePila.extraer( doubleValor ) ) cout << doubleValor << * '; cout << ~\nLa Pila esta vacia. No se puede extraer\n"; Pila< int > intPila; int intValor - 1; cout << "\nlnsertando elementos en intPila\n*; while ( intPila.insertar( intValor ) ) { cout << intValor << * '; ♦♦intValor; } // fin de instrucción while cout << w\nLa Pila esta llena. No se puede insertar " << intValor << "\n\nExtrayendo elementos de intPila\n"; while ( intPila.extraer( intValor ) ) cout << intValor << ' '; cout << "\nL»a Pila esta vacia. No se puede extraer\n"; return 0 ; ) // fin de main

Insertando elementos en doublePila 1.1 2.2 3.3 4.4 5.5 La Pila esta llena. No se puede insertar 6.6 Extrayendo elementos de doublePila 5.5 4.4 3.3 2.2 1.1 La Pila esta vacia. No se puede extraer Insertando elementos en intPila 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 La Pila esta llena. No se puede insertar 11 Extrayendo elementos de intPila 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 La Pila esta vacia. No se puede extraer Rgura 11.3

Programa d e prueba para la plantilla de clase Pila. (Parte 2 de 2.)

Las lincas 18 a 22 invocan a extraer para colocar lo s valores double 1.1, 2 .2 , 3 .3 ,4 .4 y 5.5 en doublePila. El c ic lo d e insertar term ina cuando el controlador intenta insertar un se x to valor en doublePila (que está llena, ya q u e está diseñada para alm acenar un m áxim o d e cin-


728

Plantillas

Capítulo 11

c o elem en tos). O b serve q u e la función

insertar d evu elve false cu an do no puede insertar un

valor en la p ila .1 Las líneas 27 y 2 8 invocan a extraer en un c ic lo while para rem over los cin co valores de la pila (observe en la figura 11.3 que los valores se extraen en el orden “últim o en entrar, primero en salir,T). Cuando el controlador intenta extraer un sex to valor la pila lo que termina el c ic lo de extraer. La línea 32 crea una instancia de la pila de enteros

doublePila está vacía, por

intPila con la declaración:

Pil&< int > intPila; (que se pronuncia com o “intPila es una Pila d e valores int”).C om o no se especifica el tama ñ o, se utiliza e l predeterm inado d e 1 0 que s e esp ecifica en el constructor predeterm inado (figura 11.2, línea 10). Las líneas 36 a 4 0 ejecutan un c ic lo e invocan a insertar para co lo ca r valores en intPila hasta que se llen e, después las líneas 45 y 4 6 ejecutan un c ic lo c invocan a extraer pa ra rem over valores de intPila hasta que se vacíe. U na v ez m ás, lo s valores se extraen en el orden "últim o en entrar, prim ero en salir". Observe que el cód igo en la función main de la figura 11.3 es casi idéntico para la m anipulación de doublePila en la mitad superior de main y para la m anipulación de intPila en la mitad in ferior de main. E sto presenta otra oportunidad d e utilizar una plantilla de función. La figura 11.4 de fine la plantilla de función pruebaPila (líneas 13-36) para llevar a cabo las m ism as tareas que main en la figura 11.3: insertar una serie de valores en una Pila< T > y extraer lo s valores d e una Pila< T >. La plantilla de función pruebaPila u tiliz a d parámetro de tipo formal T (esp ecifica do en la línea 13) para representar el tipo de datos alm acenado en la Pila< T >. 1.a plantilla d e fun ción toma cuatro argum entos (líneas 15-18): una referencia a un objeto de tipo Pila< T > , un valor de tipo T que será el primer valor insertado en la Pila< T >. un valor de tipo T utilizado para incre mentar los valores insertados en la Pila< T > y una cadena de caracteres de tipo const char * que representa el nombre del objeto Pila< T > para lo fin es d e mostrar la salida. L a función main crea una instancia d e un objeto de tipo Pila< double > llam ado doublePila (línea 4 0 ) y un objeto d e tipo Pila< int > llam ado intPila (lín ea 4 1 ), y u tiliza esto s ob jetos en las lín eas 43 y 4 4 . Cada línea produce una especialización de la plantilla de función pruebaPila. El com pilador dedu ce el tipo d e T para pruebaPila del tipo utilizado para crear la instancia del primer argumento de la función (es decir, e l tipo utilizado para instanciar a doublePila o a intPila). O bserve que la salida de la figura 11.4 concuerda exactam ente con la salida de la figura 11.3.

1 2 3 4 5 6 7 8

// Fig. 11.41 figll_04.cpp // Programa da prueba para la plantilla da clase Pila. I*a función main utiliza una // plantilla da función para manipular objetos da tipo Pila< T >. •inelude using stdrscout; using std::cin; using std::endl;

Figura 11. 4

Paso de un objeto de la plantilla de P i l a a una plantilla de función. (Parte 1 d e 3.)

1. La clase Pila (Figura 11.2) cuenta con la función estaLLena, que el programador puede utilizar para deter minar si la pila está llena antes de intentar realizar una operación push. Esto evitaría el potencial error de meter un elemento en una pila llena. En el capítulo 13. Manejo de Excepciones, la técnica es meter el elemento en la pila. Si la operación no puede completarse, la función push "lanzaría una excepcióa” El programador puede escribir código para “atrapar" esa excepción y luego decidir cómo encargarse de ella de una manera apropiada para la apli cación. La misma técnica puede utilizarse con la función pop. al intentar sacar un elemento de una pila vacía.


Capitulo 11

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Plantillas

•ineluda "plantpilal.h"

//

729

D e finición de la p l a ntilla de clase Pila

// plantilla de función para manipular a Pila< T > template< class T > void pruebaPila( Pila< T > fclaPila, // referencia a Pila< T > T valor, // valor inicial a insertar T incremento, // incremento para loe valores subsecuentes const char «nombrePila ) // nombre del objeto Pila< T > { cout << "\nlnsertando elementos en * << nombrePila << *\n'j ( laPila.insertar( valor ) ) { cout << valor << ' '; valor +- incremento;

while

> // fin de instrucción while cout << *\nLa Pila esta llena. No se puede insertar " << valor << w\n\nExtrayendo elementos de " « nombrePila << '\n'; ( laPila.extraer( cout « valor << » ' ;

while

valor

) )

cout << *\nl*a Pila esta vacia. No se puede extraer\n*; } // fin de la función pruebaPila int main() { Pila< double > doblePila( 5 ); Pila< int > intPila; pruebaPila( doblePila, 1.1, 1.1, "doblePila* ); pruebaPila( intPila, 1, 1, "intPila* ); return 0 ; } // fin de main

Insertando elementos en doblePila 1.1 2.2 3.3 4.4 5.5 La Pila esta llena. No se puede insertar €.6 Extrayendo elementos de doblePila 5.5 4.4 3.3 2.2 1.1 La pila esta vacia. No se puede extraer Insertando elementos en intPila 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 La Pila esta llena. No se puede insertar 11 (continúa en ta siguiente página) Rgura 11.4

Paso de un objeto d e la plantilla d e P i l a a una plantilla d e función. (Parte 2 d e 3.)


730

Plantillas

Capítulo 11

Extrayendo elementos de intPila 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 La Pila esta vacia. No se puede extraer Figura 11.4

Paso d© un objeto de la plantilla de P i l a a una plantilla de función. (Parte 3 d e 3.)

11.5 Plantillas de clases y parámetros sin tipo L a p la n tilla d e c la s e Pila d e la s e c c ió n 1 1 .4 u tiliz a s ó lo p a r á m e tr o s d e tip o e n e l e n c a b e z a d o d e la p la n tilla . T a m b ié n e s p o s ib le u tiliz a r

parámetros sin tipo, q u e

p u e d e n te n e r a r g u m e n to s p r e d e te r m i

n a d o s y s e tra ta n c o m o v a lo re s const. P o r e je m p lo , e l e n c a b e z a d o d e la p la n tilla p o d r ía m o d if ic a r s e p a r a q u e to m a r a u n p a r á m e tr o int d e n o m b r e elementos d e la s ig u ie n te m a n e ra :

template< class T , int elementos > // observe el parámetro sin tipo A s í, u n a d e c la ra c ió n c o m o :

Pila< double , 100 > cifrasDeVentasMasRecientes; p o d ría u tiliz a rs e p a r a c r e a r u n a in s ta n c ia (e n tie m p o d e c o m p ila c ió n ) d e u n a e s p e c ia l i z a c ió n d e p la n ti lla d e c l a s e Pila d e 1 0 0 e le m e n to s tip o double q u e s e lla m e cifrasDeVentasMasRecientes; e s ta e s p e c ia l i z a c ió n d e p la n tilla d e c la s e s e r ía d e l tip o Pila< double, 100 >. E l e n c a b e z a d o d e la c l a s e p o d r ía e n to n c e s c o n te n e r u n d a t o m ie m b r o private c o n u n a d e c la r a c ió n d e un a r r e g lo c o m o :

T recipientsPila[ elementos );

// arreglo para almacenar el contenido de la pila

A d e m á s , u n p a r á m e tr o d e tip o p u e d e e s p e c if ic a r u n tip o p re d e te r m in a d o . P o r e je m p lo :

témplate< class T - string > p o d r ía e s p e c if ic a r q u e u n a Pila c o n tie n e o b je to s tip o string d e m a n e ra p r e d e te rm in a d a .


á£

Siempre que sea posible, especifique el tamaño de una clase contenedora (como una clase de arreglos o una clase de pilas) en tiempo de compilación (posiblemente a través de un parámetro de tamaño de plantilla sin tipo). Esto elimina la sobrecarga en tiempo de ejecución debido al uso de n ew p a n t crear el espacio en forma dinámica.

Observación de ingeniería de software 11.3 Siempre que sea posible, especifique el tamaño de un contenedor en tiempo de compilación (posible mente mediante un parámetro de tamaño de plantilla sin tipo). Esto evita la posibilidad de un error en tiempo de ejecución potencialmente fatal si n e w n o puede obtener la memoria necesaria. E n lo s e je r c ic io s s e le p e d ir á q u e u tilic e u n p a r á m e tr o sin tip o p a r a c r e a r u n a p la n tilla p a r a n u e s tr a c l a s e Arreglo d e s a r r o lla d a e n el c a p ítu lo 8, S o b re c a rg a d e o p e r a d o re s : o b je to s d e tip o c a d e n a y d e tip o a rre g lo . E s ta p la n tilla p e r m itir á la c r e a c ió n d e in s ta n c ia s d e o b je to s Arreglo c o n u n n ú m e ro e s p e c ific a d o d e e le m e n to s d e u n tip o e s p e c if ic a d o e n tie m p o d e c o m p ila c ió n , e n v e z d e c r e a r e l e s p a c io p a r a lo s o b je to s d e Arreglo e n tie m p o d e e je c u c ió n . P u e d e p r o p o rc io n a r s e u n a c l a s e p a r a u n tip o e s p e c íf ic o q u e n o c o n c u c r d c c o n u n a p la n tilla d e c l a s e c o m ú n , p a ra q u e s o b r e s c r ib a a la p la n tilla d e c l a s e p a r a e s e tip o . P o r e je m p lo , p u e d e u tiliz a rs e u n a p la n tilla d e c l a s e Arreglo p a ra c r e a r u n a in s ta n c ia d e u n a r r e g lo d e c u a lq u ie r tip o . E l p r o g r a m a d o r p u e d e o p ta r p o r to m a r e l c o n tr o l y c r e a r u n a in s ta n c ia d e la c l a s e Arreglo d e u n tip o e s p e c ífic o , c o m o Marciano. P a ra e llo s e f o rm a la n u e v a c la s e c o n e l n o m b re Arreglo< Mar

c i a n o s c o m o s e m u e s tr a a c o n t in u a c ió n :


Capitulo 11

Plantillas

731

templatso class Arreglo< Marciano > { // cuerpo da la dafinición da la clasa );

11.6 Plantillas y herencia L a s p la n tilla s y la h e r e n c ia s e r e la c io n a n e n v a ria s fo rm a s : •

U n a p la n tilla d e c la s e p u e d e d e r iv a rs e d e u n a c s p c c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e .

•

U n a p la n tilla d e c la s e p u e d e d e r iv a rs e d e u n a c l a s e q u e n o s e a d e p la n tilla .

•

U n a e s p e c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e p u e d e d e r iv a rs e d e o tr a e s p e c ia liz a c ió n d e p la n ti lla d e c la s e .

•

U n a c la s e q u e n o s e a d e p la n tilla p u e d e d e riv a rs e d e u n a c s p c c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e .

11.7 P la n tilla s y f r i e n d a H e m o s v is to q u e la s f u n c io n e s y la s c la s e s c o m p le ta s p u e d e n d e c la r a r s e c o m o frienda ( p o r m e d io d e la p a la b r a re s e rv a d a friend) d e la s c la s e s q u e n o s o n d e p la n tilla . C o n la s p la n tilla s d e c l a se , la a m is ta d p u e d e e s ta b le c e r s e e n t r e u n a p la n tilla d e c l a s e y u n a f u n c ió n g lo b a l, u n a fu n c ió n m ie m b r o d e o tr a c l a s e ( p o s ib le m e n te u n a e s p e c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e ), o in c lu s o to d a u n a c la s e c o m p le ta (p o s ib le m e n te u n a e s p e c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e ). L a s n o ta c io n e s r e q u e rid a s p a r a e s ta b le c e r e s ta s re la c io n e s d e a m is ta d p u e d e n s e r p ro b le m á tic a s . D e n tr o d e u n a p la n tilla d e c l a s e p a r a la c la s e X q u e h a s id o d e c la r a d a c o n :

t«mplat«< cías» T > clasa X u n a d e c la ra c ió n d e a m is ta d d e la fo rm a :

frland void £1(); h a c e d e la f u n c ió n f 1 u n a fric n d d e c a d a c s p c c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c l a s e in s ta n c ia d a a p a r tir d e la p la n tilla d e c la s e a n te rio r. D e n tr o d e u n a p la n tilla d e c l a s e p a r a la c la s e x q u e h a s id o d e c la r a d a c o n :

templats< class T > class X u n a d e c la ra c ió n d e a m is ta d d e la fo rm a :

friend void £2( X< T > & ); p a r a u n tip o T e s p e c ífic o c o m o float, h a c e q u e l a f u n c ió n £2 ( X< float > & ) s e a f rie n d s o la m e n te d e la e s p e c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c l a s e x < float >. D e n tr o d e u n a p la n tilla d e c la s e , u ste d p u e d e d e c la r a r q u e u n a fu n c ió n m ie m b r o d e o tr a c la s e e s frie n d d e c u a lq u ie r c s p c c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e g e n e r a d a a p a r tir d e la p la n tilla d e e s a c la s e . N o m b r e a la f u n c ió n m ie m b r o d e la o tr a c la s e , u tiliz a n d o e l n o m b re d e la c l a s e y e l o p e r a d o r b in a rio d e re s o lu c ió n d e a lc a n c e . P o r e je m p lo , d e n tr o d e u n a p la n tilla d e c l a s e p a r a la c la s e X q u e h a s id o d e c la r a d a c o n :

tsmplats< class T > class X u n a d e c la ra c ió n d e a m is ta d d e la fo rm a :

frland void A::f4 (); h a c e q u e l a f u n c ió n m ie m b r o f 4 d e la c l a s e A s e a frie n d d e c u a lq u ie r in s ta n c ia d e c s p c c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e c r e a d a a p a r tir d e la p la n tilla d e c l a s e a n te rio r. D e n tr o d e u n a p la n tilla d e c l a s e p a r a la c la s e x q u e h a s id o d e c la r a d a c o n :


732

Plantillas

Capítulo 11

tompiate< ciaos T > class X u n a d e c la r a c ió n d e a m is ta d d e la fo rm a :

frlond void C< T > tif5( X< T > & ); p a r a u n tip o T e s p e c ífic o c o m o float. h a c e q u e la f u n c ió n m ie m b ro :

C< float >: :£5( X< float > & ) s e a frie n d

solamente d e

la e s p e c ia li z a d ó n d e p la n tilla d e c la s e X< float > .

D e n tro d e u n a p la n tilla d e c la s e p a r a l a c l a s e X q u e h a s id o d e c la r a d a c o n :

teiaplate< class T > class X u n a s e g u n d a c la s e Y p u e d e d e c la r a r s e c o n :

friand class Y; h a c ie n d o q u e to d a s la s f u n c io n e s m ie m b r o d e la c la s e Y se a n frie n d s d e to d a s la s e s p e c ia liz a r io n e s d e p la n tilla d e c l a s e q u e s e p ro d u z c a n a p a r tir d e la p la n tilla d e c l a s e X. D e n tr o d e u n a p la n tilla d e c la s e p a r a l a c la s e x q u e h a s id o d e c la r a d a c o n :

tomplats< class T > class X u n a s e g u n d a c la s e Z p u e d e d e c la r a r s e c o n :

frlond class Z< T >; D e e s ta f o rm a , al c r e a r u n a in s ta n c ia d e u n a c s p c c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c l a s e c o n u n tip o e s p e c ífi c o p a r a T ( c o m o float), to d o s l o s m ie m b r o s d e class Z< float > s e rá n a m ig o s d e la e s p e c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e x< float > . U tiliz a m o s e s ta re la c ió n e s p e c ífic a e n v a r io s e je m p lo s d e l c a p ítu lo 17, E s tr u c tu ra s d e d a to s .

11.8 Plantillas y miembros s t a t i c ¿ Q u é h ay a c e r c a d e lo s d a to s m ie m b r o static? R e c u e rd e q u e , c o n u n a c l a s e q u e n o e s d e p la n ti lla se c o m p a r te u n a c o p ia d e u n m ie m b ro d e d a to s static e n tre to d o s lo s o b je to s d e l a c la s e , a d e m á s e l d a to m ie m b r o static d e b e in ic ia liz a rs e p a ra q u e te n g a u n a lc a n c e a n iv e l d e a rc h iv o . C a d a e s p e c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c la s e q u e s e c re e c o m o in s ta n c ia d e u n a p la n tilla d e c la s e tie n e s u p ro p ia c o p ia d e c a d a d a to m ie m b r o static d e la p la n tilla d e c la s e ; to d o s lo s o b je to s d e e s a e s p e c ia liz a c ió n c o m p a r te n a e s e d a to m ie m b r o static. A d e m á s , a l ig u a l q u e c o n lo s d a to s m ie m b r o static d e la s c l a s e s q u e n o s o n d e p la n tilla , lo s d a to s m ie m b r o static d e la s e s p e c ia liz a c io n e s d e p la n tilla d e c l a s e d e b e n in ic ia liz a r s e p a r a te n e r u n a lc a n c e a n iv e l d e a rc h iv o . C a d a c sp e c ia liz a c ió n d e p la n tilla d e c l a s e o b tie n e su p r o p ia c o p ia d e la s f u n c io n e s m ie m b r o static d e la p la n tilla d e c la s e .

RESUMEN • Las plantillas nos permiten especificar un rango de funciones relacionadas (sobrecargadas), conocidas como especializacioncs de plantilla de función, o un rango de clases relacionadas, conocidas como especializaciones de plantilla de clase. • Para utilizar especializacioncs de plantilla de función, el programador escribe una sola definición de la plan tilla de función. Con base en los tipos de los argumentos que se proporcionen en las llamadas a esta función. C++ genera especializacioncs por separado para encargarse en forma apropiada de cada tipo de llamada. Estas especializacioncs se compilan con el resto del código fuente de un programa. • Todas las definiciones de plantillas de función comienzan con la palabra reservada tamplata, seguida de los parámetros de tipo formales para la plantilla de función, encerrados entre los paréntesis angulares (< y >);


Capitulo 11

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Plantillas

733

cada parámetro de tipo formal debe ir precedido por la palabra reservada c í a a a o ty p a n a m a . Estas pala bras reservadas que se utilizan para especificar parámetros de tipo de las plantillas de función significan “cualquier tipo integrado o tipo definido por el usuario". Los parámetros de tipo formales de la definición de una plantilla se utilizan para especificar los tipos de ar gumentos para la función, el tipo de valor de retorno de la función y para declarar variables en la misma. El nombre de un parámetro de tipo formal puede utilizarse sólo una vez en la lista de parámetros de tipo de un encabezado de plantilla. Los nombres de los parámetros de tipo formales no necesitan ser únicos entre las plantillas de función. Una plantilla de función puede sobrecargarse en varias formas. Podemos proporcionar otras plantillas de fun ción que especifiquen el mismo nombre de la función pero distintos parámetros para la misma. Una plantilla de función puede también sobrecargarse si se proporcionan otras funciones que no sean de plantilla y que ten gan el mismo nombre de la función, pero distintos parámetros. la s plantillas de dase ofrecen los medios para describir una dase en forma genérica y para crear instandas de dases que sean versiones de esta d ase genérica para tipos específicos. la s plantillas de clase se conocen como tipos parametrizados; requieren de parámetros de tipo para espedficar có mo personalizar una plantilla de clase genérica para formar una especializadón de plantilla de clase específica. El programador que desea utilizar espedalizadones de plantilla de clase escribe una plantilla de clase. Cuan do el programador necesita una nueva clase de tipo específico, utiliza una notación condsa y el compilador escribe el código fuente para la espedalizadón de plantilla de clase. La definición de una plantilla de clase tiene la aparienda de una definición de clase convencional, sólo que está antecedida por t e m p la t a < c i a o s T > (o t e m p la t a < ty p e n a m e T >) para indicar que es una definidón de plantilla de d ase con d parámetro de tipo T que indica el tipo de la clase que debe crearse. El ti po T se mendona a lo largo del encabezado de la dase y las definidones de las funciones miembro como un nombre de tipo genérico. Las definidones de las fundones miembro fuera de una plantilla de clase comienzan cada una con t a m p la t a < c l a a s T > (o t e m p la t « < ty p e n a m e T >). Entonces, cada definición de fundón se asemeja a una definición de fundón convencional, sólo que los datos genéricos en la clase siempre se muestran genéricamen te como d parámetro de tipo T. El operador binario de resolución de alcance se utiliza con d nombre de la plantilla de dase para enlazar cada definición de fundón miembro al alcance de la plantilla de clase. Es posible utilizar parámetros sin tipo en el encabezado de una plantilla de clase. Puede propordonarse una clase para un tipo espedfico. de manera que se sobrescriba a la plantilla de clase pora ese tipo. Una plantilla de clase puede derivarse a partir de una espedalizadón de plantilla de clase. Una plantilla de dase puede derivarse a partir de una d ase que no sea de plantilla. Una especialización de plantilla de cla se puede derivase a partir de una plantilla de clase. Una d ase que no sea de plantilla puede derivarse a partir de una plantilla de clase. la s fundones y dases completas pueden declararse como friends de clases que no sean de plantillas. Con las plantillas de clase pueden declararse los tipos obvios de amistades. l a amistad puede establecerse entre una plan tilla de clase y una fundón global, entre una fundón miembro de otra clase (posiblemente una espedalizadón de plantilla de clase) o incluso toda una dase completa (posiblemente una especializadón de plantilla de clase). Cada instanda de especializadón de plantilla de clase creada a partir de una plantilla de clase tiene su pro pia copia de cada dalo miembro a t a t i c de la plantilla de dase; todos los objetos de esa especializadón comparten a ese dato miembro a t a t i c . Y al igual que con los datos miembro a t a t i c de las clases que no son de plantilla, los dalos miembro a t a t i c de las especializacioncs de plantillas de clase deben inidalizarse con un alcance a nivd de archivo. Cada especializadón de plantilla de clase obtiene una copia de las fundones miembro a t a t i c de la planti lla de clase.

TERMINOLOGÍA argumento de plantilla datos miembro a t a t i c de una espedalizadón de plantilla de clase

datos miembro a t a t i c de una plantilla de clase definidón de plantilla de fundón espedalizadón de plantilla de clase


734

Plantillas

Capítulo 11

especialización de plantilla de fundón friand de una plantilla fundón miembro de una especialización de plantilla de clase fundón miembro atatic de una especialización de plantilla de clase fundón miembro atatic de una plantilla de clase nombre de plantilla nombre de plantilla de clase palabra reservada claaa en el parámetro de tipo de una plantilla palabra reservada tanplata parámetro de plantilla

parámetro de tipo en un encabezado de plantilla parámetro de tipo formal en un encabezado de plantilla parámetro sin tipo en un encabezado de plantilla plantilla de clase plantilla de fundón programadón genérica paréntesis angulares < y > sobrecargar una plantilla de fundón tem p la ta < c la s e T >

tipo parametrizado ty p en am e


Conteste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposidones. En caso de ser falso, expli que por qué. a) Una fundón f r i e n d de una plantilla de fundón debe ser una espedalizadón de plantilla de función. b) Si varias espcdalizadones de plantilla de clase se generan a partir de una sola plantilla de clase con un solo dato miembro s t a t 1 c . cada una de las espccializaciones de plantilla de clase compartirá una sola copia dd dato miembro s t a t l c de la plantilla de clase. c) Una plantilla de función puede sobrecargarse mediante el uso de otra plantilla de función con el mismo nombre de función. d) El nombre de un parámetro de tipo formal puede utilizarse sólo una vez en la lista de parámetros de tipo formales de la definición de la plantilla. Los nombres de los parámetros de tipo formales deben ser únicos ente las definiciones de las plantillas. e) Las palabras reservadas c í a s * y ty p e n a m e que se utilizan con un parámetro de tipo de planti lla significan específicamente “cualquier tipo de clase definida por el usuario".

11.2

Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) Las plantillas nos permiten especificar, mediante un solo segmento de código, un rango completo de funciones relacionadas llam adas___________, o un rango completo de clases relacionadas lla madas ___________ . b) Todas las definiciones de plantillas de función comienzan con la palabra reservada___________ se guida por una lista de parámetros de tipo formales para la plantilla de función encerrados entre c)

Las funciones relacionadas que se generan a partir de una plantilla de función tienen el mismo nom bre, por lo que el compilador utiliza la resolución d e ___________para invocar a la función apro piada. d) Las plantillas de clase también se conocen como tip o s___________. e) El operador___________se utiliza con el nombre de una plantilla de clase para enlazar la defini ción de cada función miembro con el alcance de la plantilla de clase. 0 Al igual que con los datos miembro a t a t i c de las clases que no son de plantilla, los datos miem bro a t a t i c de las espccializaciones de plantillas de clase también deben inicializarse con un al cance a nivel d e ___________.


a) Falso. Podría ser una función que no sea de plantilla, b) Falso. Cada especialización de plantilla de clase tendrá una copia del dato miembro atatic. c) Verdadero, d) Falso. Los nombres de los paráme tros de tipo formal de entre las plantillas de función no necesitan ser únicos, e) Falso. Las palabras re servadas claaa y typanama dentro de este contexto también permiten un parámetro de tipo com puesto por un tipo integrado.


Capitulo 11

11.2

Plantillas

735

a) especial i¡aciones de plantilla de función, espcdalizaciones de plantilla de clase, b) témplate, pa réntesis angulares < y >. c) sobrecarga, d) parame trizados, e) binario de resolución de alcance. 0 archivo.

EJERCICIOS 11.3

Escriba una plantilla de función llamada burbu j«Ordenar con base en el programa de ordenamien to de la figura 5.15. Escriba un programa controlador que reciba como entrada, ordene y muestre como salida un arreglo de valores lnt y un arreglo de valores float.

11.4

Sobrecargue la plantilla de función imprimírArreglo de la figura 11.1. de manera que tome dos argumentos tipo entero adicionales: subindiceBa jo y subindiceAlto. Una llamada a esta fun ción debe imprimir sólo la porción designada del arreglo. Valide los argumentos aubindicaBa jo y subindiceAlto; si alguno de ellos se encuentra fuera de rango, o si subindiceAlto es menor o igual que subindic«Bajo. la función imprimirArreglo sobrecargada deberá devolver 0; de no ser así, imprimirArraglo deberá devolver el número de elementos impresos. Luego modifique a main para utilizar ambas versiones de imprimirArraglo en los arreglos a. b y c. Pruebe todas las capacidades de ambas versiones de imprimirArraglo.

11.5

.Sobrecargue la plantilla de función imprimirArraglo de la figura 11.1 con una versión que no sea de plantilla y que imprima específicamente un arreglo de cadenas de caracteres en un elegante forma to de columnas tabular.

11.6

Escríba una plantilla de función simple para la función predicado aalgualA que compare sus dos ar gumentos con el operador de igualdad (■■) y devuelva trua si son iguales, y falsa si no lo son. Use esta plantilla de función en un programa que llame a as IgualA sólo con una variedad de tipos inte grados. Escriba una versión por separado del programa que llame a aalgualA con un tipo de clase definida por el usuario, pero que no sobrecargue el operador de igualdad.¿Qué ocurre si intenta ejecu tar este programa? Ahora sobrecargue el operador de igualdad (con la función de operador operator--). Ahora, ¿qué pasa cuando se intenta ejecutar este programa?

11.7

Use un parámetro sin tipo llamado mimaroDaEl amentos y un parámetro de tipo llamado tipoEle-

mantos para ayudar a crear una plantilla para la clase Arraglo que desarrollamos en el capítulo 8, “So brecarga de operadores." Esta plantilla permitirá la creación de instancias de objetos Arreglo con un número especificado de elementos de un tipo de elemento especificado en tiempo de compilación.

11.8

Escriba un programa con la plantilla de clase Arreglo. Esta plantilla puede crear una instancia de un Arreglo de cualquier tipo de elementos. Sobrescriba la plantilla con una definición específica para un Arreglo de elementos float (class Arreglo< float >). El controlador debe demostrar la creación de una instancia de un Arreglo de valores int por medio de la plantilla y debe mostrar que un intento por crear una instancia de un Arreglo de valores float utiliza la definición proporcio nada en la clase clase Arreglo< float >.

11.9

Explique la diferencia entre los términos "plantilla de función” y “especiali/ación de plantilla de función”

11.10 ¿Qué es más parecido a un estarcido, una plantilla de clase o una espedalizadón de plantilla de clase? Explique su respuesta. 11.11

¿Cuál es la relación entre las plantillas de función y la sobrecarga?

11.12

¿Por qué razón podría usted optar por utilizar una plantilla de función en vez de una macro?

1 1 .1 3 ¿Qué problema de rendimiento puede resultar del uso de plantillas de función y de clase? 1 1 .1 4

El compilador lleva a cabo un proceso de comparación para determinar cuál es pedal i/ación de planti lla de fundón debe llamar al momento de invocar a una fundón. ¿Bajo qué circunstandas se produce un error de compilación al intentar hacer una comparación?

1 1 .1 5 ¿Por qué es apropiado dedr que una plantilla de clase es un tipo parametrizado? 1 1 .1 6 Explique por qué utilizaría un programa en C++ la instrucción:

Arr«glo< Empleado > liat«Trabajadores( 100 );


736

1 1.17

Plantillas

Capítulo 11

Revise su respuesta al ejercicio 11.16. ¿Por qué podría utilizar un programa en C++ la siguiente ins trucción?:

Arreglo< Empleado > listaTrabajadores; 1 1.18

Explique el uso de la siguiente notación en un programa de C++:

témplate< class T > Arreglo< T >::Arreglo{ int a ) 1 1.19 ¿Por qué utilizaría usted un parámetro sin tipo con una plantilla de clase para un contenedor tal como un arreglo o una pila? 1 1.20

Describa cómo proporcionar una clase para un tipo específico para sobrescribir la plantilla de clase pa ra ese tipo.

11.21

Describa la relación entre las plantillas de clase y la herencia.

1 1.22

Suponga que una plantilla de clase tiene el siguiente encabezado:

template< class Ti > class C1 Describa las relaciones de amistad establecidas al colocar cada una de las siguientes declaraciones de amistad dentro de este encabezado de plantilla de clase. Los identificadores que comienzan con "f" son funciones, los identificadores que comienzan con “C” son clases y los identificadores que comienzan con "T” pueden representar a cualquier tipo (es decir, tipos integrados o tipos de clases). a) friend void £ 1 ( ) ; b) friend void £2( Cl< Ti > & ) ; c) friend void C2stf4(); d) friend void C3< TI > i : £ 5 ( Cl< Ti > & ) ; e) friend elees C5();

0 1 1.23

friend clase C6< TI >;

Suponga que la plantilla de clase E m p le a d o tiene un miembro de datos s t a t i c llamado c o n t a d o r . Suponga que se crean tres instancias de especial i zaciones de plantilla de dase a partir de la plan tilla de clase. ¿Cuántas copias existirán del dato miembro s t a t i c ? ¿Cómo puede restringirse el uso de cada una de d ías (en caso de que las haya)?


12 Entrada/salida de flujo en C+-t

Objetivos • A prender a utilizar la entrada/salida de flujo orientada a ob jetos en C ++. • Saber dar form ato a la entrada y salida. • Com prender la jerarquía d e c la se s de E /S de flujo. • Aprender a introducir/mostrar o b jetos de tipos d efin id os por el programador. • Tener la capacidad d e utilizar m anipuladores de flujo. • Tener la capacidad d e determinar el éx ito o la falla d e las operaciones de entrada/salida. • Tener la capacidad d e enlazar flujo d e salida con flujo de entrada.

La conciencia... no se presenta p a rtid a en p edazos ...U n " río " o un "flu jo " son las m etáforas p o r las que se describe con m ás naturalidad. W illiam Jam es

Todas las noticia s que m erecen im prim irse. A dolph S. O chs


738

Entrada/sallda de flujo en C++

Capítulo 12

Plan general 12.1

Introducción

12.2

Flujos 12.2.1 Comparación entre flujo clásico y flujo estándar

12.2.2 Archivos de encabezado de la biblioteca iostream 12.2.3 Clases y objetos de entrada/saiida de flujo 12.3

Salida de flujo 12.3.1 Salida de variables tipo c h & r * 12.3.2 Salida de caracteres utilizando la función miembro p u t

12.4

Entrada de flujo 12.4.1 Las funciones miembro g e t y g e t l i n e 12.4.2 Las funciones miembro de

istream: peek, putback e ignore

12.4.3 E/S con seguridad de tipos 12.5 E/S sin formato utilizando 12.6

read, write y g c o u n t

Manipuladores de flujo

12.6.1 Base de flujointegral: dec, oct, hex y setbase 12.6.2 Precisión de punto flotante (precisión, setprecision) 12.6.3 Anchura de campos (w id t h , s e tw ) 12.6.4 Manipuladores definidos por el programador 12.7

Estados de formato de flujo y manipuladores de flujo

12.7.1 Ceros a la derecha y puntos decimales (showpoint) 12.7.2 Alineación (le£t, right e internal) 12.7.3 Relleno (fill.setfill) 12.7.4 Base integral de flujo(dec, oct, hex, showbase) 12.7.5 Números de punto flotante; notación científica y fija

(scientif ic, fixed) 12.7.6 Control de mayúsculas/minúsculas (uppercase) 12.7.7 Especificación de formato booieano ( b o o l a l p h a ) 12.7.8 Establecer y restablecer el estado del formato mediante la función miembro flags 12.8 Estados de error de flujo 12.9

Enlazar un flujo de salida a un flujo de entrada




Capitulo 12

739

12.1 Introducción Las bibliotecas estándar de C ++ proporcionan un ex ten so conjunto de funciones d e entrada/salida. Es te capítulo habla sobre un rango de características de capacidades co m o para realizar las operaciones de E /S más com u n es y ofrece un v istazo general d e las capacidades restantes. Ya hablam os sobre al gunas de estas características anteriormente, pero ahora las analizarem os de manera más detallada. M uchas de las características d e E/S de las que hablarem os están orientadas a objetos. Este estilo de E/S hace uso de otras características de C ++. co m o referencias, sobrecarga de funciones y de operadores. C-h - utiliza la E /S con seguridad de tipos (a prueba de tipos incorrectos). C ada operación d e E/S se ejecuta d e una form a se n sib le para el tipo d e d atos. Si una fun ción m iem bro de E /S s e d efin e para manejar cierto tipo d e datos, entonces esa función miembro se llama para manejar e sc tipo de da tos. Si no hay relación entre el tipo de lo s datos actuales y una función para manejar e se tipo de datos, el com pilador genera un error. Por lo tanto, n o pueden “introducirse" al sistem a datos inapropiados (co m o puede ocurrir en e l lenguaje C, lo que perm ite ciertos errores su tiles y extraños). L os usuarios pueden esp ecificar có m o llevar a cab o la E/S para los objetos d e tipos d efinidos por el programador. Esta extensibilidad e s una de las características m ás valiosas de C + + .

Observación de ingeniería de software 12.1 Use lo E/S estilo C ++ exclusivamente en programas de C++. sin importar el hecho de que la E/S es tilo C está disponible para los programadores de C ++.

Observación de ingeniería de software 12.2 La E/S en C+ + ofrece seguridad de tipos.

Observación de ingeniería de software 12.3 C ++ permite un t na amiento común de la E/S para los tipos predefinidos y los tipos definidos por el programador. Este tratamiento común facilita el desarrollo y la reutilización del software.

12.2 Flujos La E/S de C + + ocurre en flu jo s, que son secu en cias de bytes. En la s op eracion es d e entrada, lo s bytcs fluyen d esd e un d ispositivo (por ejem plo: un teclado, una unidad de d isco , una con exión d e red) ha cia la m em oria principal. En la s op eracion es d e salida, los b ytcs flu yen d esd e la m em oria principal hacia un d isp ositivo (por ejem p lo, una pantalla, una im presora, una unidad de d isco , una con exión de red, etcétera). U na aplicación asocia el sign ificad o con lo s bytes. É stos pueden representar caracteres, datos puros, im ágen es de gráficos, v o z d igital, víd eo digital o cualquier otra inform ación que pueda reque rir una aplicación. L os m ecanism os de E/S d el sistem a deben transferir lo s b ytes desde los d ispositivos hacia la m e moria (y viceversa) de una manera que sea consistente y confiable. D ichas transferencias a m enudo im plican algún tipo de m ovim iento m ecánico, com o la rotación de un d isco o una cinta, o el pulsar teclas en un teclado. El tiem po que se llevan estas transferencias e s por lo general m ucho mayor que el tiem po que requiere el procesador para manipular los datos internamente. Por lo tanto, las operaciones de E/S requieren de una planeación y un ajuste cuidadosos para asegurar un m áxim o rendimiento. C + + proporciona capacidades d e E/S tanto de “bajo nivel" com o de “alto nivel” . Las capacidades de E/S de bajo nivel (e s decir, E/S sin fo r m a to ) especifican que d eb e transferirse cierto núm ero de b ytcs de d ispositivo a m em oria o de m em oria a dispositivo. En dichas transferencias, el b ytc indivi dual es e l elem en to d e interés. D ich as capacidades de bajo nivel proporcionan transferencias de alta velocid ad y alto volum en, pero no son esp ecialm en te con ven ientes para los programadores.


740


Capítulo 12

Los program adores por lo general prefieren un panorama de la E /S a un nivel más alto (es d e cir, E/S con fo r m a to ), en donde lo s bytcs se agrupan en unidades sign ificativas com o: enteros, nú m eros d e punto flotante, caracteres, cadenas y tipos d efin id os por el programador. Estas capacidades orientadas a lo s tipos son satisfactorias para la m ayor parte d e la E /S que no im plique el procesa m iento de archivos de alto volum en.

Tip de rendimiento 12.1 Utilice E/S sin form ato para obtener el mejor rendimiento en el procesamiento de archivos de alto vo lumen.

Tip de potabilidad 12.1 El uso de E/S sin formato puede producir problemas de potabilidad, ya que los datos sin form ato no son portables hacia todas las plataformas.

12.2.1 Comparación entre flujo clásico y flujo estándar En el pasado, la s bibliotecas de flu jo clásico d e C + + permitían la entrada y salida de valores tipo char. C om o un char ocupa un bytc, puede representar só lo a un conjunto lim itado de caracteres (c o m o lo s caracteres in clu id os en el conjunto d e caracteres A SC II). Sin em bargo, m uchos lengu a j e s utilizan alfabetos que contienen m ás caracteres d e lo s que puede representar un char de un solo bytc. El conjunto d e caracteres A SC II no proporciona estos caracteres; el conjunto de caracteres Uni

code s í lo s proporciona. (U n icode es un conjunto d e caracteres internacional ex ten so que representa a la m ayoría de lo s lenguajes com crcialm cntc viables del m undo, sím b o lo s m atem áticos y m ucho más. Para obtener m ás inform ación acerca de U nicod e, visite el sitio W eb www.unicode.org.) El lenguaje C + + incluye las bibliotecas de flu jo estándar , que perm iten a lo s dcsarrolladorcs crear sistem as capaces d e realizar op eracion es de E/S co n caracteres U nicode. Para este fin, C + + in clu y e un tipo de carácter adicional llam ado w c h s r _ t , q u e puede alm acenar caracteres U nicode. FJ estándar d e C + + tam bién rediseñó la s cla ses de flujo clásicas que procesaban só lo valores tipo char. convirtiéndolas en plantillas d e cla se con esp ecia liza cio n es separadas para procesar caracteres de los tipos char y wchar_t, respectivam ente.

12.2.2 Archivos de encabezado de la biblioteca io s t r e & m La b iblioteca iostream de C + + ofrece cien to s d e capacidades de E/S. Varios archivos de encabe zado contienen porciones d e la interfaz d e la biblioteca. La m ayoría de lo s program as en C ++ incluyen el archivo d e encabezado . que d e clara los servicios b ásicos requeridos para todas las op eracion es d e E/S de flujos. Este archivo de en cab ezado d efine a lo s objetos cin. cout. cerr y clog. que corresponden al flujo d e entrada estándar, el flujo d e salida estándar, e l flujo de error estándar sin búfer y el flujo d e error estándar co n búfer, respectivam ente. (H ablarem os sobre cerr y clog en la secció n 12.2.3.) Se proporcio nan se rv icio s de E /S con y sin formato. El en cab ezad o declara lo s serv icio s útiles para llevar a cab o operaciones d e E/S con form ato m ediante lo s den om in ados m anipuladores de flu jo param etrizados, tales co m o setw y setprecision. El en cab ezado declara lo s serv icio s para e l procesam iento d e archivos controlado por el usuario. En el capítulo 14 utilizarem os este encabezado en los program as de procesam iento d e archivos. Las im plem en tacion es d e C-h - por lo general contienen otras b ib liotecas relacionadas co n la E/S q u e ofrecen capacidades esp ecíficas para cada sistem a, co m o el control de d isp o sitiv o s de propósito esp ecial para E/S d e audio y vídeo.



Capitulo 12

741

12.2.3 Clases y objetos de entrada/salida de flujo La b iblioteca i o s t r e a m ofrece m uchas plantillas para el m anejo d e op eracion es d e E /S com u nes. Por ejem p lo, la plantilla d e clase b a s i c _ i s t r e a i n soporta las op eracion es d e entrada de flujo, la plantilla d e clase b a s i c _ o s t r e a m soporta las op eracion es d e salida de flujo y la plantilla de cla se soporta la s op eracion es tanto de salida co m o de entrada d e flujo. Cada planti lla tien e una esp ecialización de plantilla predefinida q u e permite la E/S con valores c h a r . A dem ás, la biblioteca i o s t r e a m proporciona un conjunto de instrucciones t y p e d e f que proporcionan alias para estas esp ecia liza cio n es de plantillas. El especificador t y p e d e f declara sin ó n im o s (alias) para los tipos d e datos previamente definidos. En ocasiones, los programadores utilizan t y p e d e f para crear nom bres d e tipos m ás cortos o legib les. Por ejem p lo, la instrucción:

b a 8 Íc _ io 8 tre a m

Typedef Tarjeta *TarjetaPtr; d efine un nom bre de tipo adicional, T a r j e t a P t r , co m o sin ón im o para e l tipo T a r j e t a *. O b serve que al crear un nom bre m ediante t y p e d e f no se crea un tipo de datos; esta instrucción crea só lo un nom bre para un tipo que puede utilizarse en el programa. La d efinición t y p e d e f 1 b -

trea m representa unacspecializacióndebasic.istream que perm ite introducir valores c h a r. D e m anera sim ilar, t y p e d e f oa trea m representa una especial ización de b a s i c . o s t r e a m q u e permite im prim ir valores c h a r. A dem ás, t y p e d e f io s tr e a m representa una csp ccialización de b a s i c . i o s t r e a m que perm ite tanto introducir co m o im prim ir valores c h a r . U tilizarem os estas d efin icion es t y p e d e f a lo largo de este capítulo. Las plantillas b a s i c . i s t r e a m y b a s i c _ o s t r e a m se derivan a través d e la herencia sim ple d e la plantilla base b a s i c _ i o s . ' La plantilla b a s i c _ i o 8 t r e a m s e deriva a través de la h e rencia m últiple3 de las plantillas b a s i c . i s t r e a m y b a s i c . o s t r e a m . El diagram a d e c la ses en U M L d e la figura 12.1 sintetiza estas relaciones d e herencia. La sobrecarga de operadores ofrece una con ven iente notación para llevar a cab o la entrada/sali da. El operador de desplazam iento hacia la izquierda ( < < ) se sobrecarga para designar la salida de flujo y se con o ce co m o el op era d o r d e inserción de flu jo . El operador d e desp lazam iento hacia la d e recha ( > > ) se sobrecarga para designar la entrada de flujo y s e co n o ce co m o el operador d e extrac

ción d e flu jo . E stos operadores se utilizan co n los ob jetos de flujo estándar

c in . c o u t. c e r r

y

c l o g y, com únm ente, co n o b jetos d e flujo d efin id os por el programador.

Rgura 12.1

Porción d e la Jerarq u ía d e p lan tillas d e E/S d e flujo.1 2

1. Técnicamente, tas plantillas no heredan de otras plantillas. Sin embargo, en este capítulo hablamos sobre las plan tillas sólo en el contexto de las especializaciones de plantillas que permiten la E/S de valores char. Estas especializaciones son clases y. por lo tanto, pueden heredar unas de otras. 2. La herencia múltiple se describe en el capítulo 22. Otros temas.


742


Capítulo 12

El objeto predefinido c i n e s una instancia d e i s t r e a m y se dice que está “con ectado” ( o uni d o) al d isp ositivo d e entrada estándar, que por lo general es el teclado. El operador d e extracción de flujo (> > ) utilizado en la sigu iente instrucción hace que se introduzca un valor para la variable tipo entero g r a d o (asum iendo que g r a d o ha sid o declarada co m o variable tipo i n t ) de c i n a la m e moria:

cin >> grado;

// loa datos "fluyan" an la diracción da las flachas

O bserve que el com pilador determ ina el tipo de datos de g r a d o y seleccio n a el operador de e x tracción d e flujo sobrecargado m ás apropiado. Suponiendo que g r a d o se haya declarado apropia damente. el operador de extracción de flujo no requiere información adicional sobre el tipo de los datos (c o m o e s el caso, por ejem p lo, con la E /S al estilo d el lenguaje C). E l operador >> se sobrecarga para introducir elem en tos d e datos d e lo s tipos integrados, cadenas y valores de apuntadores. El ob jeto predefinido c o u t es una instancia de o s t r e a m y se dice que está “con ectado a" el d isp ositivo de salida estándar, que por lo general es la pantalla. El operador d e inserción d e flujo (< < ) utilizado e n la sigu iente instrucción hace q u e el valor de la variable g r a d o se muestre d e la m em o ria al d ispositivo estándar de salida:

cout << grado;

// los datos "fluyan" sn la diracción da las flachas

O bserve que el com pilador también determina el tipo de datos de g r a d o (asum iendo que g r a d o se haya declarado apropiadam ente) y seleccion a el operador de inserción de flujo apropiado, de manera que éste no requiere de información adicional sobre el tipo de lo s datos. El operador << se sobrecar ga para mostrar los elem en tos de datos de lo s tipos integrados, cadenas y valores de apuntadores. El objeto predefinido c e r r es una instancia d e o s t r e a m y se dice que está “con ectad o” al d isp ositivo d e error estándar. La salida enviada al ob jeto c e r r es sin búfer, lo q u e im plica que ca da inserción de flujo en c e r r ocasion a q u e su salida aparezca inm ediatam ente; e sto es apropiado para notificar con oportunidad lo s errores a un usuario. El ob jeto predefinido c l o g e s una instancia d e la cla se o s t r e a m y se dice que está “con ecta d o ” al d ispositivo d e error estándar. Los datos de salida que se envían a c l o g son con búfer. Esto sign ifica que cada inserción a c l o g puede ocasionar q u e su salida se retenga en un búfer hasta que éste s e llen e o hasta que se v a cíe.1 Para procesar archivos, C + + utiliza las plantillas d e cla se b a s l c _ i f s t r e a m (para entrada de archivos), b a s i c _ o f s t r e a m (para salida de archivos) y b a s i c _ f s t r e a m {para entrada y sali da d e archivos). Cada plantilla d e clase tiene una esp ecialización d e plantilla predefinida q u e perm i te la E /S d e valores c h a r . C + + ofrece un conjunto de d efin icio n es t y p e d e f que proporcionan alias para estas esp ccializacion es de plantillas. Por ejem p lo, la d efin ición t y p e d e f i f s t r e a m repre senta una esp ecialización de b a s i c _ i f s t r e a m que perm ite introducir valores c h a r desde un archivo. D e manera sim ilar, t y p e d e f o f s t r e a m representa una esp ecialización de b a s i c _ o f s t r e a m que permite enviar valores c h a r a un archivo. A dem ás, t y p e d e f f s t r e a m repre senta una esp ecialización d e b a s i c _ f s t r e a m que perm ite introducir valores c h a r desde y hacia un archivo. La plantilla b a s i c _ i f s t r e a m hereda de b a s i c _ i s t r e a m . b a s i c _ o f s t r e a m hereda de b a s i c _ o s t r e a m y b a s i c _ f s t r e a m hereda d e b a s i c _ i o s t r e a m . El diagram a de c la se s en U M L de la figura 12.2 sintetiza las diversas relaciones de herencia de la s cla ses de E /S re lacionadas. La jerarquía com pleta de c la se s de E /S d e flujo ofrece m ayoría d e las herram ientas que necesitan lo s programadores. C onsu lte la referencia de b ibliotecas de cla ses d e su sistem a de C ++ para obtener m ás inform ación sob re el p rocesam iento de archivos. 3

3. El uso de búferes es una técnica para mejorar el rendimiento de las operaciones de E/S que se describe en cursos sobre sistemas operativos.



Capitulo 12

Rgura 12.2

743

Porción d e la Jerarq u ía d e p lan tillas d e E/S d e flujo q u e m uestra la s p lantillas p rin cip a le s d e p ro ce sa m ie n to d e arch ivo s.

12.3 Salida de flujo La clase o s t r e a m proporciona capacidades de salida con y sin formato. L as capacidades de sa li da incluyen el mostrar tipos de d atos estándar con el operador de inserción d e flujo (< < ); mostrar caracteres m ediante la función m iem bro p u t ; salida sin formato m ediante la función m iem bro w r i t e (sección 12.5); mostrar valores enteros en form atos decim al, octal y hexadecim al (secció n 12.6.1); mostrar valores d e punto flotante con varias p recisiones (secció n 12.6.2), co n puntos d eci m ales forzados (sec ció n 12.7.1), en notación cien tífica y en notación fija (secció n 12.7.5); mostrar datos alineados en cam p os de anchos d esign ad os (secció n 12.7.2); mostrar datos en cam pos rellenos con caracteres esp ecificad os (sección 12.7.3); y mostrar letras en m ayúscula en notación cien tífica y hexadecim al (sección 12.7.6).

12.3.1 Salida d© variables tipo c h & r * C++ determ ina lo s tipos de datos autom áticam ente, lo cual representa una m ejora en com paración con C . Desafortunadam ente, esta característica algunas v eces “resulta un estorbo". Por ejem p lo, su ponga que d eseam os im prim ir el valor d e un c h & r * que apunta a una cad en a de caracteres (es d e cir, la dirección de m em oria d el primer carácter de esa cadena). Sin em bargo, el operador << está sobrecargado para im prim ir datos de tipo c h & r * co m o una cadena que termina co n el carácter nu lo. La solu ción es convertir el c h a r * a v o i d * (de h ech o, esto debería hacerse co n cualquier variable tipo apuntador que e l programador d esee im prim ir co m o una dirección). La figura 12.3 d e m uestra có m o im prim ir una variable c h & r * tanto en form ato de cad en a co m o de dirección. O b serve que la d irección se im prim e com o un núm ero hexadecim al (base 16). Hablarem os m ás sobre có m o controlar las b ases de lo s núm eros e n las se cc io n e s 12.6.1, 12.7.4, 12.7.5 y 12.7.7. [Nota: la salida d el programa en la figura 12.3 puede ser distinta entre lo s d iversos com piladores.] 1

1 2 3 4 5 6

// Fig. 12.3* figl2_03.cpp // Cómo imprimir la dirección almacenada en una variable char *. tinclude using etd:*cout; uaing std:tendí;

Rgura 12.3

Imprimir la dirección a lm a cen a d a en una variable c h & r *. (Parte 1 d e 2.)


744

7 8 9 10


Capflulo 12

int main()

{ char ‘palabra ■ "prueba";

11 12

13 14 15 16 17 18 19 20

// mostrar el valor de char *,luego mostrar el valor de char * // convertido a void * mediante static_cast cout << "El valor de palabra es: " << palabra << endl << "El valor de static_cast< void * >( palabra ) es: ” << static_cast< void * >( palabra ) << endl;


El valor de palabra e s : prueba El valor de static_cast< void * >( palabra ) es: 0046C078 Figura 12.3

Im prim ir la d ire cció n a lm a c e n a d a en u n a v a ria b le c h a r * . (P a rte 2 d e 2 .)

12.3.2 Salida de caracteres utilizando la función miembro p u t P odem os utilizar la función m iem bro p u t para mostrar caracteres. Por ejem p lo, la instrucción:

cout.put( 'A' ); m uestra el carácter individual A. Las llam adas a put pueden hacerse en cascada, co m o en la instruc ción:

cout.put ( 'A' ).put( %\n' ); que m uestra la letra A seguida d e un carácter de nueva línea. A l igual que con < < , la instrucción an terior se ejecuta de esta manera, ya que el operador punto ( . ) se evalúa d e izquierda a derecha y la función m iem bro p u t d evu elve una referencia a l ob jeto o s t r e a m q u e recibió la llam ada a p u t . Esta función tam bién p uede llam arse con una expresión num érica q u e represente un valor A SC II, c o m o en la instrucción c o u t . p u t ( 6 5 ) ; que también im prim e A.

12.4 Entrada de flujo A hora con sid erem os la entrada d e flujo. La cla se i s t r e a m proporciona las capacidades de entrada con y sin formato. El operador de extracción de flujo (e s decir, el operador >> sobrecargado) por lo general om ite lo s caracteres de espacios en blanco (co m o esp a cio s en blanco, tabuladores y de nueva lín ea) en el flujo d e entrada; verem os có m o cam biar este com portam iento. El operador d e extracción d e flujo d evu elve 0 ( f a l s a ) al encontrar el fin de archivo en un flujo; d e no ser así, el operador de extracción de flujo d ev u elv e una referencia al ob jeto que recibió el m ensaje d e extracción (por ejem p lo, c i n en la expresión c i n > > g r a d o ) . Cada flujo co n tien e un conjunto d e bits d e estado que se utilizan para controlar el estado d el flujo (es decir, el formato, la asign ación d e estad os d e error, etcé tera). La extracción de flujo hace que e l bit f a l i b i t del flujo se active si s e introducen datos del tipo incorrecto y h ace q u e el bit b a d b i t del flujo se active si falla la operación. Las seccio n es 12.7 y 12.8 hablan, de manera m ás detallada, sobre los bits de estado d e flujo y lu eg o muestran có m o eva luar esto s bits después d e una operación de E/S.



Capitulo 12

745

12.4.1 Las funciones miembro g e t y g e t l i n e L a f u n c ió n m ie m b r o get s in a r g u m e n to s in tr o d u c e u n c a r á c t e r d e s d e flu jo d e s ig n a d o ( in c lu s o si e s u n e s p a c io e n b la n c o ) y d e v u e lv e e s te c a r á c te r c o m o e l v a lo r d e la lla m a d a a la f u n c ió n . E s ta v e rs ió n de

get d e v u e lv e EOF c u a n d o

s e e n c u e n tr a e l fin d e a r c h iv o e n e l flu jo .

eof y get e n e l f lu jo d e e n tra d a cin put e n e l f lu jo d e s a lid a cout. E l p r o g ra m a p r im e ro im p r im e e l v a lo r d e cin. eof (), e s d e c ir, falso (0 e n l a s a lid a ), p a r a d e m o s tr a r q u e n o se h a lle g a d o a l fin d e a r c h i v o e n cin. FJ u s u a rio in tr o d u c e u n a lín e a d e te x to , o p r im e Entrar y la c o m b in a c ió n d e te c la s c o r r e s p o n d ie n te a l fin d e a rc h iv o ( -z e n e q u ip o s c o m p a tib le s c o n la IB M P C , -dt n s is te m a s U N IX y M a c in to s h ). 1.a lín e a 18 le e c a d a c a r á c te r , q u e la lín e a 19 e n v ía a cout u tiliz a n d o la fu n c ió n m ie m b r o put. A l lle g a r a l fin d e a r c h iv o la e s tr u c tu r a while te rm in a y la lín e a 2 3 m u e s tra el v a lo r d e cin.eof (), q u e a h o r a e s true (1 e n la s a lid a ), p a r a m o s tr a r q u e s e h a lle g a d o a l fin d e a r c h iv o e n cin. O b s e r v e q u e e s te p r o g ra m a u tiliz a la v e rs ió n d e la f u n c ió n m ie m b r o get q u e se in c lu y e e n istream. la c u a l n o to m a a r g u m e n to s y d e v u e lv e e l c a r á c t e r q u e s e e s tá in tr o d u c ie n d o L a f ig u ra 12.4 d e m u e s tra e l u s o d e la s f u n c io n e s m ie m b r o

y la f u n c ió n m ie m b r o

( lín e a 18). L a f u n c ió n m ie m b r o

get

c o n u n a r g u m e n to d e r e f e r e n c ia a u n c a r á c te r in tr o d u c e e l s ig u ie n te

c a r á c t e r d e l f lu jo d e e n tr a d a ( in c lu s o si e s u n c a r á c te r d e e s p a c io e n b la n c o ) y l o g u a r d a e n e l a r g u

get d e v u e lv e -1 a l istream p a r a e l c u a l s e

m e n to tip o c a rá c te r. E s ta v e rs ió n d e

lle g a r al fin d e a r c h iv o ; d e n o s e r a s í, d e

v u e lv e u n a re f e r e n c ia a l o b je to

e s tá in v o c a n d o la fu n c ió n m ie m b ro

1 2

// Fig. 12.4s figl2_04.cpp // üao de las funciones miembro get, put y eof.

3 4 5 6 7

linclude

get.


8 9 10

11

12 13 14 15

int main( ) {

int carácter; // se utiliza int porque char no puede representar a EOF // pedir al usuario que introduzca la linea de texto cout << "Antes de la entrada, cin.eof{) es " « cin.eof () << endl << "Introduzca una oración seguida del fin de archivo:" « endl;

16 17

18 19

20 21 22 23 24 25 26 27

// usar get para leer cada carácter; usar put para mostrarlo while ( ( carácter - cin.getO ) I- EOF ) cout.put( carácter ); // mostrar el carácter de fin de archivo cout << "\nEOF en este sistema es: " « carácter << endl; cout << "Después de la entrada, cin.eofO es " << cin.eof () << endl; retura 0; > // fin de main

Figura 12.4

Las funciones miembro g e t . p u t y e o f . (Parte 1 de 2.)


746


Capítulo 12

Antes de la entrada, cin.eofO Introduzca una oración seguida Probando las funciones miembro Probando las funciones miembro AZ

es 0 del fin de archivo: get y put get y put

EOF en este sistema es: -1 Después de la entrada, cin.eofO es 1

Figura 12.4

Las funciones miembro

H a y u n a te rc e r a v e rs ió n d e

get

get. put y eof.(Parte

2 d e 2.)

q u e to m a t r e s a rg u m e n to s : u n a r r e g lo d e c a r a c te r e s , u n lím ite

d e ta m a ñ o y u n d e lim ita d o r (c o n e l v a lo r p r e d e te r m in a d o ' \ n ' ) . E s ta v e rs ió n le e c a r a c te r e s d e l flu j o d e e n tra d a . P u e d e c o m p o r ta r s e d e d o s fo rm a s : le e u n c a r á c te r m e n o s q u e e l n ú m e ro m á x im o d e c a r a c te r e s e s p e c ific a d o y te rm in a , o te rm in a ta n p r o n to c o m o s e le e el d e lim ita d o r. S e in s e rta u n c a r á c te r n u lo p a ra te r m in a r la c a d e n a d e e n tra d a e n e l a r r e g lo d e c a r a c te r e s q u e e l p r o g ra m a u tiliz a c o m o b ú fe r. EJ d e l im it a d o r n o s e c o l o c a e n e l a r r e g lo d e c a r a c te r e s , p e ro p e r m a n e c e e n e l f lu jo d e e n tr a d a (e l d e lim ita d o r s e r á e l s ig u ie n te c a r á c te r q u e s e le a ). P o r lo ta n to , e l r e s u lta d o d e u n s e g u n d o

get

c o n s e c u tiv o e s u n a lín e a v a c ía , a m e n o s q u e s e q u ite e l c a r á c t e r d e l im it a d o r d e l f lu jo d e e n tr a

d a ( p o s ib le m e n te c o n

cin.ignore ()).

L a f ig u r a 12.5 c o m p a r a la e n tra d a m e d ia n te e l u so d e

cin c o n

e l e x tr a c to r d e f lu jo ( q u e Ic e c a

ra c te r e s h a s ta e n c o n tr a r u n c a r á c t e r d e e s p a c io e n b la n c o ) y la e n tr a d a m e d ia n te e l u s o d e O b s e r v e q u e la lla m a d a a c a r á c te r

'\n'

cin.get

cin.get.

( lín e a 2 5 ) n o e s p e c ific a u n d e lim ita d o r, p o r lo q u e s e u tiliz a el

p r e d e te r m in a d o .

1

// Fig. 12.5: figl2_05.cpp

2 3 4

// Comparación de la introducción de una cadena mediante cin y cin.get. #inelude

5 6

using std:xcout; using std::cin;

7

using atd::endl;

8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19

int main() {

// crear dos arreglos de valores char, cada uno con 80 elementos const int TAMANIO - 80; char buferl[ TAMANIO J; char bufer2[ TAMANIO ]; // usar cin para introducir caracteres en buferl cout << "Escriba una oración:" << endl; cin >> buferl;

20

// mostrar el contenido de buferl

21 22 23 24 25

cout << "\nlâ cadena leida con cin fue:" << endl << buferl << endl << endl; // usar cin.get para introducir caracteres en bufer2

cin.g e t ( bufer2, TAMANIO );

Figura 12.5

Introducción d e una c a d e n a utilizando cin con extracción d e flujo, en com paración con la introducción d e una c a d e n a m ediante cin. g e t . (Parte 1 de 2.)



Capitulo 12

26 27 28 29 30 31 32 33

747

// mostrar el contenido de bufer2 cout << "La cadena leída con cin.get fue:" << endl << bufer2 << endl; return 0; } // fin de main

Escriba una oración: Comparación de escritura de cadena con cin y cin.get La cadena leida con cin fue: Comparación La cadena leida con cin.get fue: de escritura de cadena con cin y cin.get

Hgura 12.5

Introducción d e una c a d e n a utilizando cin co n extracción d e flujo, en com paración c o n la Introducción d e una c a d e n a mediante cin.get. (Parte 2 d e 2.)

La función m iem bro g e t l i n e opera de manera sim ilar a la tercera versión d e la función m iem bro get e inserta un carácter nulo después de la línea en el arreglo de caracteres. La función ge tline quita el delim itador d el flujo (es decir, le e el carácter y lo descarta), pero no lo guarda en el arreglo d e caracteres. El programa de la figura 12.6 dem uestra el uso de la función m iem bro ge tline para introducir una línea d e texto (lín ea 16).

1 2 3 4 5 6 7

// Pig. 12.6: figl2_06.cpp // Introducción de caracteres mediante la función miembro getline de cin. iinclude using std: :cout; using std::cin; using std::endl;

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

int main( )

{ const int TAMANIO - 80; char bu£er[ TAMANIO ]; // crear un arreglo de 80 caracteres // introducir caracteres en el bufer mediante la función getline de cin cout << "Escriba una oración:" << endl; cin.getline ( bufer, TAMANIO ); // mostrar el contenido debufer cout << "\nLa oración escrita es:" << endl << bufer << endl;

20 21

return 0;

22 23

} // fin de main

Hgura 12.6

Introducción d e datos tipo carácter con la función miembro getline de cin. (Parte 1 d e 2.)


748


Capítulo 12

Escriba una oración: üso de la ¿unción miembro getline I*a oración escrita es: üso de la función miembro getline Figura 12.6

Introducción d e datos tipo carácter con la función miembro getline d e cin (Parte 2 de 2.)

12.4.2 Las funciones miembro de

istream: p e e k , p u t b a c k e ignore

La función m iem bro i g n o r e de istream le e y descarta un número design ado de caracteres (la o p ción predeterm inada es un carácter), o termina al encontrar un delim itador design ado (el d elim i tador predeterm inado es EOF. que h ace que ignore om ita el fin de archivo al leer d e un archivo). La función m iem bro p u t b a c k c o l o c a el carácter obtenido previam ente m ediante un g e t del flujo de entrada, d e vuelta en ese flujo. Esta función es útil para ap lica cio n es q u e exploran un flujo d e entrada buscando un cam po que com ien ce con un carácter esp ecífico . A l recibir ese carácter la aplicación lo d ev u elv e al flujo, d e manera que pueda incluirse en lo s datos d e entrada. La fun ción m iem bro

p e e k

d ev u elv e el sigu ien te carácter de un flujo de entrada, pero no lo e li

m ina del flujo.

12.4.3 E/S con seguridad de tipos C + + ofrece la E /S a p ru e b a de tipos. L os operadores << y >> se sobrecargan para aceptar elem en to s d e datos d e tipos esp ecífico s. Si s e procesan datos inesperados se activan varios bits de error, que e l usuario puede evaluar para determinar si una operación d e E/S tuvo éx ito o fracasó. Esto permite al programador “m antener el control”. H ablarem os sobre esto s estados de error en la secció n 12.8.

12.5 E/S sin formato utilizando read, write y gcount La entrada/salida sin fo rm a to se lleva a cab o m ediante las fu n cion es m iem bro read y write de istream y ostream, respectivam ente. La función m iem bro read introduce cierto núm ero de bytes en un arreglo de caracteres en m em oria; la función m iem bro write envía bytes a un arreglo de caracteres. E stos b ytes no tienen ningún tip o d e form ato. Se introducen o muestran co m o bytes pu ros. Por ejem p lo, la llamada:

char bufer [ ) - "FELIZ CUMPLEANIOS"; cout.write( bufer, 10 ); m uestra lo s prim eros 10 bytes d e bufer (inclu yen do lo s caracteres nulos, si es q u e hay, que harían que la salida con cout y << terminara). La llamada:

cout. write ( "ABC DEFGHIJKLMNOP QRSTTJVWXYZ "

,

10 )j

m uestra lo s prim eros 10 caracteres del alfabeto. La función m iem bro read introduce un núm ero determ inado de caracteres en un arreglo de ca racteres. Si se le e m en os caracteres que el núm ero indicado, s e activa el bit f ailbit.



Capitulo 12

La secció n 12.8 muestra có m o determinar si

749

failbit se activa. La función m iem bro gcount

reporta el núm ero d e caracteres le íd o s por la últim a operación d e entrada. L a figura 12.7 dem uestra el u so de las fu n cion es m iem bro read y gcount d e ist ream. junto con la función m iem bro write de ostream. 0 programa utiliza read para introducir 20 carac teres (de una secu en cia de entrada m ás larga) en el arreglo de caracteres bufar (línea 16). determ i na el núm ero de caracteres introducidos con gcount (lín ea 2 0 ) y em p lea write para mostrar lo s caracteres que están en bufar (línea 20).

12.6 Manipuladores de flujo C + + cuenta con varios m anipuladores de flu jo que llevan a cab o tareas de formato. L os m anipula dores d e flujo tien en la funcionalidad d e establecer el ancho d e lo s ca m p os, la precisión, activar y d e sactivar el estado del form ato, establecer el carácter de relleno a utilizar en lo s ca m p os, el vaciado de los flujo, insertar un carácter de nueva línea en el flujo d e salida (y vaciar la salida), insertar un carácter nulo en el flujo d e salida y om itir el espacio en blanco en el flujo d e entrada. Estas caracte rísticas se describen en las sigu ien tes seccion es.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 12.7: figl2_07.cpp // E/S sin formato mediante read, gcount y write. tinclude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

int main() { const int TAMANIO - 80; char bufer[ TAMANIO ]; // crear un arreglo de 80 caracteres // usar la función read para introducir caracteres en bufar cout << "Escriba una oración:" << endl; cin.read( bufar, 20 ); // usar las funciones write y gcount para mostrar caracteres de bufar cout << endl <<"La oración que se escribió fue:" << endl; cout.write( bufar, cin.gcount() ); cout << endl;

22 23 24 25


Escriba una oración: Uso de las funciones miembro read, write y gcount La oración que se escribió fue: üso de las funciones R g u ra 12.7

E/S sin formato mediante las funciones miembro

read. gcount y write


750


Capítulo 12

12.6.1 Base de flujo integral: d e c , o c t , h e x y s e t b a s e N orm alm ente, lo s enteros se interpretan co m o valores d ecim a les (base 10). Para cam biar la b ase con la que se interpretan los enteros en un flujo, se inserta e l manipulador h e x para establecer la base en hexadecim al (base 16) o se inserta el m anipulador oct para estab lecer la base en octal (b ase 8). S e inserta el m anipulador d e c para restablecer la base del sistem a a decim al. La base d e un flujo tam bién puede cam biarse m ediante el m anipulador d e flujo

setbase. que

tom a un argum ento tipo entero de 10, 8 o 16 para establecer la base en decim al, octal o hexadecim al, respectivam ente. C om o setbase recibe un argum ento, se co n o ce co m o m anipulador de flu jo param etrizado. FJ uso de setbase (o d e cualquier otro m anipulador param etrizado) requiere que s e in clu ya e l archivo de encabezado . El valor de la base d el flujo perm anece igual has ta que se cam bia en forma explícita. I-a Figura 12.8 dem uestra lo s m anipuladores d e flujo dec y setbase.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

hex. oct,

// Fig. 12.8: figl2_08.cpp // Uso de los manipuladores de flujo hex, oct, dec y setbase. tinclude using using using using using using

stdxicout; std::cin; std::endl; std::hex; std::dec; std::oct;

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

finclude using std::setbase; int main() { int numero; cout << "Escriba un numero decimal: ®; cin >> numero; // número de entrada

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

// usar el manipulador de flujo hex para mostrar el númerohexadecimal cout << numero << " en hexadecimal es: " « hex << numero << endl; // usar el manipulador de flujo oct para mostrar elnúmero cout << dec << numero << * en octal es: " << oct << numero << endl;

octal

// usar el manipulador de flujo setbasepara mostrar el número decimal cout << setbase( 10 ) << numero << "en decimal es: " << numero << endl; return 0; } // fin de main

Figura 12.8

Los manipuladores de flujo hex oct. dec y setbase (Parte 1 de 2.)



Capitulo 12

751

Escriba un numaro decimal: 20 20 en hexadecimal es: 14 20 en octal es: 24 20 en decimal es: 20

Rgura 12.8

Los manipuladores de flujo

hex oct. dec y setbase (Parte 2 de 2.)

12.6.2 Precisión de punto flotante ( p r e c i s i ó n , s e t p r e c i s i o n ) P odem os controlar la precisión de lo s núm eros d e punto flotante (es decir, e l número d e dígitos a la derecha del punto d ecim al) utilizando y a sea el m anipulador de flujo setp r e c i s i ó n o la función m iem bro p r e c i s i ó n d e ios_base. U na llam ada a cualquiera d e estos elem en tos estab lece la precisión para todas las op eracion es de salida su b secu en tes hasta la sigu ien te llamada para estab le cer la precisión. U na llam ada a la función m iem bro precisión sin argum entos d evu elve la co n fi guración actual de la precisión. El programa de la figura 12.9 utiliza tanto la función m iem bro pre cisión (lín ea 2 9 ) co m o el manipulador setprecision (lín ea 38) para im prim ir una tabla que m uestra la raíz cuadrada de 2 . variando la precisión de 0 a 9.

1

2 3 4 5 6 7

8

// Fig. 12.9: figl2_09.cpp // Cómo controlar la precisión da loa valoras da punto flotante, •inelude using using using using

std::cout; std::cin; std::endl; std::fixed;

9 10

ffineluda

11 12

using std::setprecision;

13 14 15 16 17 18 19

•inelude

// prototipo de aqrt

int main() {

double raiz2 ■ aqrt ( 2.0 ); // calcular raiz cuadrada de 2 int lugares;

20 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

cout << "La raiz cuadrada de 2 con precisiones de 0-9.* << endl << "La precisión se establece mediante la función miembro de * << "ioa base llamada precisión:* << endl; cout << fixed; // usar precisión fija // mostrar la raiz cuadrada utilizando la función precisión de ios base for ( lugares - 0; lugares <- 9; lugares** ) { cout.precisión( lugares ); cout << raiz2 << endl; )

Rgura 12.9

La precisión de los valores d e p un to flotante. (Parte 1 d e 2.)


752

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42


Capítulo 12

cout << *\nPrecision establecida por el manipulador de flujo " << "setprecision:" << endl; // establecer la precisión para cada digito, luego mostrar raiz cuadrada for ( lugares - 0; lugares <- 9/ lugares++ ) cout << setprecision( lugares ) << raiz2 << endl; return 0/ } // fin de main

La raiz cuadrada de 2 con precisiones de 0-9. La precisión se establece mediante la función miembro de ios_base llamada precisión: 1 1 .4

1.41 1.414 1.4142 1.41421 1.414214 1.4142136 1.41421356 1.414213562 Precisión establecida por el manipulador de flujo setprecision: 1

1.4 1.41 1.414 1.4142 1.41421 1.414214 1.4142136 1.41421356 1.414213562 R gu ra 1 2 .9

La precisión d e los valores de punto flotante. (Parte 2 d e 2.)

12.6.3 Anchura de campos (w id t h , s e tw ) La función m iem bro w i d t h (d e la clase base i o s . b a s e ) estab lece el ancho d e lo s cam p os (es d e cir, el núm ero de p o sicio n es de caracteres en las que d eb e im prim irse un valor o el núm ero m áxim o d e caracteres q u e deben introducirse) y d evu elve el ancho anterior. Si lo s valores m ostrados tienen una anchura m enor q u e la del cam po, se insertan caracteres de relleno. Un valor m ayor al ancho d e sign ado no se truncará, s e imprimirá todo el núm ero com pleto.

Error común de programación 12.1 La configuración de la anchura se aplica sólo para la siguiente inserción o extracción: después de ahí, el ancho se establece implícitamente como 0 (es decir, la entrada y la salida se llevarán a cabo con la configuración predeterminada). La función w i d t h sin argumentos devuelve la configuración actual. Es un error lógico el asumir que la configuración de anchura se aplica a todas las operaciones subse cuentes de salida.



Capitulo 12

753

Error común de programación 12.2 Cuando un campo no es ¡o suficientemente ancho como para encargarse de las operaciones de salida, éstas se imprimen con el ancho necesario, que puede producir resultados confusos. La figura 12.10 m uestra el uso d e la función m iem bro w i d t h tanto en la entrada co m o en la sa lida. Observe que, al introducir datos en un arreglo d e valores char, se leerá un m áxim o d e caracte res igual al ancho m enos uno, ya que se está tom ando en cuenta el carácter nulo que se colocará en la cadena d e entrada. Recuerde que la extracción d e flujo termina al encontrar esp acio en blanco a la d e recha. El manipulador de flujo s e t w también puede utilizarse para establecer la anchura del cam po.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 12.10: figl2_10.cpp // Demostración de la función miembro width. •inelude using std::cout; using std::cin; using std::endl;

8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

int main() {

int anchuraValor «4» char oración [ 10 ]; cout << "Escriba una oración:" << endl; cin.width( 5 ); // introducir sólo 5 caracteres de la oración // establecer la anchura del campo y luego mostrar los caracteres con base en esa anchura while ( cin >> oración ) { cout.width( anchuraValor** )j cout << oración << endl; cin.width( 5 ); // introducir 5 caracteres más de la oración ) // fin de instrucción while return 0; } // fin de main


754


Capítulo 12

[Nota: C uando se pida al usuario q u e introduzca una línea d e texto e n la figura 12.10, éste d e b e introducirla y oprim ir E ntrar seguid o d e un fin de archivo (< ctrt> -z en sistem as com p atib les con la IBM PC . < c trl> -d e n sistem as U N IX y M acintosh).]

12.6.4 Manipuladores definidos por el programador L os program adores pueden crear su s propios m anipuladores d e flujo.4 La figura 12.11 muestra la creación y el u so de varios nuevos m anipuladores de flujo llam ados campana, retornoDeCarro. tab y f inDeLinea.

1 2 3 4 5

// Fig. 12.Hi figl2_12 .cpp // Creación y prueba de manipuladores de flujo no parametrizados, // definidos por el usuario. iinclude

6

using std:lOStream;

7 8 9 10 11

// manipulador campana (usando la secuencia de escape \a) ostreama campana( ostreamfc salida )

12

{

13 14 15 16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

using std::cout; using std::flush;

return salida << '\a';

// emitir sonido del sistema

) // manipulador retornoDeCarro (usando la secuencia de escape \r) ostreamfc retornoDeCarro( ostreama salida ) { return salida << *\r#; // emitir retorno de carro } // manipulador tab (usando la secuencia de escape \t) ostreamft tab( ostream& salida ) { return salida << %\t'; // emitir tabulador ) // manipulador finDeLinea (usando la secuencia de escape \n y la función // miembro flush) ostream& finDeLinea( ostream& salida ) { return salida << '\n' << flush; // emitir fin de linea ) int main() { // usar manipuladores tab y finDeLinea cout << "Probando el manipulador tab:" << finDeLinea << 'a' << tab << %b' << tab << 'c' << finDeLinea;

R g u ra 12.11

Manipuladores d e flujo no parametrizados. definidos por el usuario. (Parte 1 d e 2.)

4. Los usuarios también pueden crear sus propios manipuladores de tlujo parametrizados (consulte la documentación de su compilador de C++ para conocer los detalles).



Capitulo 12

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

755

cout << "Probando loa manipuladoras ratornoDaCarro y campana:* << finOaLinaa << "......... *; cout << campana; // usar manipulador campana // usar manipuladoras ratornoDaCarro y finDaLinaa cout << ratornoDaCarro << *---- " << finDaLinaa; raturn 0 ; > // fin da main

Probando al manipulador tab: a b e Probando los manipuladoras ratornoDaCarro y campana:

Rgura 12.11

Manipuladores de flujo no parametráados definidos por el usuario. (Parte 2 d e 2.)

12.7 Estados de formato de flujo y manipuladores de flujo Pueden utilizarse varios m anipuladores de flujo para esp ecificar lo s tipos d e form ato a realizar d u rante las operaciones de E /S de flujo. L o s m anipuladores de flujo controlan la con figuración del for m ato de la salida. La figura 12.12 m uestra cada uno de lo s m anipuladores de flujo que controla un estado d e form ato d e flujo dado. T odos esto s m anipuladores pertenecen a la cla se io s _ b a s e . En las sigu ien tes se cc io n e s m ostrarem os ejem p los d e la m ayoría d e esto s m anipuladores de flujo.

Manipulador de flujo

Descripción

skipwa

Omitir los caracteres de espacio en blanco en un flujo de entrada. Esta configura ción se restablece con el manipulador de flujo noskipws.

left

Alinea a la izquierda la salida en un campo. Si es necesario, aparecerán caracte res de relleno a la derecha

right

Alinea la derecha la salida en un campo. Si es necesario, aparecerán caracteres de relleno a la izquierda.

intamal

Indicar que el signo de un número debe alinearse a la izquierda en un campo y su magnitud debe alinearse a la derecha en ese mismo campo (es decir, deben apa recer caracteres de relleno entre el signo y el número).

dac oct

Especificar que los enteros deben tratarse como valores decimales (base 10).

hax showba.se

Especificar que los enteros deben tratarse com o valores hexadecimales (base 16).

Rgura 12.12

Especificar que los enteros deben tratarse como valores oct al es (base 8).

Especificar que la base de un número debe imprimirse adelante del mismo (un 0 a la izquierda para los números octales; Ox o Ox la izquierda para hexadecimalcs). Esta configuración se restablece con el manipulador de flujo noahowbaoe. Los manipuladores de flujo de estado d e formato Incluidos en (Parte 1 d e 2.)


< io stream >

756


Capítulo 12

Manipulador de flujo

Descripción

showpoint

Especificar que las números de punto flotante deben mostrarse con un punto de cimal. Se utiliza normalmente con fixed para garantizar un cierto número de dí gitos a la derecha del punto decimal, incluso aunque sean ceros. Esta configura ción se restablece con el manipulador de flujo noshowpoint.

uppercase

Especificar que deben utilizarse mayúsculas (es decir. X y de la X a la F) en el en tero hexadecimal y que la letra E mayúscula debe utilizarse para representar un valor de punto flotante en notación científica. Esta configuración se restablece con el manipulador de flujo nouppercase.

showpos

Especificar que los números positivos deben ir precedidos por un signo positivo (+). Esta configuración se restablece con el manipulador de flujo noshowpos.

acientific

Especificar la salida de un valor de punto flotante en notación científica.

f ixed

Especificar la salida de un valor de punto flotante en notación de punto fijo con un número específico de dígitos a la derecha del punto decimal.

Figura 12.12

Los manipuladores d e flujo d e estado d e formato Incluidos en (Parte 2 d e 2.)

12.7.1 Ceros a la derecha y puntos decimales

< io s tre a m > ,

(showpoint)

El m anipulador d e flujo sh o w p o in t obliga a que un núm ero de punto flotante se m uestre con su punto d ecim al y lo s ceros a la derecha. Por ejem plo, el valor de punto flotante 7 9 . 0 se im prim e c o m o 7 9 sin utilizar sh o w p o in t y s i se utiliza, se im prim e co m o 7 9 . 0 0 0 0 0 0 (o con tantos ceros a la derecha co m o se esp ecifiq u e m ediante la precisión actual). Para restablecer la configuración de sh o w p o in t, se d eb e imprimir el m anipulador de flujo n o a h o w p o i n t . El programa en la figura 12.13 muestra có m o utilizar el m anipulador d e flujo sh o w p o in t para controlar la im presión d e ce ros a la derecha y lo s puntos d ecim ales para lo s valores de punto flotante.

1

2 3 4 5 6

7 8 9 10 11

12

13 14 15 16 17

// Fig. 12.13i figl2_13.cpp // üso de showpoint pera controlar la impresión de // ceros a la derecha y puntos decimales para valores tipo double. •inelude using stdiicout; using stdiiendl; using std::showpoint/ int main() {

// mostrar valores double con el formato de flujo predeterminado cout << "Antes de usar showpoint* << endl << "9.9900 se imprima como: * << 9.9900 << endl << *9.9000 se imprime como: " << 9.9000 << endl << "9.0000 se imprime como: * << 9.0000 << endl << endl;

Hgura 12.13

Control d e la impresión d e ceros a la derecha y puntos decimales para valores d o u b le . (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 12

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

757

// mostrar valor double después de showpoint cout << showpoint << "Después de usar showpoint* << endl << "9.9900 se imprime como: * << 9.9900 << endl << "9.9000 se imprime como: * << 9.9000 << endl << "9.0000 se imprime como: * << 9.0000 << endl; return 0; } // fin de main

Antea de usar showpoint 9.9900 se imprime como: 9.99 9.9000 ae imprime como: 9.9 9.0000 se imprime como: 9 Después de usar showpoint 9.9900 se imprime como: 9.99000 9.9000 se imprime como: 9.90000 9.0000 se imprime como: 9.00000 Rgura 12.13

Control d e la Impresión d e ceros a la d erecha y puntos decimales para valores double. (Parte 2 d e 2.)

12.7.2 Alineación

(le£t, right e internal)

L os m anipuladores de flujo lef t y right perm iten que lo s cam p os s e alin een a la izquierda con caracteres d e relleno a la derecha, o q u e se alineen a la derecha co n caracteres d e relleno a la izquier da, respectivam ente. El carácter d e relleno se esp ecifica m ediante la fun ción m iem bro f i l l o el m a nipulador de flujo param etrizado setfill (que describirem os en la secció n 12.7.3). La figura 12.14 utiliza lo s m anipuladores setw. lef t y right para alinear a la izquierda y a la derecha lo s datos tipo enteros en un campo.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Pig. 12.14: figl2_14.cpp // Demostración ds la alineación a la izquierda y a la derecha. •inelude using using using using

std::cout; std::endl; std::left; std::right;

tinclude

11 12 13 14 15 16 17

using std::setw; int main() { int x - 12345;

Rgura 12.14

Alineación a la Izquierda y a la derecha con los manipuladores d e flujo left y right. (Parte 1 d e 2.)


758

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32


Capítulo 12

// mostrar x alineada a la derecha (opción predeterminada) cout « "La opcion predeterminada as alineación a la derecha:* << endl << setw( 10 ) << x; // usar manipulador left para mostrar x alineada a la izquierda cout << "\n\nUsar std::left para alinear x a la izquierda:\n* << left << setw( 10 ) << x; // usar manipulador right para mostrar x alineada a la derecha cout << "\n\nOsar std::right para alinear x a la derecha:\n" << right << setw( 10 ) << x << endl; return 0; ) // fin de main

La opcion predeterminada es alineación a la derecha: 12345 üsar std::left para alinear x a la izquierda: 12345 Dsar stdr:right para alinear x a la derecha: 12345 Rgura 12.14

Alineación a la Izquierda y a la d erecha con los manipuladores d e flujo left y right (Parte 2 d e 2.)

El m anipulador de flujo interaal indica que el sig n o de un núm ero (o la base al utilizar el m anipulador d e flujo showbase ) debe alinearse a la izquierda dentro d e un cam po, que la magnitud d el número d eb e alinearse a la derecha y que lo s esp a cio s interm edios deben rellenarse con el carác ter de relleno, luí figura 12.15 muestra el m anipulador d e flujo internal, esp ecifican d o el espaciam icn to interno (lín ea 17). O bserve que showpos obliga a que s e im prim a el sig n o p ositivo (línea 17). Para restablecer la configuración de showpos, se d eb e imprimir el m anipulador de flujo no-

ahowpoB.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 12.15: figl2_15.cpp // Cómo imprimir un entero con espaciamiento interno y el signo positivo. •inelude using using using using

std::cout; std::endl; std::internal; std::showpos;

•inelude

11 12 13 14 15

using std::setw; int main () {

Figura 12.15

C ó m o Imprimir un entero con espaciamiento Interno y el signo positivo. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 12

759

// mostrar el valor con espaciamiento interno y signo positivo cout << internal << showpos << setw( 10 ) << 123 << endl;

16 17 18 19 20 21

> // fin de main

♦

123

retura 0;

Rgura 12.15

C ó m o Imprimir un entero con espaclamlento Interno y el signo positivo. (Parte 2 d e 2.)

12.7.3 Relleno (fill, setf ill) La fu n c ió n m iem bro f i l l esp ecifica e l carácter d e relleno a utilizar co n lo s cam pos alineados; si no se esp ecifica un valor, se utilizan esp acios. La función fill d evu elve el carácter de relleno anterior. El m anipulador s e t f i l l tam bién estab lece el carácter d e relleno. La figura 12.16 m uestra el uso de la función m iem bro fill (lín ea 4 3 ) y del m anipulador de flujo setf ill (lín eas 4 7 y 5 0 ) para establecer y restablecer el carácter de relleno.

1 2 3 4 5 A V 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

// Pig. 12.16: figl2_16.cpp // Uso de la ftinción miembro fill y del manipulador de flujo setfill // para cambiar el carácter de relleno para los campos que sean más // grandes que el valor a imprimir. •inelude using using using using using using using using

std::cout; std::endl; std::showbase; std::left; std::right; std::internal; std::hex; std::dec;

•inelude using std::setw; using std::setfill; int main() ( int x » 10000; // mostrar x cout << x << * se imprime como int alineado a la derecha y a la izquierdaXn* << "y como hex con alineación interna.\n* << "Utilizando el carácter de relleno predeterminado (espacio):* << endl;

29 Rgura 12.16

Uso d e la función miembro fill y del manipulador de flujo setf ill para cam biar el carácter de relleno para los cam po s qu e sean más grandes qu e los valores a Imprimir. (Parte 1 d e 2.)


760

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55


Capítulo 12

// mostrar x con signo positivo cout << showbase << sstw( 10 ) << x << sndl; // mostrar x con alineación a la izquierda cout << lsft << setw( 10 ) << x << sndl; // mostrar x como hsx con alineación interna cout << internal << setw( 10 ) << hex << x << endl << endl; cout << "Utilizando varios caracteres de relleno:* << endl; // mostrar x utilizando caracteres de relleno (alineación a la derecha) cout << right; cout.£111( ); cout << setw( 10 ) << dec << x << endl; // mostrar x utilizando caracteres de relleno (alineación a la izquierda) cout << left << setw( 10 ) << setfill( » V ) << x << endl; // mostrar x utilizando caracteres de relleno (alineación interna) cout << internal << setw( 10 ) << setfill( ' A' ) << hex << x << endl; return 0; ) // fin de main

10000 se imprime como int alineado a la derecha y a la izquierda y como hex con alineación interna. Utilizando el carácter de relleno predeterminado (espacio): 10000

10000 Ox 2710 Utilizando varios caracteres de relleno: *****10000 1000 O V A V t 0xAA **2710

Figura 12.16

Uso d e la función miembro f i l l y del manipulador d e flujo s e t f i l l para cam biar el carácter d e relleno para los cam pos q u e sean más grandes que los valores a Imprimir. (Parte 2 d e 2.)

12.7.4 Base integral de flujo (d e c , o c t , h e x , s h o w b a s e ) C + + cuenta con lo s m anipuladores de flujo d e c , h e x y o c t para esp ecificar q u e lo s enteros deben mostrarse com o valores d ecim a les, hexad ecim ales y o cía les, respectivam ente. Las in serciones de flujo se llevan a cab o con valores d ecim a les en forma predeterm inada, en ca so de que no se utilice n inguno d e esto s m anipuladores. L os enteros co n el prefijo de 0 (cero ) se tratan co m o valores o cía le s, lo s en teros con el prefijo d e O x o 0X s e tratan co m o valores hexad ecim ales y todos los dem ás en teros se tratan co m o valores d ecim ales. Una vez q u e s e esp ecifica una d e estas tres b ases para un flujo, tod os lo s enteros en ese flujo s e procesan utilizando esa base, hasta que se esp ecifiq u e otra d is tinta o hasta que e l programa term ine.



Capitulo 12

El m anipulador de flujo

761

showbase obliga a que se imprima la base de un valor integral. L os

valores d ecim ales s e im prim en de m anera predeterm inada, lo s núm eros octales se im prim en con el prefijo de 0 y lo s núm eros hexad ecim ales s e im prim en con el prefijo de Ox o OX (co m o verem os en la sección 12.7.6, el manipulador de flujo uppercase determ ina la o p ció n q u e se elig e). 1a figura 12.17 dem uestra e l uso del m anipulador de flujo showbase para obligar a que un entero se impri ma en los form atos d ecim al, octal y hexadecim al. Para restablecer la configuración d e showbase, d eb e im prim irse el m anipulador de flujo n o a b o w b a a e .

12.7.5 Números de punto flotante: notación científica y fija

(scientific, fixed) scientific y fixed controlan el form ato de salida d e los núm eros de punto flotante. El m anipulador de flujo scientific obliga a q u e s e im prim a un núm ero de punto flotante en formato cien tífico. E l m anipulador de flujo fixed o b lig a a que se im prim a un L os m anipuladores de flujo

número d e punto flotante con un número esp ecífico de d íg ito s (según lo q u e se esp ecifiq u e en la fun ció n m iem bro precisión o en e l m anipulador d e flujo setprecision) a la derecha del punto decim al. Si no s e utiliza otro manipulador, e l valor d el número de punto flotante determ ina el forma to d e salida.

1 2 3 4

// Fig. 12.17: figl2_17.cpp // Uao del manipulador de flujo ehowbaee. finelude

5

using std::cout;

6 7

using std::endl; using std::showbase/

8

using std::oct;

9 10

using std::hex;

11

int main()

12

{

13 14 15 16 17 18 19

int x ■ 100/

cout << "Imprimiendo enteros precedidos por su base:* << endl

cout << x << endl/

// imprimir el valor decimal

20

cout << oct << x << endl/

// imprimir el valor octal

21

cout << hex << x << endl/

// imprimir el valor hexadecimal

// usar showbase para mostrar la base del número << showbase/

22 23 24 25

retura 0 / } // fin de main

Imprimiendo enteros precedidos por su base: 100

0144 0x64 Rgura 12.17

El m anipulador de flujo show base


762


Capítulo 12

La figura 12.18 m uestra el d esp liegu e de núm eros de punto flotante en lo s form atos fijo y cien tífico m ediante lo s m anipuladores de flujo scientific (lín ea 22) y fixed (lín ea 26). E l forma to exponencial en la notación cien tífica podría diferir entre lo s d iversos com piladores.

12.7.6 Control d© mayúsculas/minúsculas (u p p e rc & s e ) E l m anipulador de flujo uppercase obliga a que se im prim a una X o E m ayúscula co n los valo res enteros h exadecim ales o con los valores d e punto flotante en notación cien tífica, respectivam en te (figura 12.19). El u so d el m anipulador de flujo uppercase ocasiona q u e todas las letras de un valor hexadecim al se conviertan a m ayúsculas. D e m anera predeterminada, la s letras para los valo res h exadecim ales y lo s exp on en tes en valores de punto flotante en notación cien tífica aparecen en

1 2 3 4

// Fig. 12.18: figl2_18.cpp // Cómo mostrar los valores de punto decimal en los formatos predeterminado // del sistema, científico y fijo. •inelude

oc

ó 7

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18


std::cout; std::endl; std::scientific; std::fixed;

int main() < double x - 0.001234567; double y - 1.946e9; // mostrar x e y en formato predeterminado cout << "Mostrados en formato predeterminado:* << endl << x << *\t' << y << endl;

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

// mostrar x e y en formato científico cout << "\nMostrados en formato científico:* << endl << scientific << x << '\t' << y << endl; // mostrar x e y en formato fijo cout << "\nMostrados en formato fijo:* << endl << fixed << x << '\t' << y << endl; return 0; } // fin de main

Mostrados en formato predeterminado: 1.946e+009 0 . 00123457 Mostrados en formato científico: 1.946000e+009 1 . 234567e-003 Mostrados en formato fijo: 1946000000.000000 0 . 1235

Hgura 12.18

\falores d e punto flotante mostrados en los formatos predeterminado, científico y fijo.



Capitulo 12

1 2 3

763

// Fig. 12.19: figl2_19.cpp // Manipulador de flujo uppercaae. finclude

4

5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

uaing using using using

atd::cout; std::endl; std::uppercaae; std::hex;

int main() ( ccut « "imprimiendo letras mayúsculas en expedentes de notación" « endl << "científica y valores hexadecimales:" << endl; // usar // usar cout << <<

std:uppercase para mostrar letras en mayúscula; std::hex para mostrar valores hexadecimales uppercaae << 4.345*10 << endl << hex << 123456789 endl;

21

return 0;

22

> // fin de main

Imprimiendo letras mayúsculas en exponentes de notación científica y valores hexadecimales: 4.345E+010 75BCD15 Figura 12.19

El m anipulador d e flujo uppercase.

m inúsculas. Para restablecer la configuración de

uppercase. debe im prim irse el m anipulador de

flujo n o u p p e r c a a e .

12.7.7 Especificación de formato booleano ( b o o la lp h a ) C + + ofrece el tipo de datos b o o l cu yos valores pueden ser false o true, co m o una alternativa preferida al antiguo estilo de utilizar 0 para indicar false y un núm ero distinto d e cero para indi car true. Una variable bool se im prim e co m o 0 o 1 de manera predeterminada debido a que el operador d e inserción d e flujo ( < < ) está sobrecargado para mostrar valores bool co m o enteros. Sin em bargo, p od em os utilizar el m anipulador d e flujo b o o l a l p h a para configurar el flujo d e salida para mostrar los valores bool co m o la s cadenas “true" y “false". U se e l m anipulador de flujo n o b o o l a l p h a para configurar el flujo de salida para mostrar los valores bool co m o enteros (e s decir, la configuración predeterminada). El programa de la figura 12.20 dem uestra el uso d e esto s m anipuladores de flujo. La línea 16 m uestra el valor bool, que en la línea 13 se esta b lece co m o true. com o un entero. La lín ea 2 0 u tiliza el m anipulador boolalpha para mostrar el valor bool co m o una cadena. Luego, las lín eas 23 y 24 cam bian el valor bool y utilizan e l m anipulador no boolalpha, de manera que la línea 27 pueda mostrar e s e valor bool co m o un entero. La línea 31 utiliza e l m anipulador boolalpha para mostrar el valor bool co m o una cadena.

Buena práctica de programación 12.1 Si se muestran los valores b o o l como tsru m o t a i m a en vez de hacerlo como un número distinto de cero o 0. respectivamente, las salidas de los programas se hacen más claras.


764

1


Capflulo 12

2

// Fig. 1 2 . 2 0 : f i g l 2 _ 2 0 . c p p // D e m o s t r a c i ó n d e l o s m a n i p u l a d o r e s d e f l u j o b o o l a l p h a

3

iin c lu d e

y noboolalpha.

4

5 6

u s i n g s t d : :cout; using std::endl;

7

using s t d : t c i n ;

8

u sin g s t d : :boolalpha;

9

using

s t d : :noboolalpha;

10 11

12 13

in t

main()

{ bool valorBooleano ■

tru e ;

14 15 16

// m o s t r a r v a l o r B o o l e a n o p r e d e t e r m i n a d o p a r a t r u e c o u t << " v a l o r B o o l e a n o e s " « v a l o r B o o l e a n o << endl;

17 18

//

19

c o u t << " v a l o r B o o l e a n o ( d e s p u é s d e u s a r b o o l a l p h a ) e s << b o o l a l p h a << v a l o r B o o l e a n o < < e n d l << endl;

20

m ostrar valorBooleano después de u t i l i z a r boolalpha

"

21

23

c o u t << " c a m b i a r v a l o r B o o l e a n o y u t i l i z a r noboolalpha'' << e n d l ; v a l o r B o o l e a n o - f a l s a ; // c a m b i a r v a l o r B o o l e a n o

24

cout

22

<< noboolalpha << en d l;

//

u sa r noboolalpha

25 26

27

// m o s t r a r v a l o r B o o l e a n o p r e d e t e r m i n a d o p a r a f a l s a d e s p u é s d e u s a r noboolalpha c o u t << " v a l o r B o o l e a n o e s " « v a l o r B o o l e a n o << endl;

28 29 30 31

// m o s t r a r v a l o r B o o l e a n o d e s p u é s d e u s a r b o o l a l p h a d e n u e v o c o u t << " v a l o r B o o l e a n o ( d e s p u é s d e u s a r b o o l a l p h a ) es " << b o o l a l p h a << v a l o r B o o l e a n o < < endl;

32 33

re tu rn

0;

34 35

) //

f in

de

main

valorBooleano es 1 valorBooleano (después de usar boolalpha) es true cambiar valorBooleano y utilizar noboolalpha valorBooleano es 0 valorBooleano (después de usar boolalpha) es false Figura 12.20

Los m an ip u lad o re s d e flujo b o o l a l p h a y n o b o o l a l p h a .

12.7.8 Establecer y restablecer el estado del formato mediante la función miembro flags A lo largo de la sección 12.7 h em os estado utilizando m anipuladores de flujo para cam biar las ca racterísticas del formato de salida. A hora verem os có m o regresar el formato de un flujo de salida a su estado predeterm inado d esp u és de haber aplicado varias m anipulaciones. La función m iem bro f l a g s sin argum ento d evu elve la configuración del formato actual co m o un tipo d e datos fm t -



Capitulo 12

765

l l a g a (del esp acio de nom bres i o s _ b a s e ) , el cual representa el estado d e l fo rm a to . La función m iem bro f l a g s con un argum ento tipo f m t f l a g s esta b lece e l estado del form ato según lo e sp e cificad o por el argumento y regresa la con figuración del estado anterior. La configuración inicial del valor que f l a g s regrese puede ser distinto entre los diversos sistem as. El programa de la figura 12.21 utiliza la fun ción m iem bro f l a g s para guardar e l estado d el form ato original d el flujo (línea 2 3 ) y lu ego restaura la configuración d el formato original (lín ea 31).

1

//

F ig .

2

//

Demostración de l a

12.21:

fig l2 _ 2 1 .cp p

3

fflnclude

función miembro f l a g s .

4 5

using s td :x c o u t;

6

using s t d : : a n d l ;

7

using s t d : : o c t ;

8

using s t d : : s c i e n t i f i c ;

9

using std::show baae;

10

using s t d : : lo sá b ase ;

11 12

i n t main()

13

{

14

in t

15

double doubleValor -

in te g a rV a lo r -

1000; 0.0947628;

16 17

//

18

cout << "El v a l o r de l a

m o stra r v a lo r de f l a g s ,

19

<<

20

<<

21

u sar

v a lo re s i n t

v a r ia b le

"\nlm prim ir i n t

//

23

io s _ b a s e ::fm tf la g s

24

cout << showbase

(formato o r ig in a l )

" << c o u t . f l a g s ()

y double en formato o r i g i n a l :

in te g arV alo r <<' \ t '

22

y double

f la g s e s :

<< doubleValor <<

ftinción f l a g s de cout p ara guardar e l

endl

\n"

<< endl;

formato o r i g i n a l

form atoO riginal - c o u t . f l a g s ( ) ;

<< oct

<< s c i e n t i f i c ;

//

cambiar formato

25 26

//

27

cout << "El v a l o r de l a

m o stra r v a lo r de f l a g s ,

28

<<

29

<<

v a lo re s

v a r ia b le

"\nlm prim ir i n t

in t

f la g s

y double es:

(formato nuevo)

" << c o u t .f la g s O

y double en un formato nuevo:\nw

in te g arV alo r <<'\t*

<< doubleValor <<

endl << endl;

30 31

c o u t .f l a g s (

form atoO riginal

);

//

re s ta u ra r e l

formato

32 33

//

34

cout << "El v a l o r re s ta u ra d o de l a

m ostrar v a lo r de f l a g s ,

v a lo re s i n t

y double

v a r ia b le

(formato o r ig in a l )

fla g s

es:

*

35

<< c o u t .f l a g s O

36

<< "\nlm prim ir v a lo re s en formato o r i g i n a l de nuevo:\n"

37

<< in te g arV alo r

<< ' \ t '

<< doubleValor << endl;

38 39

r e tu ra

0;

40 41

} //

f i n de main

El valor de la variable flags es: 513 Imprimir int y double en formato original: 1000 0.0947628 Figura 12.21

( c o n t in ú a e n ¡ a s ig u ie n t e p á g i n a )

La fundón miembro f l a g s (Parte 1 d e 2.)


766


Capítulo 12

E l v a l o r d a l a v a r i a b l e f l a g s as: 0 1 2 0 1 1 I m p r i m i r int y d o u b l e an f o r m a t o original: 01750

9.476280e-002

El v a l o r r e s t a u r a d o d a la v a r i a b l e f l a g s as: 513 I m p r i m i r v a l o r a s a n f o r mato origi n a l d a nuevo: 1000

0.0947628

figura 12.21

La fu n ció n m iem bro f l a g s (P a rte 2 d e 2 .)

12.8 Estados de error de flujo E l estado d e un flujo puede evaluarse m ediante ciertos bits d e la cla se ios_base. En un m om ento verem os có m o evaluar esto s b its, en el ejem plo de la figura 12.22. El bit a o f b i t se activa para un flujo de entrada d esp u és d e encontrar el fin d e archivo. U n pro gram a puede utilizar la función m iem bro eof para determinar si se ha llegado al fin de archivo en un flujo d esp u és d e un intento d e extraer datos m ás a llá d el final del flujo. La llamada:

cin.eof() d evu elve true si se ha llegad o al fin de archivo en cin y d ev u elv e falso en caso contrario. El bit f a i l b i t se activa para un flujo al ocurrir un error de form ato en el m ism o. Por ejem p lo, un error d e form ato ocurre cu an do el programa está introduciendo en teros y se encuentra un ca rácter que no e s un d íg ito en el flujo de entrada. A l ocurrir d ich o error, los caracteres no se pierden. La función m iem bro f a i l informa si falló o no una operación d e flujo; por lo general e s posible re cuperarse de d ich o s errores. El bit b a d b i t se activa para un flujo al ocurrir un error que o casion a la pérdida de lo s datos. La función m iem bro b a d inform a s i falló o no una operación d e flujo. Por lo general, d ich o s erro res son irrecuperables.

El bit g o o d b i t se activa para un flujo si ninguno d e lo s bits eofbit, failbit o badbit están activados para e s c flujo. 1.a función m iem bro g o o d d evu elve true si las fun cion es bad. fail y eof devu elven fal sa. L as op eracion es d e E/S deben llevarse a cab o só lo en flujo “ buenos” (e s decir, que la función m iem bro good devuelva true). La fun ción m iem bro r d e t a t e d ev u elv e el estado de error d el flujo. Por ejem p lo, una llamada a cout.rdstate regresaría el estado d el flujo, el cual podría lu ego evaluarse m ediante una ins trucción switch que exam in e lo s bits eofbit, badbit. failbit y goodbit. La m anera pre ferida de evaluar el estado de un flujo e s m ediante las fun cion es m iem bro eof. bad. fail y good; para utilizar estas fun cion es, el programador no tien e que estar fam iliarizado con lo s bits de estado esp e cífic o s. La función m iem bro olearse utiliza para restaurar el estad o de un flujo a "bueno,” d e m ane ra q u e la E/S pueda continuar en ese flujo. El argum ento predeterm inado para olear es goodbit, por lo que la instrucción:

cin.olear(); lim pia a cin y activa el bit goodbit para e se flujo. L a instrucción:

cin.clear(

io s ::fa ilb it

)



Capitulo 12

767

activa el bit failbit. Tal v ez el programador quiera hacer esto cuando, al realizar operaciones de entrada en cin con un tipo d efin id o por e l programador, se encuentre co n un problem a. El nom bre olear podría parecer inapropiado en este con texto, pero es correcto. El programa d e la figura 12.22 m uestra el u so d e las fu n cio n es m iem bro rdstate. eof, fail, bad, good y olear. [Ñola: L os valores actuales que se impriman pueden ser distintos entre lo s d i versos com piladores.]

1

2 3 4 5 6

7

// F i g . 1 2 . 2 2 : £ i g l 2 _ 2 2 . c p p // E v a l u a c i ó n d e l o a e s t a d o s d e e r r o r , tinclude using std:xcout; using std::endl; uslng std::cin;

8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20

int m a i n ( )

{ int integerValor; // m o s t r a r l o s r e s u l t a d o s d e l a s f u n c i o n e s d e c i n c o u t << " A n t e s d e u n a o p e r a c i ó n d e e n t r a d a i n c o r r e c t a : 1 << " \ n c i n . r d s t a t e (): " « c i n .r ó s t a t e () << " \n c i n . e o f (): << cin.eofO « "\n << cin.fail() c i n . f a i l (): « "\n << cin.b a d () c i n . b a d (): « "\n c in .g o o d (): << cin.g o o d () << * \ n \ n S e e s p e r a u n e n t e r o , p e r o se i n t r o d u c e u n c a r á c t e r :

21

22 23 24 25

c i n >> i n t e g e r V a l o r ;

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

c o u t << " D e s p u é s d e u n a o p e r a c i ó n d e e n t r a d a i n c o r r e c t a :"

36 37 38 39 40 41 42

c o u t << " D e s p u é s d e c i n . c l e a r ()" « " \ n c i n . f a i l () : " « c i n . f a i l O << " \ n c i n . g o o d ( ): " « c i n . g o o d O

// i n t r o d u c i r v a l o r t i p o c a r á c t e r

c o u t << endl; // m o s t r a r l o s r e s u l t a d o s d e l a s f u n c i o n e s d e c i n d e s p u é s d e la entrada incorrecta << " \ n c i n . r ó s t a t e ( ) : << " \n

c in .e o f ():

<< «\n

c i n . f a i l ():

* «

c i n . r ó s t a t e ()

99

<<

M

<< c i n . f a i l ()

c i n . e o f ()

<< " \n

c i n . b a d ( ):

M

<< c i n .b a d ()

<< " \n

c in .g o o d ( ) :

99

<< cin.goodO

cin.clearO;

<< endl

<< endl;

// l i m p i a r el f l u j o

// m o s t r a r l o s r e s u l t a d o s d e l a s f u n c i o n e s d e c i n d e s p u é s d e limpiar a cin

<< endl;

r e t u r n 0; ) // f i n d e m a i n

Figura 12.22

Evaluación d e los estados de error. (Parte 1 d e 2.)


n/

768

Entrada/sallda do flujo on C++

Capítulo 12

Antes de una operación de entrada incorrecta: cin.rdstate(): 0 cin.eof(): 0 cin.£all()i 0 cin.bad(): 0 cin.goodO: 0 Se espera un entero, pero se introduce un carácter: A Después de tina operación de entrada incorrecta: cin.rdstate(): 2 cin.eofO: 0 cin.fail(): 1 cin.badO: 0 cin.goodO: 0 Después de cin.clearO cin.fail()i 0 cin.goodO: 1 Figura 12.22

Evaluación d e los estados d e error. (Parte 2 de 2.)

La función m iem bro operator! d e basic_ios d ev u elv e true si está activado el bit badbit, el bit failbit o am bos. La función m iem bro operator void* d ev u elv e false (0) si está activado el bit badbit, el bit failbit o am bos. Estas fun cion es son útiles en el p rocesam ien to d e archivos, al evaluar una con d ición true/f alse que se encuentre bajo el control d e una e s tructura d e se lec ció n o d e repetición.

1 2 .9 E n la z a r u n f lu jo d e s a l i d a a u n f lu jo d e e n t r a d a Las ap licacion es interactivas por lo general im plican el uso d e un flujo istream para la entrada y un flujo ostream para la salida. C uando en la pantalla aparece un m ensaje para el usuario, éste res ponde escribien do los datos apropiados. O bviam ente, el m ensaje necesita aparecer antes de q u e pro ceda la operación de entrada. C on e l uso de un búfer en la salida, ésta aparece só lo cuando el búfer s e llena, cuando las salidas s e vacían exp lícitam ente por el programa o autom áticam ente al finalizar el m ism o. C + + o frece la función m iem bro t r i e para sincronizar (e s decir “enlazar”) la operación de un flujo istream y un flujo ostream para asegurar que las salidas aparezcan antes de su s entra das su bsecuentes. La llamada:

cin.tie( fccout ); en laza a cout (un ostream) con cin (un istream). En realidad esta llamada esp ecífica es redundante, y a que C + + realiza esta operación autom áticam ente para crear el entorno de cntrada/salida estándar de un usuario. Sin em bargo, el usuario debe enlazar explícitam ente otros pares istream/ostream Para desenlazar un flujo d e entrada llam ado f lujoEntrada d e un flujo de salida, se utiliza la llamada:

flujoEntrada.tie( 0 );

RESUMEN • Las operaciones de E/S se realizan de una manera susceptible al tipo de los datos. • La E/S de C++ se lleva a cabo mediante flujos. Un flujo es una secuencia de bytes.


Capitulo 12


769

• Los mecanismos de E/S del sistema desplazan bytcs de los dispositivos a la memoria y viceversa con eficien cia y confiabilidad. • C++ ofrece capacidades de E/S de “bajo nivel” y de “alto nivel”. Las capacidades de E/S de bajo nivel espe cifican que debe transferirse cierto número de bytes de un dispositivo a la memoria o de la memoria a un dis positivo. La E/S de alto nivel se lleva a cabo con los bytcs agrupados en unidades significativas tales como enteros, números de punto flotante, caracteres, cadenas y tipos definidos por el programador. • C++ cuenta con operaciones de E/S con formato y sin formato. Las transferencias de E/S sin formato son rápidas, pero procesan dalos puros que son difíciles de usar para las personas. La E/S con formato procesa datos en unidades significativas, pero requiere de un tiempo adicional de procesamiento que puede degradar d rendimiento de las transferencias de dalos de alto volumen. • El archivo de encabezado < io a t r a a m > declara todas las operaciones de E/S de flujo. • El encabezado < io a n a n ip > declara los manipuladores de flujo parametrizados. • El encabezado < £ a tra a m > declara las operaciones de procesamiento de archivos. • La plantilla b a s i c _ i a t r a a i n soporta las operaciones de entrada de flujo. • La plantilla b a a i c _ o a t r a a m soporta las operaciones de salida de flujo. • La plantilla b a a i c _ i o a t r a a m soporta las operaciones tanto de entrada como de salida de flujo. • La plantilla b a a i c _ i a t r a a 2n y la plantilla b a a i c . o a t r a & a s e derivan de la plantilla b a a i c _ i o a a tra vés de la herencia simple. ■ La plantilla b a a i c _ i o a t r a a m se deriva de las plantillas b a a i c _ i a t r a a m y b a a i c _ o a t r a a m a tra vés de la herencia múltiple. • El operador de desplazamiento a la izquierda (<<) se sobrecarga para designar la salida de flujo y se conoce como el operador de inserción de flujo. • El operador de desplazamiento hacia la derecha ( » ) se sobrecarga para designar la entrada de flujo y se co noce como el operador de extracción de flujo. • El objeto c i n de i a t r a a m está enlazado al dispositivo estándar de entrada, que por lo general es el teclado. • El objeto c o u t de o a t r a a m está enlazado al dispositivo estándar de salida, que por lo general es la pantalla. • El objeto c a r r de o a t r e a m está enlazado al dispositivo estándar de error. Las operaciones de salida con c e r r se realizan sin búfer; cada inserción en c a r r aparece inmediatamente. • El compilador de C++ determina los tipos de datos automáticamente para la entrada y la salida. • Las direcciones se muestran en formato hexadecimal de manera predeterminada. • Para imprimir la dirección en una variable de apuntador, se convierte el apuntador a v o i d *. • La función miembro p u t imprime un carácter. Las llamadas a p u t pueden hacerse en cascada. • La entrada de flujo se lleva a cabo con el operador de extracción de flujo >>. Este operador omite automáti camente los caracteres de espacio en blanco en el flujo de entrada. • El operador >> devuelve f a l a e al encontrarse el fin de archivo en un flujo. • La extracción de flujo ocasiona que se active el bit f a i l b i t para las operaciones de entrada incorrectas y d bit b a d b i t si falla la operación. • Puede introducirse una serie de valores mediante la operación de extracción de flujo en el encabezado de un ciclo w h i l e . l a extracción devuelve 0 al encontrarse con la señal de fin de archivo. • l a función miembro g a t sin argumentos introduce un carácter y devuelve ese carácter; se devuelve se llega al fin de archivo en el flujo.

EOF

si

• La función miembro g a t con un argumento de tipo referencia a c h a r introduce un carácter. Se devuelve E O F al llegar al fin de archivo; en caso contrario se devuelve el objeto i a t r a a m para el que se está invocan do a la función miembro g a t . • La función miembro g a t con tres argumentos: un arreglo de caracteres, un límite de tamaño y un delimitaebr (con el valor predeterminado de nueva línea), lee caracteres del flujo de entrada hasta un máximo de ca


770


Capítulo 12

racteres igual al límite -1 y termina, o termina al leer el delimitador. La cadena de entrada se termina con un carácter nulo. El delimitador no se coloca en el arreglo de caracteres, pero permanece en el flujo de entrada.

• La función miembro getline opera en forma similar a la función miembro get con tres argumentos. La función getline quita el delimitador del flujo de entrada, pero no lo guarda en la cadena. • La función miembro ignore omite el número especificado de caracteres (el predeterminado es 1) en el flu jo de entrada; termina si se encuentra el delimitador especificado (el delimitador predeterminado es EOF).

• La función miembro putback coloca el carácter anterior obtenido de un flujo mediante un get de vuelta en ese mismo flujo. • La función miembro p e e k devuelve el siguiente carácter de un flujo de entrada, pero no lo extrae (quita) del flujo. • C++ ofrece la E/S con seguridad de tipos. Si se procesan datos inesperados por los operadores < < y » se activan varios bits de error, que el usuario puede evaluar para determinar si una operación de E/S tuvo éxito o fracasó.

• La E/S sin formato se realiza mediante las funciones miembro read y writ e. Éstas introducen o imprimen cierto número de bytcs hacia o desde la memoria, empezando en una dirección de memoria designada. Se in troducen o imprimen como bytcs puros sin formato.

• La función miembro gcount devuelve el número de caracteres introducidos por la operación read anterior en ese flujo.

• La función miembro read introduce un número especificado de caracteres en un arreglo de caracteres. El bit failbit se activa si se leen menos caracteres del número especificado. • Para cambiar la base en la que se muestran los enteros, se utiliza d manipulador h e x para establecer la ba se en hexadecimal (base 16) u oct para establecer la base en octal (base 8). El manipulador dec se utiliza para restablecer la base en decimal. La base permanece sin cambio hasta que se modifica en forma explícita.

• El manipulador de flujo parametrizado setbase también establece la base para mostrar enteros, setbase toma un argumento tipo entero de 10, 8 o 16 para establecer la base. • 1.a precisión de los números de punto flotante puede controlarse mediante el manipulador de flujo setpre cisión o la función miembro precisión. Ambos establecen la precisión para todas las operaciones sub secuentes de salida hasta la siguiente llamada para establecer la precisión. La función miembro precisión sin argumento devuelve d valor actual de la precisión.

• Los manipuladores parametrizados requieren la inclusión dd archivo de encabezado . • 1.a función miembro width establece la anchura de los campos y devuelve la anchura anterior. Los valores que sean menores que el ancho del campo se rellenan con caracteres de rdleno. 1.a configuradón de anchu ra del campo se aplica sólo para la siguiente inserción o extracción; el ancho dd campo se establece en 0 ¡mplídtamente (los valores subsecuentes se imprimirán con la longitud necesaria). Los valores que sean más anchos que un campo se imprimirán en su totalidad. La función width sin argumentas devuelve la configu ración de anchura actual. FJ manipulador setw también establece la anchura.

• Para operadones de entrada, el manipulador de flujo setw establece un tamaño máximo de cadena; si se intn> ducc una cadena mayor. la línea más larga se divide en piezas con un largo menor que el tamaño designado. • Los programadores pueden crear sus propios manipuladores de flujo.

• El manipulador de flujo showpoint obliga a que se imprima un número de punto flotante oon un punto dedmal y con el número de dígitos significativos espedficado por la predsión.

• Ix)s manipuladores de flujo left y right ocasionan que los campos se justifiquen a la izquierda con ca racteres de relleno a la derecha, o que se justifiquen a la derecha con caracteres de relleno a la izquierda.

• El manipulador de flujo intemal indica que el signo de un número (o la base cuando se utiliza el manipu lador de flujo showbase) debe alinearse a la izquierda dentro de un campo, su magnitud debe alinearse a la derecha y los espacios intermedios deben rellenarse con el carácter de relleno.

• La función miembro f i 11 especifica el carácter de relleno a utilizar con los manipuladores de flujo left. right e internal (el carácter predeterminado es el espacio); se devuelve el carácter de relleno anterior. FJ manipulador de flujo setfill también establece el carácter de relleno.



Capitulo 12

771

• Los manipuladores de flujo o c t , h e x y d o c especifican que los enteros deben tratarse como valores ocíales, hex adecimal es o decimales, respectivamente. La opción predetenninada para imprimir enteros es decimal si no se activa ninguno de estos bits; las extracciones de flujo procesan los datos en la forma en que éstos se su ministran. • El manipulador de flujo sh o w b a a e obliga a que se imprima la base de un valor integral. • El manipulador de flujo s c i a n t i f i c se utiliza para imprimir un número de punto flotante en formato cientí fico. El manipulador de flujo f i x e d se utiliza para imprimir un número de punto flotante con la precisión es pecificada por la función miembro p r e c i s i ó n . • El manipulador de flujo u p p e r c a s e obliga a que se imprima una X o E mayúscula con enteros hexadecimalcs o con valores de punto flotante en notación científica, respectivamente. Al activarse, u p p e r c a s e oca siona que todas las letras en un valor hex adecimal sean mayúsculas. • l a función miembro f l a g s sin argumento devuelve el valor l o n g de la configuración actual del estado del formato. La función miembro f l a g s con un argumento l o n g establece el estado del formato especificado por el argumento. • El estado de un flujo puede evaluarse mediante los bits en la clase i o s _ b a s e . • El bit a o f b i t se activa para un flujo de entrada después de encontrar el fin de archivo durante una opera ción de entrada. La función miembro s o f reporta si el bit s o f b i t se ha activado o no. • El bit f a i l b i t se activa para un flujo cuando ocurre un error de formato en el flujo. La función miembro f a i l reporta si ha fallado o no una operación de flujo; por lo general es posible recuperarse de dichos errores. • El bit b a d b i t se activa para un flujo cuando ocurre un error que provoca la pérdida de datos. La función miembro b a d reporta si falló o no dicha operación de flujo. Estas fallas graves por lo general son irrecu perables. • La función miembro g o o d devuelve t r u a si las funciones b a d . f a i l y a o f devuelven f a l a a . Las ope raciones de E/S deben realizarse sólo en flujos “buenos". • La función miembro r d s t a t a devuelve el estado de error del flujo. • La función miembro c l e a r se utiliza para restaurar el estado de un flujo a "bueno.” de forma que la E/S pueda proceder en ese flujo. • C++ cuenta con la función miembro t i a para sincronizar las operaciones con i o s t r a a m y o s t r e a m de manera que se asegure que las salidas aparezcan después de las entradas subsecuentes.

TERMINOLOGÍA 0 a la izquierda (octal) Ox o OX a la izquierda (hexadecimal) alineación a la derecha alineación a la izquierda ancho de campo archivo de encabezado

badbit carácter de relleno carácter de relleno predeterminado (espacio) caracteres de espacio en blanco

carr cin clase ios_basa clog

cout E/S con formato E/S con seguridad de tipos E/S de alto nivel E/S de bajo nivel E/S sin formato entrada de flujo

aofbit estados de formato

failbit fin de archivo flujo definidos por el programador flujo predefinidos

fmtflaga


772


manipulador de flujo nouppercase

formato en memoria

Fstream función función función fundón función función fundón fundón fundón fundón fundón fundón

manipulador de flujo oct

miembro bad de baai.c_.ios miembro claar de basic_ios miembro aof de baaic_ios miembro fail de basic_ioa miembro fill de basic_ios miembro flags de ios base miembro gcount de basic_istream miembro get de baaic_iatream miembro gatline de baaic_istream miembro good de baaic_ioa miembro ignore de basic_istream miembro operator void * de baai-

c_ios fundón fundón fundón función fundón fundón función fundón función

miembro operator 1 de basic_ioa miembro paek de baaic_istream miembro precisión de ios_base miembro put de basic_ostream miembro putback de basic_istream miembro rdstate de basic_ios miembro read de basic_istream miembro tie de basic_ios miembro write de basic_ostream

i£stream iostreara istream manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador manipulador

Capflulo 12

manipulador de flujo parame! riza do manipulador de flujo right manipulador de flujo scientif ic manipulador de flujo setbase manipulador de flujo setf ill manipulador de flujo setprecision manipulador de flujo setw manipulador de flujo showb&se manipulador de flujo showpoint manipulador de flujo showpos manipulador de flujo skipws manipulador de flujo uppercase manipulador de flujo width

ofstream operador de extracción de flujo (>>) operador de inserción de flujo (<<)

ostream plantilla de clase basic_f stream plantilla de clase basic.if stream plantilla de clase basic_ios

de de de de de de de de de de de de

flujo flujo flujo flujo flujo flujo flujo flujo flujo flujo flujo flujo

plantilla de clase basic_iostream

boolalpha dec t ixed hex internal left noboolalpha noshowbase noshowpoint noshowpos noskipws

plantilla de clase basic_istream plantilla de clase basic_of stream plantilla de clase basic_ostream precisión predeterminada relleno salida con búfer salida de flujo salida sin búfer

typedef


Responda a cada una de las siguientes declaraciones: a) La entrada/salida en C++ ocurre en forma d e ___________de bytes. b) Los manipuladores de flujo que dan formato a la alineación son ___________, __________ y c)

La función m iem bro___________puede utilizarse para establecer y restablecer el estado del for mato. d) I-a mayoría de los programas en C++ deben incluir el archivo de encabezado___________que con tiene las declaraciones requeridas para todas las operaciones de E/S de flujo. e) Al utilizar manipuladores parametrizados, debe incluirse el archivo de encabezado___________.



Capitulo 12

773

f)

El archivo de encabezado___________contiene las declaraciones requeridas para el procesamien to de archivos controlado por el usuario. g) La función m iem bro___________de oatrtam se utiliza para realizar operaciones de salida sin formato. h) ___________sopona las operaciones de entrada. i) Las salidas al flujo de error estándar se dirigen ya sea al objeto de flu jo ________ o a _________ . j) ___________soporta las operaciones de salida. k) El símbolo para el operador de inserción de flujo e s __________. l) Los cuatro objetos que corresponden a los dispositivos estándar en el sistema s o n ___________ , ----------------- • ----------------- y ------------------ •

m) El símbolo para el operador de extracción de flujo e s ___________. n) Los manipuladores de flu jo ___________, ___________ y ___________ especifican que los enteros deben mostrarse en formatos octal. hexadecimal y decimal, respectivamente. o) Al utilizarse, el manipulador de flu jo___________ocasiona que los números positivos se muestren con un signo positivo. 12.2

Conteste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser falso, expli que por qué. a) La función miembro de flujo flags con un argumento long establece la variable de estado flags al valor de su argumento y devuelve su valor anterior. b) El operador de inserción de flujo << y el operador de extracción de flujo >> están sobrecargados pora manejar todos los tipos de datos estándar, incluyendo cadenas y direcciones de memoria (in serción de flujo solamente), y todos los tipos de dalos definidos por el programador. c) 1.a función miembro de flujo flags sin argumentos restablece el estado del formato del flujo. d) El operador de extracción de flujo >> puede sobrecargarse con una fundón de operador que tome una referenda a istream y una referenda a un tipo definido por el programador como argumen tos y devuelva una referenda a istream. e) El operador de inserdón de flujo << puede sobrecargarse con una fundón de operador que tome una referenda a istream y una referenda a un tipo definido por el programador como argumen tos y devuelva una referencia a istream 0 Las operadones de entrada con d operador de extraedón de flujo >> siempre omiten los caracte res de espado en blanco a la izquierda en el flujo de entrada, de manera predeterminada. g) I-a fundón miembro de flujo rdstate devuelve el estado actual del flujo. h) El flujo cout por lo general está conedado a la pantalla. i) La función miembro de flujo good devuelve trus si las fundones miembro bad. fail y sof devuelven todas falsa. j) El flujo cin por lo general está conectado con la pantalla. k) Si ocurre un error irrecuperable durante una operación de flujo, la función miembro bad devolve rá trus. l) La salida a csrr es sin búfer y la salida a clog es con búfer. m) El manipulador de flujo showpoint obliga a que los valores de punto flotante se impriman con los seis dígitos predeterminados de predsión. a menos que el valor de precisión haya cambiado, en cuyo caso los valores de punto flotante se imprimirán con la precisión especificada. n) I-a función miembro put de ostream imprime el número espedficado de caracteres. o) Los manipuladores de flujo dec, oct y hex afectan sólo a la siguiente operación de salida con enteros. p) De manera predeterminada, las direcciones de memoria se muestran como enteros long.

12.3

Para cada uno de los siguientes enunciados, escriba una sola instrucción que realice la tarea indicada. a) Imprimir la cadena "Escriba su nombra:". b) Utilizar un manipulador de flujo que ocasione que el exponente en la notación científica y las le tras en los valores hexadecimal es se impriman en letras mayúsculas.


774


Capflulo 12

c) Imprimir la dirección de la variable miCadena de tipo ch&r *. d) Utilizar un manipulador de flujo para asegurar que los valores de punto flotante se impriman en no tación científica. e) Mostrar la dirección en la variable enteroPtr de tipo int *. 0 Utilizar un manipulador de flujo que, al imprimir valores enteros, haga que se muestre la base en tera para los valores ocíales y hexadccimales. g) Mostrar el valor al que apunta f loatPtr de tipo float *. h) Utilizar una función miembro de flujo para establecer el carácter de relleno com o * * ' para mos trarlo en campos con un ancho mayor al de los valores que se vayan a imprimir. Escriba una ins trucción por separado para hacer esto con un manipulador de flujo. i) Mostrar los caracteres 'O' y 'K' en una instrucción con la función put de oetream. j) Obtener el valor del siguiente carácter en el flujo de entrada sin extraerlo del flujo. k) Introducir un solo carácter a la variable ch&rValor de tipo ch&r. utilizando la función miem bro get de ietream en dos formas distintas. l) Introducir y descartar los siguientes seis caracteres en el flujo de entrada. m) Utilizar la función miembro re&d de istream para introducir 50 caracteres en el arreglo linea tipo ch&r. n) Leer 10 caracteres en el arreglo de caracteres nombre. Dejar de leer caracteres si se encuentra el delimitador ' . •. No quitar el delimitador del flujo de entrada. Escribir otra instrucción que reali ce esta tarea y quite el delimitador de la entrada. o) Utilizar la función miembro gcount de istream para determinar el número de caracteres a intro ducir en el arreglo de caracteres linea mediante la última llamada a la función miembro re&d de istream y mostrar ese número de caracteres mediante la función miembro write de ostream p) Mostrar los siguientes valores: 124.18.376. 'Z'. 1000000 y "Cadena». q) Imprimir la configuración de precisión actual, utilizando una función miembro del objeto cout. r) Introducir un valor entero en la variable tipo int llamada meses y un valor de punto flotante en la variable tipo float llamada tas&Porcentaje. s) Imprimir 1.92.1.925 y 1.9258 separados por fabuladores y con 3 dígitos de precisión, tailizando un manipulador. t) Imprimir el entero 100 en octal, hcxadccimal y decimal mediante el uso de manipuladores de flujo. u) Imprimir el entero 100 en decimal, octal y hcxadccimal mediante el uso de un manipulador de flu jo para cambiar la base. v) Imprimir 1234 alineado a la izquierda en un campo de 10 dígitos. w) Leer caracteres en el arreglo de caracteres linsa hasta que se encuentre el carácter ' z • . con un límite máximo de 20 caracteres (incluyendo un carácter nulo de terminación). N o extraiga el ca rácter delimitador del flujo. x) Usar las variables enteras x e y para especificar la anchura de campo y la precisión utilizadas pa ra mostrar el valor tipo doubla 87.4573. mostrando también el valor. 1 2 .4

Identifique el error en cada una de las siguientes instrucciones y explique cóm o corregirlo. a) cout << "El valor de x < - y es: " << x <■ y ; b) La siguiente instrucción debe imprimir el valor entero de ' c '. c)

1 2 .5

cout << %c'; cout << "*üna cadena encerrada entre comillas"*;

Para cada una de las siguientes instrucciones, muestre la salida producida. a) cout << "12345" << endl;

cout.width( 5 ); cout.f111( ); cout << 123 << endl << 123; b) cout << aetw( 10 ) << setfilM ' $ ' ) << 10000; c) cout << setw( 8 ) << eetpreclsion( 3 ) << 1024.987 654; d) cout << showbase << oct << 99 << endl << hex << 99;


Capitulo 12

e)

0


775

cout « 100000 << endl << showpos << 100000; cout << setw{ 10 ) << setpracision( 2 ) << « scientific << 444.93738;

RESPUESTAS A LOS EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN

12.1

a) flujo, b) le£t. right e internal. c) flaga. d) . c) . 0 . g) write. h) iatream. i) cerr o clog. j) ostream. k) <<. 1) cin, cout. cerr y clog. m) >>. n) oct. hax y dac. o) showpos.

12.2

a) Verdadero, b) Falso. I-os operadores de inserción de flujo y de extracción de flujo no se sobrecargan para todos los tipos definidos por el programador. Éste, al programar una clase, debe proporcionar espe cíficamente las funciones de operador sobrecargado para sobrecargar los operadores de flujo y así poder utilizarlos con cada tipo definido por el programador, c) Falso. La función miembro de flujo flags sin argumentos devuelve el valor actual de la variable de estado de flaga. d) Verdadero, e) Falso. Para sobrecargar el operador de inserción de flujo <<. la función de operador sobrecargado debe tomar una referencia a ostream y una referencia a un tipo definido por el programador como argumentos, y devolver una referencia a oatraam. 0 Verdadero, g) Verdadero, h) Verdadero, i) Verdadero, j) Falso. El flujo cin está conectado a la entrada estándar de la computadora, que por lo general es el te clado. k) Verdadero. 1) Verdadero, m) Verdadero, n) Falso. La función miembro put de oatraam muestra su argumento de un solo carácter, o) Falso. Los manipuladores de flujo dac. oct y hax esta blecen el estado del formato de salida para los enteros en la base especificada hasta que ésta se cambia de nuevo o cuando el programa termina, p) Falso. Las direcciones de memoria se muestran en forma to hexadecimal de manera predeterminada. Para mostrar las direcciones como enteros tipo long. la dirección debe convertirse a un valor long.

12.3

a) b) c) d)

e) 0 g)

h) i) j) k)

l) m)

n) o) p) q) r) s) t)

u) v)

w) x)

cout << "Escriba su nombra: * ; cout << uppercase; cout << static_cast< void # >(miCadana); cout << scisntific; cout << antaroPtr; cout << showbase; cout << *£loatPtr; cout.fill( ); cout << setfillí ' * ' ); cout.put ( 'O' ).put( 'K' ); cin.peekO; c - cin.gat(); cin.gat( c ); cin.ignora( 6 ); cin.raadí linea, 50 ) ; cin.gat( nombra, 10, ); cin.gatlina( nombra, 10, ); cout.write( linaa, cin.gcountí) ) ; cout << 124 << 18.376 << 'Z' « 1000000 << "Cadana"; cout << cout.pracision() ; cin >> masas >> tasaPorcantaja; cout << setpracision ( 3 ) << 1.92 « *\ t • « 1.925 « »\t' « 1.9258; cout << oct << 100 << hax << 100 << dac << 100; cout << 100 << satbasaí 8 ) << 100 << satbasa( 16 ) << 100; cout << setw( 10 ) << 1234; cin.gat( linaa, 20, ); cout << satw( x ) << setpracision( y ) << 87.4573;


776

12.4


Capflulo 12

a) Error: La precedencia del operador << es mayor que la precedencia de <-. lo que ocasiona que la instrucción se evalúe incorrectamente y también produce un error de compilación. Corrección: Para corregir la instrucción, coloque paréntesis alrededor de la expresión x < - y . Es te problema ocurrirá con cualquier expresión que utilice operadores de menor precedencia que el operador << si la expresión no se coloca entre paréntesis. b) Error: En C++ los caracteres no se tratan como enteros pequeños, como en C. Corrección: Para imprimir el valor numérico de un carácter en el conjunto de caracteres de la compu tadora, éste debe convertirse a un valor entero, como en el siguiente ejemplo:

cout << static_caat< int >{ 'c ' ); c)

Error: Los caracteres de comillas no pueden imprimirse en una cadena a menos que se utilice una secuencia de escape. Corrección: Imprimir la cadena en una de las siguientes formas: << "Una cadena encerrada entre comillas' << cout <<

cout << *\" Una cadena encerrada entre comí1la»X""; 12.5

12345 **123 123 b) $$$$$10000 c) 1024.988 d) 0145 0x63 a)

e)

100000 +100000

0

4.4 5e+02

EJERCICIOS 12.6

Escriba una instrucción para cada uno de los siguientes enunciados: a) Imprimir el entero 40000 alineado a la izquierda en un campo de 15 dígitos. Leer una cadena en una variable tipo arreglo de caracteres de nombre estado. Imprimir 200 con y sin signo. Imprimir el valor decimal 1 0 0 en forma hexadecimal, precedido por Ox. Leer caracteres en el arreglo charArreglo hasta encontrar el carácter 'p', con un límite máxi mo de 10 caracteres (incluyendo el carácter nulo de terminación). Extraer el delimitador del flujo de entrada y descartarlo. 0 Imprimir 1.234 en un campo de 9 dígitos con ceros a la izquierda. g) Leer una cadena de la forma "caracteres" de la entrada estándar. Guardar la cadena en un arre glo de caracteres llamado charArreglo. Eliminar las comillas del flujo de entrada. Leer un má ximo de 50 caracteres (incluyendo el carácter nulo de terminación).

12.7

Escriba un programa para evaluar la introducción de valores enteros en los formatos decimal, octal y hexadecimal. Muestre cada entero leído por el programa en los tres formatos. Pruebe el programa con los siguientes datos de entrada: 10, 010. 0x10.

12.8

Escriba un programa que imprima valores de apuntadores, utilizando conversiones a todos los tipos de datos enteros. ¿Cuáles imprimen valores extraños? ¿Cuáles producen errores?

12.9

Escriba un programa para evaluar los resultados de imprimir el valor entero 12345 y el valor de pun to flotante 1.2345 en campos de varios tamaños. ¿Qué ocurre cuando los valores se imprimen en cam pos que contengan menos dígitos que los valores?

12.10 Escriba un programa que imprima el valor 100.453627 redondeado al dígito, décimo, oentésimo, mi lésimo y diezmilésimo más cercanos.



Capitulo 12

777

12.11 Escriba un programa que introduzca una cadena desde el teclado y determine la longitud de la misma. Imprima la cadena en una longitud que sea igual al doble del ancho del campo.

12.12 Escriba un programa que convierta temperaturas Fahrenheit enteras de 0 a 212 grados, en temperatu ras Celsius de punto flotante con 3 dígitos de precisión. Utilice la fórmula:

calsiua - 5 . 0 / 9 . 0

* ( fahrenheit - 32 );

para realizar el cálculo. La salida debe imprimirse en dos columnas alineadas a la derecha y las tempera turas Celsius deben ir precedidas por un signo tanto para los valores positivos como para los negativos. 12.13 En algunos lenguajes de programación, las cadenas se escriben rodeadas ya sea por comillas sencillas o dobles. Escriba un programa que lea las tres cadenas suzy. " «uzy* y ' suzy'. ¿Se ignoran las co millas sencillas y dobles, o se leen como parte de la cadena?

12.14 En la figura 8.3, los operadores de extracción de flujo y de inserción de flujo se sobrecargaron para la entrada y salida con objetos de la clase NumaroTalaf onico. Modifique el operador de extracción de flujo para llevar a cabo la siguiente comprobación de errores en la entrada. La función oparator>> tendrá que reimple mentarse. a) Introducir todo el número telefónico en un arreglo. Verificar que se haya introducido el número apropiado de caracteres. Debe haber un total de 14 caracteres leídos para un número telefónico de la forma (8 0 0 ) 5 5 5 -1 2 1 2 . Use la función miembro claar de lo«_baaa para activar el bit failbit en caso de una entrada incorrecta. b) El código de área y de central telefónica no empiezan con 0 o 1. Evalúe el primer dígito de las porciones correspondientes al código de área y la central telefónica para asegurarse que ninguna empiece con 0 o con 1. Use la función miembro claar de ioa_baaa para activar el bit £ailbit en caso de una entrada incorrecta. c) El dígito de enmedio de un código de área solía estar limitado a 0 o 1 (aunque esto ha cambiado recientemente). Compruebe que el dígito de enmedio sea 0 o 1. Utilice la función miembro claar de ios_baaa para activar el bit failbit en caso de una entrada incorrecta Si ninguna de las operaciones anteriores provoca que se active el bit failbit debido a una entrada incorrecta co pie las tres partes del número telefónico en los miembros codigoAraa. cantralTalafoni ca y linaa del objeto NumaroTalafonico. En el programa principal, si failbit se activa en la entrada, haga que el programa imprima un mensaje de error y termine en vez de imprimir el número telefónico. 12.15 Escriba un programa que logre cada una de las siguientes acciones: a) Crear una clase definida por el programador llamada Punto que contenga los miembros de datos enteros privados xCoordanada y yeoordenada, y que declare las funciones de operador so brecargado de inserción de flujo y de extracción de flujo como amigas de la clase mediante la pa labra reservada friend b) Definir las funciones de operador de inserción de flujo y de extracción de flujo. La función del ope rador de extracción de flujo debe determinar si los datos introducidos son válidos y, en caso de que no lo sean, debe activar el bit failbit para indicar una entrada incorrecta. El operador de inser ción de flujo no debe poder mostrar el punto después de que haya ocurrido un error de entrada. c) Escribir una función main que evalúe la entrada y la salida de la clase Punto definida por el pro gramador. utilizando los operadores de extracción de flujo y de inserción de flujo sobrecargados. 12.16 Escriba un programa que realice cada una de las siguientes acciones: a) Crear una clase Compla jo definida por el programador que contenga los miembros de dalos enteros privados raal e imaginario y que declare las funciones de operador sobrecargado de inserción de flujo y de extracción de flujo como amigas de la clase mediante la palabra clave friand. b) Definir las funciones de operador de inserción de flujo y de extracción de flujo. La función del ope rador de extracción de flujo debe determinar si los datos introducidos son válidos y, en caso de que no lo sean, debe activar el bit failbit para indicar una entrada incorrecta. La entrada debe ser de la forma:

3 ♦ 81


778


Capítulo 12

c)

Los valores pueden ser negalivos o positivos y es posible que uno de los dos valores no se propor cione. Si no se proporciona un valor, el miembro de datos apropiado debe establecerse como 0. El operador de inserción de flujo no debe poder mostrar el punto si ocurre un error de entrada. El for mato de salida debe ser idéntico al formato de entrada mostrado anteriormente. Para valores ima ginarios negativos debe imprimirse un signo negativo en lugar de uno positivo. d) Escribir una función main que evalúe la entrada y la salida de la clase Compla jo definida por el programador, utilizando los operadores de extracción de flujo y de inserción de flujo sobrecargados.

12.17 Escriba un programa que utilice una estructura for para imprimir una tabla de valores ASCII para los caracteres en el conjunto de caracteres ASCII del 33 al 1 2 6 . El programa debe imprimir el valor deci mal, octal, hexadecimal y de carácter para cada uno de los caracteres. Use los manipuladores de flujo dac. oct y hax pora imprimir los valores enteros.

12.18 Escriba un programa para mostrar que la función miembro gatlina y la función miembro gat de tres argumentos, que pertenecen a ietraam. terminan la cadena de entrada con un carácter nulo deter minación de cadena. Además, demuestre que gat deja el carácter delimitador en el flujo de entrada, mientras que gatlina extrae el carácter delimitador y lo descarta. ¿Qué ocurre con los caracteres no leídos en el flujo?


13 Manejo de excepciones

Objetivos • U tiliz a r

try. throw y catch

p a r a d e te c ta r , in d ic a r

y m a n e ja r e x c e p c io n e s , r e s p e c tiv a m e n te . • P r o c e s a r e x c e p c io n e s n o a tra p a d a s c in e s p e r a d a s .

new. auto_ptr p a ra

• M a n e ja r f a lla s d e • U tiliz a r

e v i ta r fu g a s d e m e m o ria .

• C o m p r e n d e r la je r a r q u í a d e e x c e p c io n e s e s tá n d a r.

N un ca olvido un rostro, pero en su caso haré una excepción. G r o u c h o ( J u liu s H c n ry ) M a rx

N o hay regla q u e sea tan general corno p ara no a dm itir una excepción. R o b e rt B u rto n

Es cuestión de sentido com ún tom ar un m étodo y probarlo. S i fa lla , adm ítalo fra n ca m ente y p ru e b e otro. Pero lo im portante es p ro b a r algo. F ra n k lin D c la n o R o o s c v c lt

¡O h! Arroja la p e o r p a rte de ello, y vive en fo rm a m ás p u ra con la otra m itad. W illia m S h a k e s p e a re

S i están corriendo y no saben hacia dónde se dirigen tengo que sa lir de a lg u n a p a rte y atraparlos. J c r o m c D a v id S a lin g e r

A m enudo, la excusa de una fa lta hace q u e ésta sea a ún p e o r debido a la excusa. W illia m S h a k e s p e a re

E rrar es humano, perd o n a r e s divino. A le x a n d c r P o p e


780


Capftulo 13

Plan general 13.1 13.2 13.3 134 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 13.10 13.11 13.12 13.13

Introducción Generalidades acerca del manejo de excepciones Otras técnicas para el manejo de errores Ejemplo simple del manejo de excepciones: dividir entre cero Volver a lanzar una excepción Especificaciones de excepciones Procesamiento de excepciones inesperadas Limpieza de la pfla Constructores, destructores y manejo de excepciones Excepciones y herencia Procesamiento de fallas con new La clase a u t o _ p t r y la asignación dinámica de memoria Jerarquía de excepciones de la biblioteca estándar

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a ¡os ejercicios de a utoevaluación • Ejercicios

13.1 Introducción E n e s te c a p ítu lo a n a liz a r e m o s e l

manejo de excepciones.

U na

excepción e s

la in d ic a c ió n d e u n p r o

b le m a q u e o c u r r e d u r a n te la e je c u c ió n d e u n p r o g ra m a . E l n o m b r e “e x c e p c ió n ” p ro v ie n e d e l h e c h o d e q u e , a u n q u e p u e d e o c u r r ir u n p r o b le m a , é s te o c u r r e c o n p o c a fre c u e n c ia ; si la “ re g la ” e s q u e u n a in s tr u c c ió n p o r lo g e n e ra l s e e je c u ta c o r r e c ta m e n te , e n to n c e s la “ e x c e p c ió n a la r e g la ” e s c u a n d o o c u r r e u n p ro b le m a . E l m a n e jo d e e x c e p c io n e s p e r m ite a lo s p r o g ra m a d o r e s c r e a r a p lic a c io n e s q u e p u e d a n r e s o lv e r (o m a n e ja r ) la s e x c e p c io n e s . E n m u c h o s c a s o s , e l m a n e jo d e u n a e x c e p c ió n p e r m i t e q u e el p r o g r a m a c o n tin ú e s u e je c u c ió n c o m o s i n o s e h u b ie r a e n c o n tr a d o e l p ro b le m a . U n p r o b le m a m á s g ra v e p o d ría e v i ta r q u e u n p r o g ra m a c o n tin u a r a s u e je c u c ió n n o rm a l e n v e z d e r e q u e rir al p r o g ra m a q u e n o tif iq u e a l u s u a r io s o b r e e l p r o b le m a a n te s d e te rm in a r d e u n a m a n e r a c o n tro la d a . L a s c a r a c te r ís tic a s q u e se p re s e n ta n e n e s te c a p ítu lo p e rm ite n a lo s p r o g ra m a d o r e s e s c r ib ir

mas tolerantes a fallas y

progra

ro b u s to s . E l e s tilo y lo s d e ta lle s s o b r e e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s e n C + + se

b a s a n , e n p a r te , e n e l tr a b a jo q u e A n d re w K o e n ig y B ja m e S tro u s tru p p r e s e n ta r o n e n s u a rtíc u lo “ E x c c p tio n H a n d lin g f b r C + + ( v e r s ió n r e v is a d a )” .1 E l c a p ítu lo e m p ie z a c o n u n p a n o r a m a g e n e ra l d e lo s c o n c e p to s re la c io n a d o s c o n e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s , y p o s te rio rm e n te d e m u e s tr a n la s té c n ic a s b á s ic a s p a r a e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s . E x p o n d re m o s e s ta s té c n ic a s m e d ia n te u n e je m p lo q u e d e m u e s tra c ó m o m a n e ja r u n a e x c e p c ió n q u e o c u r r e c u a n d o u n a f u n c ió n in te n ta re a liz a r u n a d iv is ió n e n t r e c e ro . D e s p u é s h a b la r e m o s s o b r e c u e s tio n e s a d ic io n a le s r e la c io n a d a s c o n e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s , c o m o la f o rm a d e m a n e ja r e x c e p c io n e s q u e o c u r r e n e n u n c o n s tr u c to r o e n u n d e s tr u c to r y c ó m o m a n e ja r e x c e p c io n e s q u e o c u r r e n s i e l o p e r a d o r new n o a s ig n a m e m o r ia p a r a u n o b je to . C o n c lu ir e m o s e l c a p ítu lo in tr o d u c ie n d o v a ria s c la s e s q u e la b ib lio te c a e s tá n d a r d e C + + p r o p o r c io n a p a r a e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s .

1. Koenig. A. y B. Stroustrup. "Exception Handling for C++ (versión revisada)”. Pmceedings o f the Usenix C+ + Conference, pp. 149-176, San Francisco, Abril de 1990.



Capitulo 13

781

13.2 Generalidades acerca del manejo de excepciones La lógica d e un programa evalúa frecuentem ente co n d icio n es que determ inan la manera en que pro ce d e su ejecu ción . C onsidere e l sigu ien te p scudocódigo:

L leva r a cabo una tarea S i la tarea a n terio r n o se ejecutó correctam ente L levar a ca b o el procesam iento d el error R ealizar siguiente tarea S i la tarea a n terio r n o se ejecutó correctam ente Llevara cabo el p rocesam iento d e l error En este p seu d ocód igo em p ezam os realizando una tarea. L u ego verificam os si esa tarea s e ejecu tó correctam ente o no. Si no lo h izo , llevam os a cab o el procesam iento del error. En c a so contrario, v o lv e m o s a em p ezar todo e l p roceso y con tin u a m o s con la sig u ien te tarea. A un qu e esta form a d e manejar errores funciona, al entrem ezclar la ló g ica del programa con la ló g ica para manejar errores, el programa puede ser m ás d ifícil de leer, m odificar, m antener y depurar, esp ecialm en te en aplica cio n es extensas. D e h ech o, si m uchos d e lo s problem as potenciales ocurren con poca frecuencia, al entrem ezclar la lógica del programa con la ló g ica para manejar errores se puede degradar el rendi m iento d el program a, ya que éste d eb e evaluar la ló g ica de m anejo d e errores para determinar si la sigu ien te tarca p uede realizarse o no. El m anejo de excep cio n es permite al programador quitar el c ó d ig o para manejar errores d e la “línea principal” de ejecu ción del programa, lo cual m ejora su claridad y aum enta su capacidad de m odificación. L os program adores pueden d ecidir manejar cualquier ex cep ció n que elijan: todas las excep cio n es en general, todas las e x c ep cio n e s de cierto tipo o todas las e x c ep cio n e s de un grupo de tipos relacionados (por ejem p lo, lo s tipos de ex c ep cio n e s que pertenecen a una jerarquía d e heren cia). D icha flexibilidad reduce la probabilidad de que se pasen por alto lo s errores y por co n secu en cia h ace que el programa sea más robusto.

Tip de prueba y depuración 13.1 F2 manejo de excepciones ayuda a mejorar la tolerancia de un programa a las fallas. Cuando es fácil escribir código para procesar errores, es más probable que los programadores lo utilicen.

Observación de ingeniería de software 13.1 Evite el uso del manejo de excepciones para tratar con los errores potenciales en elflujo de control con vencional. El proceso para manejar un mayor número de casos de excepciones puede ser incómodo y los programas con un mayor número de casos de excepciones pueden ser difíciles de leer y de mantener. El m anejo de excep cio n es está diseñado para procesar errores sincrónicos, que ocurren al e je cutarse una instrucción. E jem plos com u n es d e esto s errores son los subíndices de arreglos fuera de rango, el desbordam iento aritm ético (e s decir, un valor fuera del rango reprcscntablc d e valores), la d ivisión entre cero, lo s parám etros inválidos de función y la asign ación fallida de m em oria (debid o a la falta d e ésta). El m anejo d e ex c ep cio n e s n o está diseñado para procesar lo s errores aso cia d o s con eventos asincronos (por ejem p lo, com pletar la E/S de d isco , llegada de m ensajes d e red. c lics d el ra tón y p u lsacion es d e teclas), q u e ocurren en paralelo co n , y en forma independiente de, el flujo de control del programa.

Buena práctica de programación 13.1 Por cuestión de claridad, evite el uso del manejo de excepciones para otros propósitos distintos del ma nejo de errores.


782


Capítulo 13

C o n le n g u a je s d e p ro g ra m a c ió n q u e n o s o p o r ta n e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s . lo s p ro g ra m a d o r e s a m e n u d o re tra s a n la e s c r itu r a d e c ó d i g o d e p r o c e s a m ie n to d e e r r o r e s o a lg u n a s v e c e s o lv id a n in c lu ir lo . E s to h a c e q u e lo s p r o d u c to s d e s o f tw a r e s e a n m e n o s ro b u s to s . C + + p e r m ite a l p r o g ra m a d o r tr a ta r c o n e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s fá c ilm e n te d e s d e e l c o m ie n z o d e un p ro y e c to . S in e m b a r g o , el p r o g r a m a d o r d e b e s e g u ir in c o r p o r a n d o u n a e s tr a te g ia p a r a e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s e n lo s p r o y e c to s d e s o ftw a re .

Observación de ingeniería de software 13.2 Trate de incorporar una estrategia para el manejo de excepciones en un sistema desde el comienzo del proceso de diseño. Puede ser difícil tratar de incluir un manejo de excepciones efectivo una vez que se haya implementado el sistema.

Observación de ingeniería de software 13.3 En el pasado, los programadores han utilizado muchas técnicas para implementar el código para pro cesar errores. El manejo de excepciones ofrece una sola técnica uniforme para el procesamiento de los errores. Esto ayuda a que cada uno de los programadores que trabajan en proyectos grandes compren da el código de procesamiento de errores de los otros. E l m e c a n is m o p a ra m a n e ja r e x c e p c io n e s e s ú til ta m b ié n p a ra p r o c e s a r p ro b le m a s q u e o c u rre n c u a n d o u n p ro g ra m a in te ra c tú a c o n e le m e n to s d e s o ftw a re ta le s c o m o Ju n c io n e s m ie m b ro , c o n s tru c to re s , d e s tru c to re s y c la se s. E n lu g a r d e m a n e ja r lo s p ro b le m a s in te rn a m e n te , d ic h o s e le m e n to s d e s o ftw a re a m e n u d o u tiliz a n e x c e p c io n e s p a ra n o tific a r a lo s p ro g ra m a s c u a n d o o c u rre n lo s p ro b le m a s . E s to p e r m ite a lo s p r o g ra m a d o re s im p le m e n ta r u n m a n e jo d e e rro re s p e r s o n a liz a d o p a ra c a d a a p lic a c ió n .

Tip de rendimiento 13.1 Cuando no ocurren excepciones, el código para manejo de excepciones afecta muy poco, si es que nada, al rendimiento del programa. Debido a esto, los programas que implementan el numejo de ex cepciones operan con mucha más eficiencia que los programas que entremezclan el código para ma nejo de excepciones con la lógica del programa.

Tip de rendimiento 13.2 El manejo de excepciones debe utilizarse sólo para los problemas que ocurran con poca frecuencia Como "regla empírica", si un problema ocurre cuando menos el 30% del tiempo al ejecutarse una ins trucción específica el programa debería evaluar el error en la línea de no ser así, la sobrecarga del manejo de excepciones hará que el programa se ejecute con más lentitud.

Observoción de ingeniería de software 13.4 Es más conveniente que las funciones con condiciones comunes de error devuelvan 0 o NULL (o cual quier otro valor apropiado) en lugar de lanzar excepciones. Un programa que llame a dicha función puede comprobar el valor de retorno para determinar si la llamada a la función tuw éxito o fracasó. L a s a p lic a c io n e s c o m p le ja s p o r lo g e n e ra l c o n s is te n d e c o m p o n e n te s p r e d e fin id o s d e s o f tw a r e y d e c o m p o n e n te s e s p e c ífic o s p a r a c a d a a p lic a c ió n q u e u tiliz a n a lo s c o m p o n e n te s p re d e fin id o s . C u a n d o u n c o m p o n e n te p r e d e fin id o s e to p a c o n u n p r o b le m a , e s c c o m p o n e n te n e c e s ita d e u n m e c a n is m o p a r a c o m u n ic a r e l p r o b le m a a l c o m p o n e n te e s p e c ífic o d e la a p lic a c ió n ; e l c o m p o n e n te p r e d e fin id o n o p u e d e s a b e r d e a n te m a n o c ó m o p r o c e s a c a d a a p lic a c ió n c ie r to p r o b le m a . E l m a n e jo d e e x c e p c io n e s s im p lific a la c o m b in a c ió n d e lo s c o m p o n e n te s d e s o ftw a re y e l h a c e r q u e tra b a je n e fe c tiv a m e n te e n c o n j u n to a l p e r m itir q u e lo s c o m p o n e n te s p r e d e f in id o s c o m u n iq u e n lo s p r o b le m a s a lo s c o m p o n e n t e s e s p e c íf ic o s d e c a d a a p lic a c ió n ; lo s q u e a su v e z p u e d e n p r o c e s a r lo s p r o b le m a s d e u n a m a n e r a q u e s e a e s p e c ífic a p a r a e s a a p lic a c ió n . E l m a n e jo d e e x c e p c io n e s e s tá d ir ig id o a s itu a c io n e s e n la s q u e la fu n c ió n q u e d e te c ta u n e r r o r e s in c a p a z d e e n c a r g a r s e d e l m is m o . D ic h a f u n c ió n b rá un

manejador de excepciones ( c ó d ig o

lanzxt una excepción.

N o h a y g a r a n tía d e q u e h a

q u e s e e je c u ta c u a n d o e l p r o g ra m a d e te c ta u n a e x c e p c ió n )



Capitulo 13

783

para procesar esa clase d e excep ción . Si ex iste, el manejador de ex c ep cio n e s atrapa y m aneja a esa excep ción . El resultado de una excepción no atrapada a m enudo produce e fe c to s adversos y podría terminar con la ejecu ción d el programa.

Error común de programación 13.1 Si se aborta un programa debido a una excepción no atrapada se podría dejar un recurso (como un flujo de archivo o un dispositivo de E/S) en un estado en el (fue los demás programas no puedan ad quirirlo. Esto se conoce como una "fuga de recursos C + + cuenta con b loques try para habilitar el m anejo de ex c ep cio n e s. Un b loqu e try co n siste de la palabra reservada try seguida por llaves ( { ) ) q u e definen un bloque de có d igo en el que pueden ocurrir excep cion es. E l bloque try encierra las instrucciones que podrían ocasionar ex cep cion es. D eb e haber por lo m en os un bloque catcb (tam bién co n o cid o co m o m anejador catcb ) inm edia tam ente d esp u és d el b loq u e try. Cada manejador catch esp ecifica entre paréntesis un parámetro de excep ción que representa el tipo de ex cep ció n que puede procesar e s e m anejador catch. Si un parámetro d e ex cep ció n in clu ye el nombre d e un parámetro, el m anejador catch puede utilizar e se nombre de parámetro para interactuar con un ob jeto d e ex cep ció n atrapada. El punto del programa en el que ocurre una excep ción (es decir, la ubicación en donde una fución detecta y lanza una ex cep ción ) se c o n o c e co m o el pu n to de lanzam iento. Si ocurre una ex cep ció n en un bloque try, este bloque expira (e s decir, termina inm ediatam ente) y el control del programa se transfiere al primer m anejador catch que vaya desp ués d e e s c b loq u e try. C + + utiliza el m odelo

de term inación del m anejo de excepciones , ya q u e el bloque try que encierra a una ex cep ció n lan zada expira inm ediatam ente al ocurrir esa ex cep ció n .2 A l igual q u e con cualquier otro b loqu e de có d ig o , cuando un bloque try termina las variables lo c a les definidas en el bloque quedan fuera de alcance. A continuación, el programa busca el primer manejador catch que pueda procesar el tipo d e excep ción q u e ha ocurrido. E l programa localiza el catch apropiado com parando el tip o de la ex cep ció n lanzada co n el tipo del parámetro de ex cep ció n d e cada catch hasta encontrar una coincidencia. Al encontrarla, el cód ig o con ten ido dentro d el m anejador catch concordante s e e je cuta. Cuando un manejador catch term ina su procesam iento, la s variables definidas dentro de e se manejador (incluyendo el parámetro d e catch) quedan fuera de alcance. C ualquier manejador catch restante que corresponda al bloque try se ignora y la ejecu ción continúa en la primera línea de c ó d ig o d esp u és de la secu en cia

try/catch.

S i n o ocurren excep cio n es en un bloque try, el programa ignora al (lo s) m anejador(es) catch de e se bloque. La ejecu ción del programa continúa co n la sigu iente instrucción d esp u és de la s e cuencia try/catch. S i ocurre una ex cep ció n en un b loq u e try que n o tenga un manejador catch que concuerde, o si ocurre una excepción en una instrucción que no se encuentre dentro de un bloque try, la función q u e contenga esa instrucción terminará inm ediatam ente y el programa intentará lo calizar un bloque

try circundante en la función que h izo la llamada. Este p roceso s e co n o ce co m o

lim pieza de la p ila (e l cual s e describe en la secció n 13.8).

13.3 Otras técnicas para ©I manejo d© errores En la sección anterior, h ablam os sobre diversas m aneras de tratar co n situaciones ex cep cio n a les. Ahora, sintetizarem os éstas y otras técnicas para el m anejo d e errores:

2.

A l g u n o s l e n g u a je s u tiliz a n e l

modelo de reanudación del manejo de excepciones e n

e l q u e , d e s p u é s d e m a n e j a r la

e x c e p c ió n , e l c o n tr o l r e g r e s a a l p u n to e n e l q u e s e l a n z ó la e x c e p c ió n y la e je c u c ió n s e r e a n u d a a p a r tir d e e s c p u n to .


784


•

Capftulo 13

Ig n o ra r la e x c e p c ió n . S i o c u rre u n a e x c e p c ió n , e l p ro g ra m a p o d ría fa lla r c o m o r e s u lta d o d e la e x c e p c ió n n o a tra p a d a . E s to e s d e v a s ta d o r p a ra lo s p ro d u c to s d e s o ftw a re c o m e rc ia le s o p a ra d s o ftw a re d e p ro p ó s ito e s p e c ia l d is e ñ a d o p a ra s itu a c io n e s d e m is io n e s c rític a s, p e ro p a ra el s o ftw a re d e s a rro lla d o p a ra lo s fin e s q u e u s te d te n g a e s c o m ú n ig n o ra r m u c h o s tip o s d e e rro re s.

•

A b o rta r e l p ro g ra m a . E sto , d e s d e lu e g o , e v ita q u e u n p r o g ra m a s e e je c u te h a s ta te rm in a r y p r o d u z c a re s u lta d o s in c o rre c to s . P a ra m u c h o s tip o s d e e r r o re s e s to e s a p r o p ia d o , e s p e c ia lm e n te p a ra e r r o re s n o fa ta le s q u e p e rm ita n q u e u n p ro g ra m a se e je c u te h a s ta te rm in a r (h a c ie n d o c r e e r a l p r o g ra m a d o r q u e e l p ro g ra m a f u n c io n ó c o rre c ta m e n te ). E s ta e s tra te g ia ta m b ié n e s in a p ro p ia d a p a ra la s a p lic a c io n e s d e m is io n e s c rític a s . A q u í ta m b ié n s o n im p o rta n te s la s c u e s tio n e s re la c io n a d a s c o n lo s re c u rs o s . S i u n p r o g ra m a o b tie n e u n re c u rso , p o d ría lib e ra rlo a n te s d e s u te rm in a c ió n .

•

E s ta b le c e r in d ic a d o r e s d e e rro r. E l p r o b le m a c o n e s te m é to d o e s q u e lo s p r o g ra m a s p o d ría n n o c o m p r o b a r e s to s in d ic a d o r e s d e e r r o r e n to d o s lo s p u n to s e n lo s q u e lo s e r r o r e s p o d r ía n o c a s io n a r p ro b le m a s .

•

lib>) p a r a •

exit

E v a l u a r la c o n d ic ió n d e e rro r, e m itir u n m e n s a je d e e r r o r y lla m a r a

(en

p a s a r u n c ó d i g o d e e r r o r a p r o p ia d o al e n to r n o d e l p ro g ra m a .

U s a r las fu n c io n e s

set jump

y

longjump.

E sta s fu n c io n e s d e la b ib lio te c a

p e rm ite n al p ro g ra m a d o r e s p e c ific a r u n s a lto in m e d ia to d e la lla m a d a p ro fu n d a m e n te a n id a d a a u na f u n d ó n h ac ia un m a n e ja d o rd e e rro re s. S in u tiliz a r

set jump o longjump, u n

p ro g ra m a

d e b e e je c u ta r v a rio s re to rn o s p a ra s a lir d e la s lla m a d a s p ro fu n d a m e n te a n id a d a s a u n a fu n c ió n , l a s fu n c io n e s

set jump y longjump

son p e lig ro sa s, y a q u e p ro v o c a n q u e s e lim p ie la p ila

sin lla m a r a lo s d e s tru c to re s p a ra lo s o b je to s a u to m á tic o s. E s to p u e d e p ro v o c a r se rio s p ro b le m a s. •

C ie r to s tip o s e s p e c ífic o s d e e r r o r e s c u e n ta n c o n h e r r a m ie n ta s d e d ic a d a s p a r a m a n e ja rlo s . P o r e je m p lo , c u a n d o e l o p e r a d o r u n a f u n c ió n

new_handler

new n o

a s ig n a m e m o r ia , p u e d e o c a s io n a r q u e s e e je c u te

p a r a m a n e ja r e l e rro r. E s ta f u n c ió n p u e d e p e r s o n a liz a r s e s u

m in is tr a n d o u n n o m b r e d e f u n c ió n c o m o e l a r g u m e n to p a r a

set_new_handler, c o m o

v e r e m o s e n la s e c c ió n 1 3 .1 1 .

13.4 Ejemplo simple del m anejo de excepciones: dividir entre cero C o n s id e r e m o s u n e j e m p lo s im p le d e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s . 1.a a p lic a c ió n d e la f ig u ra 13.1 u tiliz a a

try

y a

catch

p a ra e n v o lv e r c ó d ig o q u e p o d r ía la n z a r u n a e x c e p c ió n d e l tip o “d iv is ió n e n tre

c e r o ” y p a r a m a n e ja r e s a e x c e p c ió n , e n c a s o d e q u e o c u rra . 1.a a p lic a c ió n p e r m ite a l u s u a rio in tr o d u c ir d o s e n te r o s , lo s c u a le s s e p a s a n c o m o a r g u m e n to s a la f u n c ió n f u n c ió n d iv id e e l p r im e r n ú m e r o

(numerador) e n tre

cociente ( lín e a s 2 8 -3 7 ). E sta (denominador). S u p o d iv is ió n , la f u n c ió n cociente

el se g u n d o n ú m e ro

n ie n d o q u e e l u s u a rio n o e s p e c ific a 0 c o m o d e n o m in a d o r p a ra la

d e v u e lv e e l r e s u lta d o d e la d iv is ió n . N o o b s ta n te , s i e l u s u a rio in tr o d u c e u n v a lo r d e 0 c o m o e l d e n o m in a d o r , la f u n c ió n

cociente

la n z a u n a e x c e p c ió n .

E n la s a lid a d e la f ig u ra 1 3 .1 , la s p r im e ra s d o s lín e a s m u e s tra n u n c á lc u lo e x ito s o y la s s ig u ie n te s d o s lín e a s m u e s tra n u n c á lc u lo f a llid o d e b id o a l in te n to d e d iv id ir e n tr e c e ro . C o n s id e r e m o s la s e n tr a d a s d e l u s u a r io y e l f lu jo d e l c o n tr o l d e l p r o g ra m a q u e p ro d u c e n e s to s r e s u lta d o s . E l p r o g ra m a c o m ie n z a d e s p u é s d e q u e e l u s u a r io in tr o d u c e lo s v a lo re s q u e r e p r e s e n ta n e l n u m e r a d o r y d e n o m i n a d o r ( lín e a 4 8 ). L a lín e a 5 3 p a s a e s to s v a lo re s a la fu n c ió n

cociente ( lín e a s

2 8 - 3 7 ), q u e o d iv id e

lo s e n te r o s y d e v u e lv e u n r e s u lta d o , o la n z a u n a e x c e p c ió n d e b id o a l in te n to d e d iv id ir e n t r e c e ro . O b s e rv e q u e u n b lo q u e

try (lín e a s

lo d ijim o s a n te r io r m e n te , u n b lo q u e

5 2 -5 6 ) e n c ie rr a a la in v o c a c ió n d e la fu n c ió n

try e n v u e lv e

cociente. C o m o throw) u n a

c ó d ig o q u e p o d r ía la n z a r ( m e d ia n te

e x c e p c ió n . E n e s te e je m p lo , c o m o la in v o c a c ió n a la f u n c ió n

cociente try.

u n a e x c e p c ió n , e n c e r r a m o s e s ta in v o c a c ió n a la fu n c ió n e n e l b lo q u e


( lín e a 5 3 ) p u e d e la n z a r


Capitulo 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

785

// Fig. 13.1* £igl3_01.cpp // Un ejemplo simple de manejo de errores que verifica // las excepciones de división entre cero. Vinclude using stdi:cout; using std:icin; using std::endl; finclude

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

using std::exception; // Los objetos ExcepcionDividirEntreCero deben lanzarse mediante funciones //al detectar excepciones de división entre cero clase ExcepcionDividirEntreCero : public exception { public: //el constructor especifica el mensaje de error predeterminado ExcepcionDividirEntreCero::ExcepcionDividirEntreCero() : exception( "intento de dividir entre cero" ) {) );

// fin de la clase ExcepcionDividirEntreCero

// realizar la división y lanzar objeto ExcepcionDividirEntreCero si // ocurre una excepción por división entre cero double cociente( int numerador, int denominador ) { // lanzar ExcepcionDividirEntreCero si se trata de dividir entre cero if ( denominador -- 0 ) throw ExcepcionDividirEntreCero(); // terminar la función // devolver el resultado de la división retura static_cast< double >( numerador ) / denominador; ) // fin de la función cociente int main() < int numerol; int numero2 ; double resultado;

// numerador especificado por el usuario // denominador especificado por el usuario // resultado de la división

cout << "Escriba dos enteros (fin de archivo para terminar) : ";

Rgura 13.1

Ejemplo d e m anejo d e excepciones que lanza excepciones al intentar dividir entre cero. (Parte 1 d e 2.)


786


47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

Capítulo 13

// permitir al usuario introducir dos enteros para dividir while ( cin >> numerol >> numero2 ) { // bloque try que contiene código que podría lanzar una excepción / / y código que no debe ejecutarse si ocurre una excepción try { resultado ■ cociente( numerol, numero2 ); cout << "El cociente esi " « resultado << endl; ) // fin de instrucción try // manejador de excepción que maneja una excepción por dividir entre cero catch ( ExcepcionDividirSntreCero fcexcepcionDividirEntreCero ) { cout << "Ocurrió una excepción: " << << excepcionOividirEntreCero.what () << endl;

59 60 61 62 63 64 65

) // fin de instrucción catch cout << "\nEscriba dos enteros (fin de archivo para terminar) t ";

66 67 68 69 70 71 72 73

) // fin de instrucción while cout << endl; return 0;

// terminar en forma normal

} // fin de main

Escriba dos enteros (fin de «archivo para terminar): 100 7 El cociente es: 14.2857 Escriba dos enteros (fin de archivo para terminar): 100 0 Ocurrió una excepción: intento de dividir entre cero Escriba dos enteros (fin de archivo para terminar): AZ Figura 13.1

Ejemplo d e m anejo d e excepciones que lanza excepciones al Intentar dividir entre cero. (Parte 2 d e 2.)

100 y e l d e n o m i 7 ( e s d e c ir, la s p r im e ra s d o s lín e a s d e la s a lid a d e la f ig u ra 13.1). F n la lín e a 3 1 , la fu n c ió n cociente d e te rm in a q u e e l d e n o m in a d o r n o e s ig u a l a c e ro , p o r lo q u e la lín e a 3 5 re a liz a la d iv is ió n y d e v u e lv e e l r e s u lta d o (14.2857) a la lín e a 5 3 c o m o un double ( la in s tru c c ió n static_cast C o n s id e r e m o s e l f lu jo d e c o n tro l c u a n d o e l u s u a rio in tr o d u c e e l n u m e r a d o r

nador

e n l a lín e a 3 5 a s e g u r a e l tip o d e v a lo r d e r e to r n o a p r o p ia d o ) . D e s p u é s e l c o n tro l d e l p r o g r a m a c o n ti núa e n fo rm a s e c u e n c ia l a p a r tir d e la lín e a 5 3 , p o r lo q u e la lín e a 5 4 m u e s tra e l r e s u lta d o d e la d iv is ió n y la lín e a 5 6 lle g a a l fin a l d e l b lo q u e

try. C o m o

e s te b lo q u e n o la n z ó u n a e x c e p c ió n , e l p r o g ra m a

n o e je c u ta las in s tru c c io n e s c o n te n id a s e n e l m a n e ja d o r

catch ( lín e a s 5 9 - 6 3 ) y e l c o n tro l c o n tin ú a catch), e n d o n d e s e p id e a l u su a rio

e n la lín e a 6 5 ( la p rim e ra lín e a d e c ó d ig o d e s p u é s d e l m a n e ja d o r q u e in tr o d u z c a d o s n ú m e ro s m á s.

A h o ra c o n s id e r e m o s u n c a s o m á s in te r e s a n te e n e l q u e e l u s u a r io in tr o d u c e e l n u m e ra d o r

100

y e l d e n o m in a d o r 0 (e s d e c ir , la te r c e r a y c u a r ta lín e a s d e la s a lid a d e la f ig u r a 1 3 .1 ). E n la lín e a 3 1 ,

cociente

d e te r m in a q u e e l d e n o m in a d o r e s ig u a l a c e r o , lo c u a l in d ic a u n in te n to d e d iv id ir e n tre


Manojo d© excepciones

Capitulo 13

787

Excepcion exception d e

c e ro . L a lín e a 3 2 la n z a u n a e x c e p c ió n , q u e r e p r e s e n ta m o s c o m o u n o b je to d e la c la s e

DividirEntreCero ( lín e a s

1 6 -2 4 ). E s ta c la s e e s u n a c la s e d e r iv a d a d e la c l a s e

la b ib lio te c a e s tá n d a r (d e f in id a e n

), q u e

e s la c la s e b a s e e s tá n d a r d e C + + p a ra la s

e x c e p c io n e s . O b s e r v e q u e , p a r a la n z a r u n a e x c e p c ió n , la lín e a 3 2 u tiliz a la p a la b ra r e s e rv a d a

throw s e g u id a

p o r u n o p e r a n d o q u e r e p r e s e n ta e l tip o d e e x c e p c ió n a la n z a r. P o r lo g e n e r a l, u n a in s tru c c ió n

throw

throw q u e n o e s throw p u e d e s e r d e c u a lq u ie r tip o . S i el o p e r a n d o e s u n o b je to , s e c o n o c e c o m o u n objeto de excepción; e n e s te e je m p lo , e l o b je to d e e x c e p c ió n e s u n o b je to d e tip o ExcepcionDividirEntreCero. S in e m b a r g o , u n o p e r a n d o d e th row p u ed e ta m b ié n a s u m ir o tro s v a lo re s, c o m o e l v a lo r d e u n a e x p re s ió n ( p o r e je m p lo , throw x > 5) o e l v a lo r d e u n int ( e s d e c ir , throw 5 ). L o s e je m p lo s e n e s te c a p ítu lo s e e n f o c a n e x c lu s iv a m e n e s p e c ific a u n o p e ra n d o . ( E n la s e c c ió n 13.5 v e re m o s c ó m o u tiliz a r u n a in s tru c c ió n p e c ific a n in g ú n o p e r a n d o .) E l o p e r a n d o d e u n a in s tru c c ió n

te e n la n z a r o b je to s d e e x c e p c ió n .

Error común de programación 13.2 Tenga cuidado a l usar throw con un valor devuelto p o r una expresión condicional, ya que las reglas de promoción podrían ocasionar que el valor sea de un tipo distinto del esperado. Por ejemplo, al lanzar un int o im double desde la misma expresión condicional, ésta convierte e l int en double. Sin em bargo, el manejado r catch siempre atrapará e l resultado como un double, en lugar de atraparlo co mo double cuando se lance u/i double y atrapar el resultado como int cuando se lance un int. C o m o p a r te d e l la n z a m ie n to d e u n a e x c e p c ió n , e l o p e r a n d o c ia liz a r el p a r á m e tr o e n e l m a n e ja d o r

catch. lo

throw

s e c r e a y s e u tiliz a p a r a in i-

c u a l v e r e m o s e n u n m o m e n to . E n e s te e je m p lo , la

in s tru c c ió n throw e n la lín e a 3 2 c r e a u n o b je to d e la c la s e ExcepcionDividirEntreCero. E l c o n s tr u c to r d e e s ta c l a s e ( lín e a s 2 1 - 2 2 ) p a s a a l c o n s tr u c to r d e la c l a s e b a s e exception u n a c a d e

ExcepcionDividirEntreCe cociente te rm in a in m e d ia ta m e n te . P o r lo f u n c ió n cociente p u e d a r e a liz a r la d iv is ió n

n a q u e e s p e c if ic a e l m e n s a je d e e r r o r p r e d e te r m in a d o p a ra u n a

ro. C u a n d o

la lín e a 3 2 la n z a la e x c e p c ió n , la f u n c ió n

ta n to , l a lín e a 3 2 la n z a la e x c e p c ió n a n te s d e q u e la

e n la lín e a 3 5 . É s ta e s u n a c a r a c te r ís tic a c e n tra l d e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s : u n a f u n c ió n d e b e la n z a r u n a e x c e p c ió n

antes d e

q u e e l e r r o r te n g a o p o r tu n id a d d e o c u rrir.

C o m o d e c id im o s e n c e r r a r la in v o c a c ió n d e la fu n c ió n e l c o n tro l d el p r o g ra m a e n tra al b lo q u e b lo q u e

try. E s te

b lo q u e

catch

catch (lín e a s

cociente

( lín e a 5 3 ) e n u n b lo q u e

try.

5 9 - 6 3 ) q u e s ig u e in m e d ia ta m e n te d e s p u é s d e l

a c tú a c o m o e l m a n e ja d o r d e e x c e p c io n e s p a r a la e x c e p c ió n d e d i

try. é s ta s e a tra p a catch q u e e s p e c ific a e l tip o q u e c o n c u e r d a c o n la e x c e p c ió n la n z a d a . E n e s te p r o g ra m a , e l b lo q u e catch e s p e c ific a q u e a tra p a o b je to s ExcepcionDividirEntreCero; e s te tip o c o n c u e r d a c o n e l tip o d e o b je to la n z a d o e n la fu n c ió n cociente. E n re a lid a d , e l m a n e ja d o r catch a tra p a u n a r e fe re n c ia a l o b je to ExcepcionDividirEntreCero c re a d o p o r la in s tru c c ió n throw d e la f u n c ió n cociente ( lín e a 32). v id ir e n t r e c e ro . E n g e n e ra l, c u a n d o s e la n z a u n a e x c e p c ió n d e n tr o d e u n b lo q u e m e d ia n te u n b lo q u e

Tip de rendimiento 13.3 A l atrapar un objeto de excepción por referencia se elimirui la sobrecarga de tener que copiar el objeto

SÉ que representa a la excepción lanzada.

Buena práctica de programación 13.2 Al asociar cada tipo de error en tiem po de ejecución con un objeto de excepción nombrado en form a apropiada, se mejora la claridad del programa. E l c u e r p o d e l m a n e ja d o r

catch ( lín e a s 6 0 - 6 1 ) im p r im e e l m e n s a je d e e r r o r a s o c ia d o q u e se what d e la d a s e b a s e exception. E s ta f u n c ió n d e v u e lv e la c a d e -

d e v u e lv e al lla m a r a la f u n c ió n


788


Capítulo 13

ExcepcionDividirEntreCero ( lín e a s exception.

n a q u e e l c o n s tr u c to r d e la c la se b a se

2 1 - 2 2 ) p a s ó a l c o n s tr u c to r d e

13.5 Volver a lanzar una excepción E s p o s ib le q u e u n m a n e ja d o r d e e x c e p c io n e s , a l r e c ib ir u n a e x c e p c ió n , d e c id a q u e n o p u e d e p ro c e s a r e s a e x c e p c ió n o q u e p u e d e p r o c e s a r la s ó lo p a r c ia lm e n te . E n ta le s c a s o s , e l m a n e ja d o r d e e x c e p c io n e s p u e d e d if e r ir e l m a n e jo d e la e x c e p c ió n ( o ta l v e z u n a p o rc ió n d e la m is m a ) h a c ia o tr o m a n e ja d o r d e e x c e p c io n e s . E n c u a lq u ie r c a s o , e l m a n e ja d o r lo g r a e s to t e la in s tru c c ió n :

volviendo a lanzar la

e x c e p c ió n m e d ia n

throw; S in im p o rta r si u n m a n e ja d o r p u e d e o n o p ro c e s a r ( in c lu s o p a rc ia lm e n te ) u n a e x c e p c ió n , e l m a n e ja d o r p u e d e v o lv e r a la n z a r la e x c e p c ió n p a r a s u p r o c e s a m ie n to p o s te rio r f u e r a d e l m a n e ja d o r. E l s ig u ie n te b lo q u e

try

c ir c u n d a n te d e te c ta la e x c e p c ió n la n z a d a , q u e e l m a n e ja d o r

p u é s d e e s c b lo q u e

try c ir c u n d a n te

catch q u e

ap a rece d es

in te n ta m a n e ja r.

Error común de programación 13.3 Si se ejecuto uno instrucción throw vacía que se encuentre ubicada fuera de un manejador catch se produce una llamada a la función terminote. E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 13.2 m u e s tra c ó m o v o lv e r a la n z a r u n a e x c e p c ió n . E n e l b lo q u e de

main

(lín e a s 3 8 - 4 3 ), la lín e a 4 0 lla m a a la fu n c ió n

lanzarBxcapcion

try

( lín e a s 1 3 -3 3 ). E sta

try ( lín e a s 1 6 -2 0 ), d e s d e e l c u a l la in s tr u c c ió n throw e n la lín e a 18 la n z a u n a in s ta n c ia d e la c la s e exception d e la b ib lio te c a e s tá n d a r. E l m a n e ja d o r catch d e la fu n c ió n l&nzarExcepcion (lín e a s 2 3 - 2 9 ) a tra p a e s ta e x c e p c ió n , im p rim e u n m e n s a je (lín e a s 2 4 - 2 5 ) y v u e lv e a la n z a r la e x c e p c ió n ( lín e a 2 7 ). C o n e s to te rm in a la fu n c ió n lanzarExcepcion y s e d e v u e lv e el c o n tro l a la lín e a 4 0 e n e l b lo q u e try/catchdemain. E l b lo q u e try te rm in a (p o r lo q u e l a lín e a 41 n o s e e je c u ta ) y e l b lo q u e catch e n main (lín e a s 4 6 - 4 9 ) a tra p a e s ta e x c e p c ió n e f u n c ió n ta m b ié n c o n t ie n e u n b lo q u e

im p r im e u n m e n s a je d e e r r o r ( lín e a 4 7 ).

1 2

3 4 5 6 7 8 9 10

// Pig. 13.2: figl3_02.cpp // Domost ración do cómo volver a lanzar una excepción. finclude uaing stdiicout; ueing std:rendí; tinclude uaing atd::exception;

11

12 13 14 15 16

// lanzar, atrapar y volver a lanzar una excepción void lanzarExcepcion() { // lanzar excepción y atraparla inmediatamente try {

Rgura 13.2

Vtolver a lanzar una excepción. (Parte 1 de 2.)



Capitulo 13

17 18 19 20

789

cout << * La función lanzarExcepcion lanza una excepcionXn"; throw exceptionO; // generar excepción

21

) // fin de instrucción try

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

// manejar la excepción catch ( exception &seAtrapoExcepcion ) ( cout << * La excepción se manejo en la función lanzarExcepcion* << "\n La función lanzarExcepeion vuelve a lanzar la excepción"; thrcw;

// volver a lanzar la excepción para su posterior procesamiento

) // fin de instrucción catch cout << "Esto tampoco debe imprimirse\n"; ) // fin de la función lanzarBxcepcion int main() { // lanzar la excepción try { cout << *\nmain invoca a la función lanzarExcepcionXn"/ lanzarExcepc ion(); cout << "Esto no debe imprimirseXn*; } // fin de instrucción

try

// manejar la excepción catch ( exception &seAtrapoExcepcion ) { cout << "\n\nLa excepción se manejo en mainXn*; ) // fin de instrucción

catch

cout << "El control del programa continua después de catch en mainXn"; return 0; ) // fin de main

main invoca a la función lanzarExcepcion La función lanzarExcepcion lanza una excepción La excepción se manejo en la función lanzarExcepcion La función lanzarExcepcion vuelve a lanzar la excepción La excepción se manejo en main El control del programa continua después de catch en main

Rgura 13.2

Volver a lanzar una excepción. (Parte 2 de 2.)

13.6 Especificaciones de excepciones La

especificación Je excepciones ( ta m b ié n

c o n o c id a c o m o

lisia Je throw) e n u m e ra

u n a lis ta d e e x

c e p c io n e s q u e p u e d e n s e r la n z a d a s p o r u n a fu n c ió n . P o r e je m p lo , c o n s id e r e la d e c la ra c ió n d e fu n c ió n


790


Capítulo 13

int un«Funcion( double valor ) throw (ExcepcionA, ExcepcionB, ExcepclonC ) {

// cuerpo de la función ) E n e s ta d e f in ic ió n , la e s p e c ific a c ió n d e e x c e p c io n e s q u e e m p ie z a c o n la p a la b r a c la v e

throw

in

m e d ia ta m e n te d e s p u é s d e l p a r é n te s is d e c ie r r e d e l a lis ta d e p a r á m e tr o s d e la f u n c ió n , in d ic a q u e unaFuncion p u e d e la n z a r e x c e p c io n e s d e lo s tip o s ExcepclonA. ExcepcionB y Excep-

cionC.

U n a f u n c ió n p u e d e la n z a r s ó lo e x c e p c io n e s d e lo s tip o s in d ic a d o s p o r la e s p e c ific a c ió n , o

e x c e p c io n e s d e c u a lq u ie r tip o d e riv a d o d e e s to s tip o s. S i l a fu n c ió n la n z a u n a e x c e p c ió n q u e n o p e r te n e z c a a u n tip o e s p e c if ic a d o , se lla m a a la f u n c ió n

unexpected.

U n a f u n c ió n s in e s p e c if ic a c ió n d e e x c e p c io n e s p u e d e la n z a r c u a lq u ie r e x c e p c ió n . S i s e c o l o ca

throw ( )

(u n a

especificación de excepciones vacía)

d e s p u é s d e u n a lis ta d e p a r á m e tr o s d e u n a

f u n c ió n , s e e s ta b le c e q u e la f u n c ió n n o la n z a e x c e p c io n e s . S i la f u n c ió n in te n ta la n z a r u n a e x c e p c ió n

unexpected, q u e p o r lo g e n e ra l h a c e q u e unexpected p u e d e p e r s o n a liz a r s e set_unexpected.

se in v o c a la fu n c ió n

te rm in e e l p ro g ra m a . L a s e c c ió n 13.7

m u e s tr a q u e la fu n c ió n

m e d ia n te u n a lla m a d a a la fu n c ió n

Error común de programación 13.4 lanzar una excepción que no haya sido declarada en la especificación de excepciones de una función provoca una llamada a la función unexpected O tr o a s p e c to in te r e s a n te d e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s e s q u e e l c o m p ila d o r n o g e n e r a r á u n e r r o r d e s in ta x is si u n a f u n c ió n c o n tie n e u n a e x p r e s ió n

throw p a ra

u n a e x c e p c ió n q u e n o a p a r e z c a e n la

lis ta d e l a e s p e c ific a c ió n d e e x c e p c io n e s d e la fu n c ió n . S ó lo o c u r r e u n e r r o r c u a n d o e s a fu n c ió n in te n ta la n z a r e s a e x c e p c ió n e n tie m p o d e e je c u c ió n .

13.7 Procesamiento de excepciones inesperadas L a f u n c ió n

unexpected

lla m a a la fu n c ió n r e g is tra d a c o n la f u n c ió n

n id a e n el a r c h iv o d e e n c a b e z a d o la fu n c ió n

termínate s e

). S i

aet_unexpncted

( d e fi

n o s e h a re g is tra d o u n a fu n c ió n d e e s ta fo rm a ,

lla m a d e m a n e ra p re d e te rm in a d a . E s ta fu n c ió n p u e d e lla m a rs e e n u n a d e la s

s ig u ie n te s c in c o f o rm a s : s i u n a e x c e p c ió n la n z a d a n o p u e d e a tr a p a r s e ; s i la p ila s e v u e lv e c o rru p ta d u r a n te e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s ; si u n a lla m a d a a la fu n c ió n d e te r m in a d a a la f u n c ió n

termínate: s i

unexpected lla m a

d e m a n e ra p re

s e in ic ia la lim p ie z a d e la p ila m e d ia n te u n a e x c e p c ió n ; y

set_ termina te p u e d e e s p e c ific a r la fu n c ió n a in v o c a r c u a n d o s e lla m a a termínate. D e n o s e r a s í, termínate lla m a a abort. L a f u n c ió n set_termlnate y la f u n c ió n set_unexpected d e v u e lv e n u n a p u n ta d o r a la ú ltim a f u n c ió n lla m a d a p o r termínate y unexpected, r e s p e c tiv a m e n te ( 0 , la p r im e r a vez. q u e si u n d e s tru c to r in te n ta la n z a r u n a e x c e p c ió n . L a fu n c ió n

s e lla m a c a d a u n a d e e lla s ). E s to p e rm ite a l p r o g r a m a d o r g u a r d a r e l a p u n t a d o r a la fu n c ió n , d e m a n e r a q u e p u e d a r e s ta u r a r s e p o s te rio rm e n te . L a s f u n c io n e s

set_terminate y set_unexpected void y s in a rg u m e n to s .

to m a n c o m o a r g u m e n to s a p u n ta d o r e s a f u n c io n e s c o n tip o s d e r e to m o

S i la ú ltim a a c c ió n d e u n a f u n c ió n d e te rm in a c ió n d e f in id a p o r e l p r o g ra m a d o r n o e s s a lir d e un p r o g r a m a , la f u n c ió n

abort

se lla m a rá p a ra te r m in a r la e je c u c ió n d e l p r o g ra m a u n a v e z q u e s e e je

c u te n la s d e m á s in s tru c c io n e s d e la f u n c ió n d e te r m in a c ió n d e f in id a p o r e l p ro g ra m a d o r.

13.8 Limpieza de la pila C u a n d o s e la n z a u n a e x c e p c ió n p e r o n o se a tr a p a e n u n a lc a n c e e s p e c ífic o , s e lim p ia la p ila d e lla m a d a s a f u n c io n e s y s e h a c e u n in te n to p o r a tra p a r la e x c e p c ió n e n e l s ig u ie n te b lo q u e


try/catch


Capitulo 13

791

ex terio r. L im p ia r la p ila d e lla m a d a s a f u n c io n e s s ig n ific a q u e te rm in a la fu n c ió n e n la q u e n o s e a tra p ó la e x c e p c ió n , s e d e s tru y e n to d a s la s v a r ia b le s lo c a le s e n e s a f u n c ió n y e l c o n tro l re g r e s a a la in s tr u c c ió n q u e in v o c ó o rig in a lm e n te a e s a fu n c ió n . S i u n b lo q u e in te n to p o r a tra p a r la e x c e p c ió n . S i n o h a y u n b lo q u e p ia n u e v a m e n te . S i n in g ú n m a n e ja d o r

nate

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12

try

catch a tra p a

try

e n c ie rr a a e s a in s tru c c ió n , s e h a c e un

q u e e n c ie rre a e s a in s tru c c ió n , la p ila se lim

a e s ta e x c e p c ió n , s e lla m a a la fu n c ió n

termí

p a ra te rm in a r e l p ro g ra m a . E l p ro g ra m a d e la f ig u ra 13.3 d e m u e s tra la lim p ie z a d e la p ila .

// Fig. 13.3: figl3_03.cpp // Demostración de la limpieza de la pila. #inelude using std::cout; using std::endl; iinclude using std: :runt ime_error;

13 14 15

// la funcion3 lanza una excepción por error en tiempo de ejecución (runtime_error) void funcion3() throw ( runtime_error ) { throw runtime_error ( "runtima_error en funcion3" ); // cuarta

16

)

17 18 19

//la funcion2 invoca a la funcion3 void funcion2() throw ( runtime error )

20

{

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

funcion3(); // tercera

} //la funcionl invoca a la £uncion2 void funcionl() throw ( runtime_error ) { funcion2(); // segunda ) // demostración de la limpieza de la pila int main{) { // invocar a la funcionl try { funcionl(); // primera ) //

fin de instrucción try

// manejar excepción por error en tiempo de ejecución catch ( runtime_error (error ) // quinta { cout << "Ocurrió una excepción: " << error.what() << endl; > //

Figura 13.3

fin de instrucción catch

Limpieza de la pila. (Parte 1 de 2.)


792

45 46 47 48


Capítulo 13


Ocurrió una excepción: runt1me error en funcion3 figura 13.3

Limpieza d e la pila. (Parte 2 d e 2.)

R n main, e l b lo q u e try ( lín e a s 3 4 - 3 7 ) lla m a a la funcionl ( lín e a s 2 5 -2 8 ). L u e g o , la funcionl lla m a a la funcion2 (lín e a s 1 9 -2 2 ), q u e a s u v e z lla m a a la funcion3 (lín e a s 1 3 -1 6 ). L a lín e a 15 d e la f uncion3 la n z a u n o b je to runtime_error ( d e f in id o e n e l e n c a b e z a d o < a td e x cept>), q u e e s la c l a s e b a s e e s tá n d a r d e C + + p a ra r e p r e s e n ta r e r r o re s e n tie m p o d e e je c u c ió n . S in e m b a r g o , d e b id o a q u e n o h a y u n b lo q u e try q u e e n c ie r r e a la in s tru c c ió n throw d e la lín e a 15, o c u r r e u n a lim p ie z a d e la p ila : la funcion3 te r m in a e n la lín e a 15 y d e s p u é s re g r e s a e l c o n tro l a la in s tru c c ió n e n la funcion2 q u e in v o c ó a la f uncion3 (e s d e c ir, la lín e a 2 1 ). C o m o n o h a y un b lo q u e try q u e e n c ie r r e a ( a li n e a 2 1 , o c u r r e n u e v a m e n te u n a lim p ie z a d e la p ila : la funcion2 te r m in a e n la lín e a 21 y r e g r e s a e l c o n tr o l a la in s tru c c ió n e n la funcionl q u e in v o c ó a la funcion2 ( e s d e c ir, la lín e a 2 7 ). C o m o n o h a y u n b lo q u e try q u e e n c ie r r e a la lín e a 2 7 , o c u r r e u n a v e z m á s la lim p ie z a d e la p ila : la funcionl te rm in a e n la lín e a 2 7 y r e g r e s a e l c o n tro l a la in s tru c c ió n e n main q u e in v o c ó a la funcionl ( e s d e c ir, la lín e a 3 5 ). E l b lo q u e try d e la s lín e a s 3 4 -3 7 e n c ie r ra a e s ta in s tru c c ió n , p o r l o q u e e l p r im e r m a n e ja d o r catch q u e c o n c u e r d a y e s tá d e s p u é s d e e s te b lo q u e try (lín e a s 4 0 - 4 4 ) a t r a p a y p r o c e s a a la e x c e p c ió n .

13.9 Constructores, destructores y manejo de excepciones P r im e r o h a b la r e m o s s o b r e u n a c u e s tió n q u e h e m o s m e n c io n a d o p e r o n o h e m o s r e s u e lto e n f o rm a s a tis f a c to r ia : ¿ Q u é o c u r r e c u a n d o se d e te c ta u n e r r o r e n u n c o n s tr u c to r ? P o r e je m p lo , ¿ c ó m o d e b e r ía r e s p o n d e r e l c o n s tr u c to r d e u n o b je to c u a n d o n e w fa lla c in d ic a q u e n o p u d o a s ig n a r la m e m o ria r e q u e rid a p a ra a l m a c e n a r la r e p r e s e n ta c ió n in te r n a d e e s e o b je to ? C o m o e l c o n s tru c to r n o p u e d e d e v o lv e r u n v a lo r p a r a in d ic a r u n e rro r, d e b e m o s e le g ir u n m e d io a lte r n a tiv o p a ra in d ic a r q u e e l o b je t o n o se lia c o n s tru id o a p r o p ia d a m e n te . U n a e s tra te g ia e s d e v o lv e r e s e o b je to y e s p e r a r q u e a lg u ie n q u e lo u tilic e r e a lic e la s p ru e b a s a d e c u a d a s p a r a d e t e r m in a r q u e e l o b je to e x h ib e u n e s ta d o in c o n sis te n te . O tra e s tra te g ia e s e s ta b le c e r u n a v a ria b le fu e ra d e l c o n stru c to r. T a l v e z la m e jo r a lte r n a tiv a se a r e q u e rir q u e e l c o n s tr u c to r la n c e u n a e x c e p c ió n q u e c o n te n g a la in f o rm a c ió n s o b r e el e rro r, o f r e c ie n d o d e e s ta m a n e ra u n a o p o r tu n id a d p a ra e n c a r g a r s e d e la fa lla . A d e m á s , la s e x c e p c io n e s la n z a d a s p o r lo s c o n s tr u c to r e s h a c e n q u e s e lla m e a l o s d e s tru c to r e s p a r a lo s o b je to s c r e a d o s c o m o p a rte d e l o b je to q u e s e e s tá c o n s tr u y e n d o a n te s d e q u e s e la n c e la e x c e p c ió n . L o s d e s tru c to r e s se lla m a n p a r a c a d a o b je to a u to m á tic o q u e s e c o n s tr u y e e n u n b lo q u e try a n te s d e q u e s e la n c e u n a e x c e p c ió n . S e g a r a n tiz a q u e la lim p ie z a d e la p ila s e h a b r á c o m p le ta d o h a s ta el p u n to e n q u e u n m a n e ja d o r d e e x c e p c io n e s c o m ie n c e a e je c u ta r s e . Si u n d e s tr u c to r in v o c a d o c o m o r e s u lta d o d e la lim p ie z a d e la p ila la n z a u n a e x c e p c ió n , s e h a c e u n a lla m a d a a termínate. S i u n o b je to c u e n ta c o n o b je to s m ie m b r o , y s i s e la n z a u n a e x c e p c ió n a n te s d e q u e e l o b je to e x te rio r e s té c o m p le ta m e n te c o n s tru id o , e n to n c e s lo s d e s tru c to re s se e je c u ta rá n p a ra lo s o b je to s m ie m b ro q u e h a y a n s id o c o n s tr u id o s a n t e s d e la o c u r r e n c ia d e la e x c e p c ió n . S i u n a r r e g lo d e o b je to s s e h a c o n s tr u id o p a r c ia lm e n te al m o m e n to d e o c u r r ir u n a e x c e p c ió n , s ó lo se lla m a rá a lo s d e s tru c to r e s p a ra l o s e le m e n to s d e l a r r e g lo q u e e s té n c o n s tru id o s .



Capitulo 13

793

U na excep ción podría im pedir la operación del có d ig o que generalm ente liberaría un recurso, ocasion an d o a sí una fuga d e recursos. Una técnica para resolver este problem a e s in icializar un ob je to local para adquirir el recurso. A l ocurrir una excep ció n , se invocará e l destructor para e s e objeto y s e podrá liberar el recurso. E s p osib le atrapar e x c ep cio n e s lanzadas d esd e destructores si se encierra la función que llam a al destructor en un bloque try y s e proporciona un m anejador catch con el tipo apropiado. El d e s tructor del ob jeto lanzado se ejecutará después de q u e se co m p lete la ejecu ción de un m anejador de excep cion es.

13.10 Excepciones y herencia Varias cla ses de excep cio n es pueden derivarse a partir d e una cla se co m ú n , co m o se m en cion ó e n la sección 13.4 cuando cream os la cla se ExcepcionDividirEntreCero co m o una cla se deriva da de la cla se exception. Si un catch atrapa a un apuntador o a una referencia a un ob jeto de ex cep ció n de un tipo de cla se base, tam bién puede atrapar a un apuntador o referencia a todos lo s objetos de las cla ses que se deriven d e esa cla se base. E sto p uede perm itir el procesam iento polim órfico d e lo s errores relacionados.

Tip de prueba y depuración 13.2 El uso de la herencia con las excepciones permite que un manejador de excepciones atrape los errores relacionados con una notación concisa Un método es atrapar individualmente cada tipo de apuntador o referencia a un objeto de excepción de una clase derivada pero un método más conciso es atrapar apuntadores o referencias a objetos de excepciones de la clase base. Además, el proceso de tarapar apuntadores o referencias a objetos de excepciones de clases derivadas está propenso a errores, especialmente si el programador olvida comprobar en forma explícita uno o más de los tipos de apun tadores o referencias de las clases derivadas.

13.11 Procesamiento de fallas con new El estándar de C + + esp ecifica que al fallar el operador new. debe lanzar una excep ción bad_alloc (definida en el archivo de encabezado ). Sin em bargo, alg u n o s com piladores no cum plen con el estándar d e C + + y, por lo tanto, utilizan la versión de new q u e d ev u elv e 0 en ca so d e fallar. En esta secció n presentam os tres ejem p los d e fallas de new. El primer ejem p lo d evu elve 0 cuando new falla. El segundo y tercer ejem p los utilizan la versión d e new que lanza una excep ció n bad_alloc al fallar new. La figura 13.4 m uestra a new d evolvien d o 0 al fallar en asignar la cantidad solicitada de m e moria. La estructura f or en las lín eas 13 a 30 d eb e iterar 5 0 v e c e s y, e n cada pasada, asignar un arreglo d e 5 ,0 0 0 ,0 0 0 valores double (es decir, 4 0 ,0 0 0 ,0 0 0 de bytcs ya que un double consta g e neralm ente de 8 bytes). La estructura if d e la línea 17 evalúa e l resultado de cada operación de new para determinar si éste pudo asignar la m em oria. Si new falla y d ev u elv e 0, la línea 18 im prim e un m ensaje de error y e l c ic lo termina.

1

// Fig. 13.4: fi.gl3_04.cpp

2 3 4

// Demostración del confortamiento de new previo al estándar, en el que // devuelve 0 al no poder asignar memoria. ffinclude

5 ó 7

using std:xcout;

Figura 13.4

new devolviendo 0 al fallar. (Parte 1 de 2.)


794


8 9 10

Capítulo 13

int main() { double *ptr[ 50 ];

11 12

// asignar memoria para ptr for ( int i - 0; i < 50; ) { ptr [ i ] - new d o u b l e ( 5 0 0 0 0 0 0 ];

13 14 15 16 17 18 19

// new devuelve 0 al no poder asignar memoria

if ( ptr[ i 1 — 0 ) { cout << "No se pudo asignar memoria para ptr[ «

i

«

"

• J\n»;

20 21

break;

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

} // fin de instrucción i£ // asignación de memoriaexitosa else cout << "Se asignaron 5 0 0 0 0 0 0 valores double en ptr[ << i «

"

" ]\n";

) // fin de instrucción for return 0; }

Se Se Se Se No

// fin de main

asignaron 5000000valores double en asignaron 5000000valores double en asignaron 5000000valores double en asignaron 5000000valores double en se pudo asignar memoria para ptr[ 4

Rgura 13.4

ptr[ ptr[ ptr[ ptr[ ]

01 1] 2] 31

new devolviendo 0 al fallar. (Parte 2 de 2.)

La salida muestra que e l programa realizó solam en te cuatro iteraciones antes d e que

new falla

ra y e l ciclo terminara. Su salida podría ser distinta, dependiendo de la m em oria física, el esp acio en d isco dispon ib le para la m em oria virtual en su sistem a y el com pilador utilizado para com pilar el programa. 1.a figura 13.5 m uestra a new lanzando la ex cep ció n bad_alloc al n o poder asignar la m e moria solicitada. La estructura for (lín eas 22-26) dentro d el bloque try debe iterar 50 v e c e s y, en cada pasada, asignar un arreglo d e 5,000,000 valores double. Si new falla y lanza una excep ció n bad_alloc, el c ic lo termina y el programa continúa en el control de flujo del m anejo de la ex c ep ción en la lín ea 31, en donde el manejador catch maneja y p rocesa a la excep ción . L as líneas 32 y 3 3 im prim en el m ensaje "Ocurrió una excepción: " segu id o d el m ensaje d evu elto d e la ver sión de la función what de la cla se base exception (e s decir, un m ensaje esp ecífico para la excep ción , tal co m o "Allocation F a i l u r e * X La salida muestra q u e el programa realizó so la m ente cuatro iteraciones d el c ic lo antes d e que new fallara y lanzara la ex cep ció n bad_alloc. Su salida podría ser distinta, dependiendo de la m em oria física , el esp a c io en d isco dispon ib le para la m em oria virtual en su sistem a y el com pilador q u e usted utilice para com pilar el programa.



Capitulo 13

1 2 3 4 5 6 7

795

// Fig. 13.5: £igl3_05.cpp // Demostración del comportamiento estándar de new, lanzando la excepción // bad alloc al no poder asignar memoria. tinelude using std::cout; using std::endl;

8 9

•inelude // operador new estándar

10 11

12

using std::bad_alloc;

13 14 15 16 17

int main() { double *ptr( 50 ]; // intento de asignar

18 19

memoria

try {

20 21 22 23 24 25

// asignar memoria para ptr[ i ]; new lanza excepción bad_alloc // al fallar for ( int i - 0 ; i < 5 0 ; i++ ) { ptr[ i ] - new double [ 5000000 ]; cout << "Se asignaron 5000000 valores double en ptr[ " <

27 28

> // fin de instrucción try

29 30 31 32 33 34 35 36

// manejar excepción bad_alloc catch ( bad alloc fcexcepcionDeAaignacionDeMemoria ) { cout << "Ocurrió una excepción: " << excepcionDeAsignacionDeMemoria.what {) << endl; > // fin de instrucción catch

37

return 0;

38 39

}

Se Se Se Se

// fin de main

asignaron asignaron asignaron asignaron

5000000 5000000 5000000 5000000

valores valores valores valores

double double double double

en en en en

ptr[ ptr[ ptr[ ptr[

0 1 2 3

] ] ] ]

Ocurrió una excepción: Allocation Failure Figura 13.5

new lanzando la excepción bad_alloc al fallar.

L os com piladores varían e n cuanto al soporte para el m anejo d e fallas en

new. M uchos c o m

piladores d e C + + devu elven 0 de manera predeterminada al fallar new. A lg u n o s com piladores soportan que new lan ce una ex cep ció n si s e in clu y e el archivo de encabezado (o ).


796


Capítulo 13

Otros com piladores lanzan la excep ción bad_alloc de manera predeterminada, sin importar si se in clu ye o no el archivo d e en cab ezado . C onsulte la docum entación de su com pilador para determ inar el soporte que é ste o frece para el m anejo de fallas en new. El estándar de C + + esp ecifica que lo s com piladores que s e conform en al estándar pueden seguir utilizando una versión de n e w q u e d evu elva 0 al m om ento de fallar. Para este propósito, el archivo d e en cab ezado d efine al objeto n o t h r o w (d e tipo nothrow_t), que se utiliza de la si gu ien te manera:

double *ptr - n«w( nothrow ) double( 5000000 ]; La instrucción anterior utiliza la versión d e n e w que n o lanza ex cep cio n es bad_alloc (e s decir, nothrow) para asignar un arreglo de 5 ,0 0 0 .0 0 0 valores double.

Observación de ingeniería de software 13.5 Para que sus programas sean más robustos, utilice la versión de n e w que lance excepciones bed_ a l l o c ol fallar. Una característica adicional para manejar fallas co n n e w es la función s e t _ n e w _ h n n d l e r (cu y o prototipo s e in clu ye e n el archivo de encabezado ). Esta fun ción tom a co m o argumento un apuntador a una función que no tom a argum entos y d ev u elv e void. En esen cia , este apuntador apunta a la función que s e llam ará en c a so d e que n e w falle. Esto ofrece al programador un m étodo uniform e para manejar todas las fallas d e new, sin importar en qué parte d el programa ocurran. Una v e z que s e t _ n e w _ h a n d l e r registra a un m anejador de n e w en el programa, el operador n e w no lanza la ex cep ció n bad_alloc al fallar, sin o q u e difiere el m anejo del error hacia la nueva función m anejadora d e new. Si n e w asign a la m em oria con éx ito , d evu elve un apuntador a esa memoria. S i n e w no puede asignar m em oria y s e t _ n e w _handler no registró una función manejadora d e new. éste lanza una ex cep ció n bad_alloc. Si n e w no puede asignar m em oria y se ha registrado una función ma nejadora d e new. s e llam a a esta función. El estándar de C + + esp ecifica que la función manejadora d e n e w debe realizar una de las sigu ien tes tarcas: 1. H acer que haya m ás m em oria disponible m ediante la elim in a ció n de otras áreas de m em oria asignadas en forma dinám ica ( o indicando a l usuario que cierre otras ap lica cio n es) y regre sar al operador n e w para intentar asignar nuevam ente la m em oria. 2. Lanzar una excep ción d el tipo bad_alloc. 3. Llam ar a la función abort o exit (am bas se encuentran en el archivo de encabezado ) para terminar el programa. La figura 13.63 m uestra e l u so d e set _new_handler. La función ma n e j adorNewPersonali z a d o (lín ea s 14-18) im prim e un m ensaje de error (lín ea 16) y lu eg o termina el programa m e diante una llam ada a abort (línea 17). La salida m uestra que e l programa realizó solam en te cuatro iteraciones d el c ic lo antes de que n e w fallara e invocara a la función m a n e jadorNewPersonalizado. Su salida podría ser distinta, dep en diend o de la m em oria física , el esp a c io en d isco d isp o nible para la m em oria virtual en su sistem a y el com pilador q u e u tilice para com pilar el programa.

3. El programa de la figura 13.16 funciona en Microsoft Visual C++.NET, Borland C++5.5 y en GNU C++. Este pro grama no funciona en Visual C++6 que, por razones de compatibilidad con versiones posteriores, no implemcnta a s e t new h a n d l a r . En Visual C++6. la función s a t n o w h a n d l a r ofrece una funcionalidad similar, fóra obtener más información sobre esta función, visite la página Web en la dirección m a d n . m i c r o a o f t . c o m / lib ra ry / d a fa u lt.a s p ? u rl" / lib ra ry / a n -u o / v c c o ra 9 8 / H T M L /

c r t

r.a s p .


a a t

naw

h a n d la -


Capitulo 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

797

// Fig. 13.61 figl3_06.cpp // Demostración de set_new_handler. tinclude using std::cout; using stdx:cerr; tinclude

// operador nev estándar y set new handler

using stdx:set new handler;

11 12 13 14 15 16

tinclude // prototipo de la función abort void mane jadorNewPer sonal izado () { cerr << "Se llamo a manejadorNewPersonalizado";

17

abortO;

18 19 20 21

> // usar set^new handler para manejar la falla de asignación de memoria int main()

22

{

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Se Se Se Se Se

double *ptr[ 50 ]; // especificar que mane jadorNewPersonalizado debe llamarse al fallar / /la asignación de memoria set_new_handler( manejadorNewPersonalizado ); // asignar memoria para ptr[ i ]; mane jadorNewPersonalizado se // llamará al fallar la asignación de memoria for ( int i « 0 ; i < 5 0 ; i++ ) { ptr [ i ] - new double [ 5000000 ]; cout << "Se asignaron 5000000 valores double en ptr[ < // fin de main asignaron 5000000 valores double en asignaron 5000000 valores double en asignaron 5000000 valores double en asignaron 5000000 valores double en llamo a manejadorNewPersonalizado

Figura 13.6

1 3 .1 2

ptr[ ptr[ ptr[ ptr[

0 1 2 3

] ] ] ]

s e t _ n e w _ h a n d l e r e sp e cifica n d o la fu n ció n a lla m a r c u a n d o fa lle new.

L a c l a s e a u t o _ p t r y la a s ig n a c ió n d in á m ic a d e m e m o r ia

U na práctica com ún de program ación es asignar mem oria dinám ica, asignar la dirección d e esa m e moria a un apuntador, utilizar a e s c apuntador para manipular la m em oria y liberar la m em oria con


798


d e le te

Capftulo 13

cuando ésta ya no se necesite. Si ocurre una excep ció n desp ués de la asign ación de m em o

ria pero antes d e que se ejecu te la instrucción d e l e t e . puede ocurrir una fuga d e m em oria. El están dar de C + + cuenta con la plantilla de cla se a u t o _ p t r en el archivo de encabezado para tratar con esta situación. U n objeto d e la cla se a u t o _ p t r m antiene un apuntador a la m em oria asignada en forma diná m ica. C uando un ob jeto a u t o _ p t r queda fuera d e alcance, realiza una operación d e l a t e en el dato m iem bro d e su apuntador. La plantilla de cla se a u t o _ p t r proporciona lo s operadores * y > d e manera que un ob jeto a u t o _ p t r pueda utilizarse en form a sim ilar a una variable apuntador regular. 1.a figura 13.7 dem uestra un objeto a u t o _ p t r que apunta a un objeto asign ado en forma dinám ica d e la clase E n t e r o (lín eas 12-48).

1 2 3

// Fig. 13.7: figl3_07.cpp // Demostración de auto_ptr. •inelude

4 5 6

using std::cout; using std:tendí;

7 i 8

•inelude

9 10

using std::auto_ptr; // definición de la clase auto_ptr

11 12

class Entero {

13 14

public:

15

18

// constructor de Entero Entero ( int i - 0 ) : valor( i )

19

í

1ó 17

cout << "Constructor para Entero " «

20

valor << endl;

21

} // fin del constructor de Entero

22 23

// destructor de Entero -Entero() ( cout << "Destructor para Entero " «

24 25 26 27

valor << endl;

28

} // fin del destructor de Entero

29 30 31 32 33 34

// función para establecer Entero void establecerEntero( int i ) { valor - i;

35

} // fin da la función establecerEntero

36 37

// función para devolver Entero int obtenerEnterof) const

38 39 40

{

Hgura 13.7

El o b jeto a u t o _ p t r odm lnlstra la m em oria a sig n a d a en form a d in á m ica . (P a rte 1 d e 2 .)



Capitulo 13

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

799

retura valor; > // fin de la función obtenerEntero private: int valor; );

// fin de la clase Entero

// usar auto_ptr para manipular el objeto Entero int main() { cout << "Creando un objeto auto_ptr que apunta a un " << HEntero\n"; // "dirigir" a auto_ptr al objeto Entero auto_ptr< Entero > ptrARntero( new Entero( 7 ) ); cout << "\nOsando el auto_ptr para manipular al EnteroXn"; // usar auto_ptr para establecer valor de Entero ptrAEntero->establecerEntero( 9 9 ); // usar cout << << <<

68

69 70 71

auto_ptr para obtener valor de Entero "Entero después deestablecerEntero: * ( ‘ptrAEntero ).obtenerEntero() "\n\nTerminando el programa" << endl;

retura 0; }

// fin de main

Creando un objeto auto_ptr que apunta a un Entero Constructor para Entero 7 Usando el auto_ptr para manipular al Entero Entero después de establecerEntero: 99 Terminando el programa Destructor para Entero 99 Rgura

13.7

El o b je to a u t o _ p t r ad m inistra la m em oria a sig n a d a en form a d in á m ic a . (Parte 2 d e 2.)

La línea 57 crea el objeto

p tr A E n t e r o

de la cla se

a u to _ p tr

y lo inicializa co n un apunta

dor a un ob jeto E n t e r o asign ad o en form a d inám ica q u e co n tien e el valor 7. La línea 62 utiliza el operador - > sobrecargado de a u t o _ p t r para invocar a la función e s t a b l e c e r E n t e r o en el objeto

E n te ro

a u to _ p tr

al que apunta

p trA E n te r o .

para desreferenciar a

La línea 6 6 utiliza el operador * sobrecargado de

p trA E n te r o ,

lu eg o utiliza al operador punto ( . ) para invocar a

la fun ción o b t e n e r E n t e r o en el ob jeto E n t e r o al q u e apunta p tr A E n te r o . O b serve que usar el operador - > de a u t o _ p t r e s igual d e efe ctiv o que usar los operadores * y . de a u t o _ p tr:

am bos m étodos pueden utilizarse para m anipular lo s datos d el objeto

a u t o _ p tr .


E n te r o

m ediante un

800


C om o

Capítulo 13

ptrAEntero e s una variable local autom ática en main. se destruye al terminar esta

función. E sto o b liga a que se ejecu te la función delete d el objeto Entero al que apunta ptrA Entero. quien a su vez llam a al destructor de la cla se Entero. La m em oria q u e ocupa Entero se libera, sin importar có m o salga el control d el bloque (es decir, m ediante una instrucción r e t u m o una excep ción ). L o que es m ás importante, el u so de esta técn ica puede evitar fugas de m em oria. Por ejem p lo, suponga que una función d evu elve un apuntador dirigido hacia algún objeto. D esafor tunadam ente, el elem en to que llam a a la función y que recibe este apuntador tal v ez no elim in e al ob jeto, lo cual produciría una fuga de memoria. N o obstante, si la fun ción d ev u elv e un auto_ptr que apunta al objeto, éste se elim inará autom áticam ente.

Observación de ingeniería de software 13.6 Un apuntador auto_ptr tiene restricciones sobre ciertas operaciones. Por ejemplo, un auto_ptr no puede apuntar a un arreglo o a una clase contenedora estándar.

13.13 Jerarquía de excepciones de la biblioteca estándar L a exp eriencia ha dem ostrado que las excep cion es pueden acom odarse sin problem as en varias ca te gorías. El estándar d e C + + in clu ye una jerarquía de cla ses d e ex cep cio n es. C om o d ijim os anterior m en te en la secció n 13.4, esta jerarquía está encabezada por la cla se base exception (definida en e l archivo d e encabezado ), la cual co n tien e la función virtual what, cu yas cla s e s derivadas pueden sobrescribir para em itir lo s m ensajes d e error apropiados. Las c la ses derivadas inm ediatas d e la cla se b ase excepción incluyen a runtime_error y a logic_error (am bas definidas e n e l en cab ezado ), cada una de las cu ales tie ne varias cla ses derivadas. Las excep cio n es que también se derivan d e exception son las que lan zan lo s operadores d e C + + (por ejem p lo, new lanza a bad_alloc, co m o v im o s en la sección 13.11). dynamic_cast lanza a Jbad_cast (cap ítu lo 10) y typeid lanza a bad_type i¿ ( c a p í tulo 10). El incluir a bad_exceptlon en la lista d e throw de una función significa que, si ocurre una ex cep ció n inesperada, la fun ción unexpected puede lanzar a bad_exception en v e z de terminar la ejecu ción d el programa (d e manera predeterm inada) o de llam ar a otra función esp ecifi cada por set_unexpected.

Error común de programación 13.5 Si se coloca un manejador ca tch que atrape aun objeto de la clase base antes de un ca tch que atra pe a un objeto de una clase derivada de esa base clase, se produce un error de sintaxis. El manejador catcb de la clase base atrapa a todos los objetos de las clases derivadas a partir de esa clase base, por lo que el catcb de la clase derivada nunca se ejecutará. 1.a clase logic_error e s la cla se b ase d e varias c la ses de e x c ep cio n e s estándar que indican errores en la lógica d e un programa. Por ejem p lo, la cla se invalid_argument indica que se pa s ó un argum ento in válid o a una función. (G a ró que una cod ificación apropiada p uede prevenir que lo s argum entos inválidos llegu en a una función.) La cla se langtb_error indica que s e u tilizó una longitud m ayor al tamaño m áxim o perm itido para e l objeto que está siend o m anipulado. (En el ca pítulo 15 crearem os programas que lanzan ex c ep cio n e s d e tipo length_error, cuando hablem os sobre la s cadenas.) La clase out_o£_ranga indica que un valor, co m o un su bín d ice en un arre g lo , se e x c e d ió de su rango perm itido d e valores. La clase runtime__error. que utilizam os brevem ente en la secció n 13.8, es la cla se base de otras c la ses d e excep cion es estándar que indican errores producidos en tiem po de ejecu ción . Por ejem p lo, la clase osrerfl ow_error describe un error de desbordam iento aritm ético y la clase under£lov_error d escrib e un error d e desbordam iento aritm ético negativo.



Capitulo 13

801

Observación de ingeniería de software 13.7 La jerarquía estándar de la clase excaptlon sirve como un punto de inicio útil para crear excepcio nes. lx>s programadores pueden crear programas que puedan lanzar excepciones estándar, excepciones derivadas de las excepciones estándar o sus propias excepciones que no se deriven de las excepcio nes estándar.

Error común de programación 13.6 Las clases de excepciones definidas por el programador no necesitan derivarse de la clase mxcmption. Por lo tanto, si se escribe la instrucción catcb( exceptíon cual
Tip de prueba y depuración 13.3 Para atrapar todas las excepciones que se puedan lanzar en un bloque try, utilice catcb ( ... ). Hay que tener en cuenta que una debilidad asociada con el proceso de atrapar excepciones de esta for ma es que el tipo actual de la excepción atrapcula es ambiguo. Otra debilidad es que, sin un parámetro con nombre, no hay manera de hacer referencia al objeto de excepción dentro del manejador de excepciones.

Observación de ingeniería de software 13.8 Utilice la instrucción catcb ( . . . ) para llevar a cabo una recuperación que no depende del tipo de la excepción (por ejemplo, liberar los recursos comunes). La excepción puede solver a lanzarse pa ra alertar a los manejadores catcb circundantes que sean más específicos.

RESUMEN • Algunos ejemplos de excepciones comunes son un subíndice de arreglo fuera del límite, desbordamiento arit mético. división entre cero, parámetros de función inválidos y el determinar que no hay memoria suficiente pura satisfacer una petición de asignación por parte de naw. • La idea detrás del manejo de excepciones es permitir que los programas atrapen y manejen los errores, en lu gar de dejar que éstos ocurran y sufrir las consecuencias. Con el manejo de excepciones, si el programador no proporciona un medio para manejar a una excepción, el programa terminará: los errores que no son fata les por lo general permiten que un programa continúe su ejecución, pero se producen resultados incorrectos. • El manejo de excepciones está diseñado para tratar con los como resultado de la ejecución de un programa).

errores sincrónicos (es decir, errores que ocurren

• El manejo de excepciones no está diseñado para tratar con situaciones asincronas tales como llegadas de men sajes de red, completar la E/S de disco, clics de ratón y similares. • El manejo de excepciones por lo general se utiliza en situaciones en las que el error se trata en una parte dis tinta del programa (es decir, un alcance distinto) a la parte en la que se detectó el error. • Las excepciones no deben utilizarse como un mecanismo para especificar el flujo del control. Por lo general es más claro y eficiente el flujo de control con estructuras de control convencionales que con excepciones. • El manejo de excepciones debe utilizarse para procesar excepciones de componentes de software tales como funciones, bibliotecas y clases ampliamente utilizadas, en donde no tiene sentido que esos componentes ma nejen sus propias excepciones. • El manejo de excepciones debe utilizarse en proyectos grandes para manejar el procesamiento de errores de una forma uniforme para todo el proyecto. • El manejo de excepciones en C++ está enfocado a las situaciones en las que la función que detecta un error no puede encargarse de él. Dicha función lanzará (mediante throw) una excepción. Si la excepción concuer da con el tipo dei parámetro en uno de los bloques catch. se ejecuta el código de ese bloque. De no ser así, se llama a la función tarmlnata. la que de manera predeterminada llama a la función abort. • El programador encierra en un bloque try el código que podría generar una excepción. FJ bloque try va seguido inmediatamente por uno o más bloques catch. Cada bloque catch define a un manejador de ex cepciones que especifica el tipo de excepción que puede atrapar y manejar.


802


Capftulo 13

• Cuando se lanza una excepción, el control del programa sale del bloque t r y y busca ordenadamente en los bloques c a tc h un manejador apropiado. Si no se lanzan excepciones en el bloque t r y se omiten los mancjadores de excepciones para ese bloque y el programa continúa su ejecución después del último bloque

catch. • Una vez lanzada una excepción, el bloque en el que ésta ocurrió termina y el control no puede regresar di rectamente al punto de lanzamiento. • Es posible comunicar información al manejador de excepciones desde el punto de la excepción. Dicha infor mación es el tipo del objeto lanzado o la información colocada en éste. • Las excepciones lanzadas por una función en especial pueden especificarse con una especificación de excep ciones. Una especificación de excepciones vacía establece que la función no lanzará ninguna excepción. • Las excepciones se atrapan mediante el manejador de excepciones más cercano (para el bloque t r y desde el que se lanzó la excepción), especificando un tipo apropiado. • Como parte del proceso de lanzar una excepción, el operando throw se utiliza para inicializar el parámetro en el manejador de excepciones, suponiendo que exista un manejador de excepciones apropiado.

• I xís errores no siempre se comprueban en forma explícita. Por ejemplo, un bloque t r y podría parecer como que no contiene comprobación de errores sin incluir instrucciones throw. pero el código referenciado en el bloque t r y ciertamente podría hacer que se ejecutara código para comprobación de errores. • Los mandadores de excepciones están contenidos dentro de bloques catch. Cada bloque c atc h empieza con la palabra reseñada catch. seguida de paréntesis que contienen un tipo y un parámetro de nombre opcional. Después le siguen unos símbolos de llave que delinean el código de manejo de excepciones. Al atra par una excepción se ejecuta el código en el bloque catch. El manejador c atc h define su propio alcance. • El parámetro en un manejador c atc h puede ser con o sin nombre. Si el parámetro es con nombre, puede hacerse referencia a éste en el manejador. Si el parámetro es sin nombre (es decir, sólo se muestra un tipo con el fin de relacionarlo con el tipo del objeto lanzado o tres puntos suspensivos para todos los tipos), entonces el manejador ignorará al objeto lanzado. El manejador puede volver a lanzar el objeto hada un bloque t r y ex terno. • Es posible espedficar un comportamiento personalizado para reemplazar a la fundón te rm ín ate median te la creadón de otra fundón a ejecutar y propordonando d nombre de esa fundón como argumento en una llamada a la fundón eet_term lnate. • Es posible que ningún manejador concuerde con un objeto específico lanzado. Esto hace que la búsqueda de una coinddcnda continúe en un bloque t r y drcundantc. • Los manejadores de excepciones se buscan en orden para obtener una coincidenda apropiada. El primer ma nejador que coindda es d que se ejecuta. Cuando ese manejador termine de ejecutarse, d control continua rá en la primera instruedón después del último bloque catch. • El orden de los manejadores de excepdones afecta la manera en que se maneja una exoepdón. • Un objeto de clase derivada puede atraparse ya sea mediante un manejador que espedfique el tipo de la cla se derivada, o mediante manejadores que espedfiquen los tipos de cualquier clase base de esa clase derivada. • En ocasiones, un programa debe procesar muchos tipos de excepciones estrechamente rcladonados. En lu gar de proporcionar clases de excepdones por separado y manejadores catch para cada clase, un programador puede proporcionar una sola clase de excepciones y un manejador catch para un grupo de excepciones. • Es posible que, aunque haya disponible una coincidenda exacta, se d ija una coincidencia que requiera de conversiones estándar debido a que ese manejador aparezca antes del que sería una coinddencia exacta. • De manera predeterminada, si no se encuentra un manejador para una excepdón, el programa termina. • Un manejador de excepciones no puede utilizar directamente las variables en el alcance de su bloque La información que el manejador necesita normalmente se pasa en el objeto lanzado.

try .

• Un manejador que atrapa a un objeto de la clase derivada debe colocarse antes de un manejador que atrapa a un objeto de la d ase base. • Cuando se atrapa una excepdón es posible que los recursos puedan haber sido asignados pero que todavía no se liberen en d bloque try . El manejador catch debe liberar estos recursos.



Capitulo 13

803

• Es posible que un manejador catch decida que no puede procesar una excepción. En este caso, el manejador puede volver a lanzarla. Para ello se utiliza la instrucción throw sin argumentos. Si no se lanzó ninguna ex cepción desde un principio, la instrucción throw sin argumentos ocasiona una llamada a term ín ate. • Incluso si un manejador puede procesar una excepción, y sin importar si realiza algún tipo de procesamien to o no con esa excepción, el manejador puede volver a lanzarla para su posterior procesamiento fuera del manejador. Una excepción que se vuelve a lanzar se detecta por el siguiente bloque t r y circundante y se ma neja por un manejador de excepciones que aparezca en la lista de ese bloque t r y circundante. • La función unaxpactad llama a una función especificada con la función a«t_unaxp«ct*d. Si no se ha especificado una función de esta forma, se llama a te rm ín a te de manera predeterminada. • La función te rm ín ate puede llamarse de varias formas: en forma explícita; si no puede atraparse una excepción lanzada; si la pila se vuelve corrupta durante el manejo de excepciones; como la acción predeter minada en una llamada a unexpected; o si. durante la limpieza de la pila iniciado por una excepción, el intento de un destructor por lanzar una excepción ocasiona una llamada a term ínate.

contiene los prototipos para se t_ te rm in a te y set_unexpected. Las funciones eet_ term ln ate y set. unexpected devuelven apuntadores a la última función llamada por te rm ín ate y unexpected. respectivamente (0 si se están llamando por primera vez). Estas funcio

• El encabezado •

nes permiten al programador guardar el apuntador a la función de manera que pueda restaurarse posterior mente. • Las funciones se t_ te rm ln a te y set_unexpected toman como argumentos apuntadores a funciones con tipos de retomo void y sin argumentos. • Si la última acción de una función de terminación definida por el programador no es salir de un programa, se llamará a la función a b o rt para terminar la ejecución del programa una vez que se hayan ejecutado las de más instrucciones de la función de terminación definida por el programador. • Una excepción lanzada fuera de un bloque

try

hará que el programa termine.

• Si no puede encontrarse un manejador después de un bloque try . la limpieza de la pila continúa hasta que se encuentra un manejador apropiado. Si definitivamente no se encuentra un manejador, entonces se hace una llamada a term ín ate, que de manera predeterminada termina el programa con abort. • Las especificaciones de excepciones enlistan a las excepciones que pueden lanzarse desde una función. Ésta puede lanzar ya sea las excepciones indicadas o los tipos derivados. Si se lanza una excepción que no apa rezca en la lista de especificación de excepciones, se hace una llamada a unexpected. • Si una función lanza una excepción de cierto tipo de clase, esa función también puede lanzar excepciones de todas las clases derivadas de esa ciase con herencia public. • Las excepciones lanzadas desde constructores ocasionan una llamada a los destructores para todos los obje tos completados de la clase base y los objetos miembro del objeto que se está construyendo que estén com pletados. antes de que se lance la excepción. • Si un arreglo de objetos está parcialmente construido al momento de ocurrir una excepción, sólo se llamará a los destructores para los elementos del arreglo que estén completamente construidos. • Las excepciones lanzadas desde destructores pueden atraparse si se encierra la función que llama al destruc tor en un bloque t r y y se proporciona un manejador c atc h con el tipo apropiado. • El estándar de C++ especifica que al fallar naw. debe lanzar una excepción d archivo de encabezado ).

bad_alloc

(ésta se define en

• Algunos compiladores no cumplen con el estándar de C++ y aún siguen utilizando la versión de new que de vuelve 0 al fallar. • La función aat_naw_handlar (cuyo prototipo se encuentra en el archivo de encabezado ) toma como su argumento un apuntador de función a una función que no toma aigumentos y devuelve void. El apuntador de función se registra como la función a llamar cuando falle naw. Una vez registrado un maneja dor de naw con aat_naw_handlar. naw no lanzará la excepción bad_alloc al fallar.


804


Capftulo 13

a u to _ p tr mantiene un apuntador a cierta memoria asignada en forma dinámica. a u to _ p tr queda fuera de alcance, realiza una operación d e la te en su dato miembro plantilla de clase a u to _ p tr proporciona los operadores * y - > para que un objeto

• Un objeto de la clase Cuando un objeto

apuntador. 1.a a u to _ p tr pueda utilizarse como una variable apuntador regular.

• El estándar de C++ incluye una jerarquía de clases de excepciones encabezadas por la clase base

tio n

(definida en el archivo de encabezado

), la cual ofrece el servicio what ( )

excep-

que se so

brescribe en cada clase derivada para emitir un mensaje de error apropiado. • Incluir a bad_except ion en la lista de

throw de la definición de una función significa que, si ocurre una unexpected lanzará la excepción bad_exceptlon en lugar de termi nar (de manera predeterminada) o de llamar a otra función especificada con set_unexpected.

excepción inesperada, la función

• Utilice

catch (

...

) para atrapar a todas las excepciones.

TERMINOLOGÍA Abort aplicación de misión crítica archivo de encabezado archivo de encabezado archivo de encabezado archivo de encabezado argumento de catch atrapar a un grupo de excepciones atrapar a una excepción

lanzar una excepción lanzar una excepción inesperada

1e n g th _ a rro r limpieza de la pila lista de excepciones Ssta de throw

lo y ic _ e rro r manejador de excepciones manejador para una clase base manejador para una clase derivada man ej adores de excepciones anidados manejar una excepción

a u to _ p tr bad a llo c bad caat bad axcaption bad typeld bloque catch

objeto de excepción

bloque t r y bloque t r y circundante

out_of_range overflow _error

c a tc h ( ... )

punto de lanzamiento robustez

new_.handler nothrow

condición excepcional declaración de excepción

dynamic_cast especificación de excepciones especificación de excepciones vacía especificación de throw vacía excepción excepción no atrapada

e x it expresión throw función sin especificación de excepciones

ru n t ime e rro r s e t new handler s e t term ín ate s e t unexpected term ín ate throw sin argumentos tolerancia a fallas

u n d e rflo w e rro r unexpected volver a lanzar una excepción

Inva 1idarg-um ent



Capitulo 13

805


Liste cinco ejemplos comunes de excepciones.

13.2

Dé varias razones de por qué las técnicas de manejo de excepciones no deben utilizarse para el control convencional del programa.

13.3

¿Por qué son apropiadas las excepciones para tratar con los errores producidos por las funciones de bi blioteca?

13.4

¿Qué es una “fuga de recursos”?

13.5

Si no se lanzan excepciones en un bloque t r y . ¿hacia dónde procede el control después de que el blo que t r y completa su ejecución?

13.6

¿Qué ocurre si una excepción se lanza fuera de un bloque t r y ?

13.7

Escriba una ventaja clave y una desventaja clave en cuanto al uso de c a t c h ( . . .

13.8

¿Qué ocurre si ningún manejador c a t c h concuerda con el tipo de un objeto lanzado?

13.9

¿Qué sucede si varios manejadores concuerdan con el tipo de objeto lanzado?

13.10

¿Por qué especificaría un programador un tipo de clase base como el tipo de un manejador c a t c h y después lanzaría objetos de tipos de clases derivadas?

13.11

Suponga que está disponible un manejador c a t c h que concuerda exactamente con el tipo de un obje to de excepción. ¿Bajo qué circunstancias podría ejecutarse un manejador distinto para los objetos de excepción de ese tipo?

13.12

¿El lanzamiento de una excepción debe ocasionar la terminación del programa?

).

1 3 .1 3 ¿Qué ocurre cuando un manejador c a t c h lanza una excepción? 1 3 .1 4 ¿Qué hace la instrucción t h r o w ; ? 1 3 .1 5 ¿Cómo restringe el programador los tipos de excepciones que puede lanzar una función? 1 3 .1 6 ¿Qué ocurre si una función lanza una excepción de un tipo no permitido por la especificación de ex cepciones de esa función? 13.17 ¿Qué ocurre con los objetos automáticos que se han construido en un bloque t r y cuando ese bloque lanza una excepción?


Memoria insuficiente para satisfacer una nueva petición de new, subíndice de arreglo fuera delim ites, desbordamiento aritmético, división entre cero, parámetros de función inválidos.

13.2

a) El manejo de excepciones está diseñado para manejar las situaciones que ocurren oon poca frecuencia y que a menudo provocan la terminación del programa, de manera que los escritores de compiladores no tengan que implementar el manejo de excepciones para obtener un rendimiento óptimo, b) El flujo de con trol con las estructuras de control convencional por lo general es más claro y más eficiente que con las excepciones, c) Pueden surgir problemas debido la limpieza de la pila al ocurrir una excepción y los re cursos asignados antes de la excepción podrían no ser liberados, d) I-as excepciones “adicionales” hacen aún más difícil para el programador el manejar un mayor número de casos de excepciones.

13.3

Es improbable que una función de biblioteca lleve a cabo un procesamiento de errores que satisfaga las necesidades únicas de cada usuario.

13.4

Un programa que termina en forma abrupta podría dejar un recurso en un estado en el que otros pro gramas no podrán adquirirlo.

13.5

lo s manejadores de excepciones (en los bloques c a t c h ) para ese bloque t r y se omiten y el progra ma continúa la ejecución después del último bloque c a t c h .

13.6

Una excepción lanzada fuera de un bloque t r y ocasiona una llamada a te r m ín a te .


806


Capftulo 13

13.7

La forma c a t c h ( . . . ) atrapa a cualquier tipo de excepción lanzada en un bloque t r y . Una ven taja es que se atraparán todas las excepciones posibles. Una desventaja es que esta forma de c a t c h no tiene parámetro, por lo que no puede hacer referencia a la información en el objeto lanzado y no pue de saber la causa de la excepción.

1 3 .8

Esto ocasiona que la búsqueda de una coincidencia continúe en el siguiente bloque t r y circundante. A medida que continúe este proceso, se podría determinar eventualmente que no hay un manejador en el programa que concuerde con el tipo del objeto lanzado; en este caso se llama a t e r m í n a t e , quien a su vez llama a a b o r t . Puede proporcionarse una función t e r m í n a t e alternativa como argumento para « e t , . t e r m í n a t e .

1 3 .9

Se ejecuta el primer manejador de excepciones que concuerde después del bloque t r y .

1 3.10

Es una buena forma de atrapar tipos relacionados de excepciones.

13.11

Un manejador que requiera de conversiones estándar puede aparecer antes de uno que concuerde exac tamente.

1 3.12

No, pero sí termina el bloque en el que se lanzó la excepción.

1 3.13

La excepción se procesará por un manejador c a t c h (si es que existe uno) que esté asociado con el blo que t r y (si es que existe uno) que encierra al manejador c a t c h que produjo la excepción.

1 3.14

Vuelve a lanzar la excepción.

1 3.15

Proporciona una especificación de excepciones que enlista los tipos de excepciones que puede lanzar esa función.

1 3.16

Se llama a la función u n a x p a c t a d .

1 3.17

Mediante el proceso de la limpieza de la pila se llama a los destructores para cada uno de estos objetos.

EJERCICIOS 1 3.18

Enliste las diversas condiciones excepcionales que han ocurrido en programas a lo largo de este libro. Enliste todas las condiciones excepcionales adicionales que pueda. Para cada una de éstas, describa bre vemente cómo un programa manejaría generalmente la excepción, utilizando las técnicas de manejo de excepciones descritas en este capítulo. Algunas excepciones típicas son la división entre cero, el des bordamiento aritmético, un subíndice de arreglo fuera de límite, agotamiento del espacio libre, etcétera.

1 3.19 ¿Bajo qué circunstancias el programador no proporcionaría un nombre de parámetro al definir el tipo del objeto que debe ser atrapado por un manejador? 1 3.20

Un programa contiene la instrucción: th r o w ; ¿En dónde esperaría usted encontrar normalmente dicha instrucción? ¿Qué pasaría si esa instrucción apareciera en una parte distinta del programa?

13.21

¿Bajo qué circunstancias utilizaría usted la siguiente instrucción? ca tc h ( . . .

) { th r o w ; )

1 3.22 Compare y contraste el manejo de excepciones con los otros esquemas de procesamiento de errores des critos en el libro. 1 3.23

Enliste las ventajas del manejo de excepciones sobre los medios convencionales para procesar errores.

1 3.24

Dé las razones de por qué las excepciones no deben utilizarse como una forma alternativa de control del programa.

1 3.25

Describa una técnica para manejar excepciones relacionadas.

1 3.26

Hasta este capítulo, hemos descubierto que puede ser difícil tratar con los errores detectados por los constructores. El manejo de excepciones nos ofrece una excelente manera de tratar con dichos errores.



Capitulo 13

807

Considere un constructor para una clase llamada Cadena. El constructor usa a naw para obtener es pacio del almacenamiento libre. Suponga que naw falla. Muestre cómo se encargaría de este problema sin el manejo de excepciones. Hable sobre las cuestiones clave. Muestre cómo se encargaría de este pro blema de agotamiento de memoria mediante el manejo de excepciones. Explique por qué es mejor uti lizar el método del manejo de excepciones.

13.27 Suponga que un programa lanza una excepción y que el rnanejador de excepciones apropiado empieza a ejecutarse. Ahora suponga que el mismo rnanejador de excepciones lanza la misma excepción. ¿Pro voca esto una recursividad infinita? Escriba un programa para verificar su observación.

13.28 Utilice la herencia para crear una clase base de excepciones y varias clases de excepciones derivadas. Luego demuestre que un rnanejador c a t c h que especifique la clase base puede atrapar excepciones de las clases derivadas.

13.29 Muestre una expresión condicional que devuelve ya sea un d o u b la o un i n t . Proporcione un manejador c a t c h tipo i n t y uno tipo d o u b la . Demuestre que sólo el rnanejador c a t c h tipo d o u b la se ejecuta, sin importar si se devuelve el valor i n t o d o u b la . 13.30 Escriba un programa diseñado para generar y manejar un error de agotamiento de memoria. Su progra ma debe iterar al recibir una petición para crear almacenamiento dinámico mediante el operador naw. 13.31 Escriba un programa que muestre que se llama a todos los destructores para los objetos construidos en un bloque antes de que se lance una excepción desde ese bloque.

13.32 Escriba un programa que muestre que se llama a los destructores de los objetos miembro sólo para esos objetos miembro que se construyeron antes de que ocurriera una excepción.

13.33 Escriba un programa que demuestre cómo se atrapa una excepción con c a t c h ( . . .

).

13.34 Escriba un programa que muestre que el orden de los manejadores de excepciones es importante. El primer rnanejador que concuerde es el que se ejecuta. Intente compilar y ejecutar su programa en dos formas distintas para mostrar que los dos rnanejadores distintos se ejecutan con dos efectos distintos.

13.35 Escriba un programa que muestre cómo un constructor pasa información sobre la falla del constructor a un rnanejador de excepciones después de un bloque t r y . 13.36 Escriba un programa que muestre cómo volver a lanzar una excepción. 13.37 Escriba un programa que muestre que una función con su propio bloque t r y no tiene que atrapar todos los posibles errores generados dentro de este bloque t r y . Algunas excepciones pueden pasarse hacia, y ser manejadas en, alcances exteriores.

13.38 Escriba un programa que lance una excepción desde una función profundamente anidada y que de tosdas formas el rnanejador c a tc h , que va después del bloque t r y que encierra a la cadena de llamadas, pueda atrapar a esa excepción.


14 Procesamiento de archivos

Objetivos • Aprender a crear, leer, escribir y actualizar archivos. • Fam iliarizarse con el procesam iento d e archivos de a c c e so sccucncial. • Fam iliarizarse con el procesam iento d e archivos d e acceso aleatorio. • Poder esp ecificar op eracion es d e E/S sin form ato d e alto rendim iento. • Com prender las d iferencias entre el procesam iento d e archivos de datos con form ato y de archivos de datos sin formato. • Crear un programa para procesar transacciones utilizando el procesam iento de archivos d e acceso aleatorio.

l £ 0 u na p a rte en su totalidad. Sam uel G old w yn

D ebo suponer q u e un docum ento "N o arch iva r ” se archiva en un archivo "N o archivar Senador Frank Church A ud iencia del S ub com ité d e in teligen cia del senado, 1975


Capitulo 14


809

Plan general 14.1 Introducción 14.2 Jerarquía de datos 14.3 Archivos y flujos 14.4 Creación de un archivo de acceso secuencial 14.5 Cóm o leer datos de un archivo de acceso secuencial 14.6 Actualización de archivos de acceso secuencial 14.7 Archivos de acceso aleatorio 14.8 Creación de un archivo de acceso aleatorio 14.9 Cóm o escribir datos en forma aleatoria en un archivo de acceso aleatorio 14.10 Cóm o leer datos secuenciaImente desde un archivo de acceso aleatorio 14.11 Ejemplo: un programa para procesar transacciones 14.12 Entrada/salida de objetos Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios

14.1 Introducción FJ alm acenam iento de datos en variables y arreglos e s tem poral. L os archivos se utilizan para lograr la persisten cia de los d a to s : la retención perm anente de grandes cantidades de datos. L as com p utado ras guardan archivos en dispositivos de alm acenam iento secundario co m o d isco s m agnéticos, óp ti co s y cintas. En e ste capítulo exp licarem os có m o construir programas en C + + para crear, actualizar y procesar archivos de datos. C onsiderarem os tanto lo s archivos de a cceso secu en cial co m o lo s archivos d e a cceso aleatorio. Com pararem os el procesam iento de archivos d e datos con form ato con el procesam iento de archivos d e d atos sin form ato. En el capítulo 15 exam inarem os técnicas para in troducir datos d esd e, e im prim ir datos hacia, cadenas e n lugar d e archivos.

14.2 Jerarquía de datos En el fondo, todos lo s elem en tos d e datos p rocesad os por las com putadoras digitales se reducen a com b inacion es de ceros y unos. Esto ocurre d eb id o a q u e e s sim p le y eco n ó m ico el construir d is p ositivos electrón icos q u e puedan asum ir d o s estad os estables: un estado representa al 0 y el otro estado representa al 1 . Es admirable que las im presionantes fun cion es desem peñadas por las com pu tadoras im pliquen só lo las m anipulaciones m ás fundam entales de Os y l s . El elem en to d e datos más pequeño que las com putadoras soportan se c o n o c e co m o bit (abre viación de “dígito binario ”, o “binary digit ” en inglés: un dígito que p uede asum ir uno de d os v alo res). Cada elem en to d e datos, o bit, p uede asum ir ya sea el valor 0 o el valor 1 . L os circuitos de la com putadora realizan varias m anipulaciones d e bits sim p les, co m o exam inar el valor de un bit, e s tablecer el valor d e un bit e invertir un bit (d e 1 a 0 o viceversa). La program ación con d atos en la form a de nivel bajo representada por lo s bits e s a lg o c o m plicado. E s preferible programar co n datos en form as co m o dígitos decim ales (es decir. 0, 1 , 2 , 3 , 4 . 5, 6 , 7, 8 y 9), letras (de la A hasta la Z y de la a hasta la z) y sím bolos especiales ($, @ , % ,& ,* , (, ),

+ , ", :, ?, / y m uchos más). Los d ígitos, las letras y lo s sím b o lo s esp ecia les se con ocen co m o

caracteres. El conjunto d e todos lo s caracteres utilizados para escribir programas y representar e le m entos de datos en una com putadora esp ecífica s e c o n o c e co m o el conjunto de caracteres d e esa


810


Capítulo 14

com putadora. C o m o las com putadoras pueden procesar s ó lo l s y Os. cada uno d e lo s caracteres en un conjunto d e caracteres d e una com putadora está representado por un patrón d e l s y Os. Los bytes están com p uestos de o ch o bits. L os program adores crean program as y elem en tos d e datos con los caracteres; las com putadoras manipulan y procesan esto s caracteres co m o patrones d e bits. Por ejem p lo, C ++ proporciona el tipo de datos ch&r. que ocupa un byte. C + + tam bién proporciona e l tipo d e datos wchar_t, que puede ocupar más de un byte (para dar soporte a con ju n tos de caracteres m ás exten sos, com o e l conjunto J e caracteres Unicode® ). A sí co m o los caracteres están com p uestos de bits, lo s cam pos están com p u estos de caracteres. Un cam po es un grupo d e caracteres que transfiere cierto sign ificad o. Por ejem plo, un cam po que co n siste d e letras m ayúsculas y m inúsculas puede representar el nom bre d e una persona. Los elem en tos d e datos procesados por las com putadoras forman una jera rq u ía de datos (figura 14.1), en la que lo s elem en tos de datos se vu elv en m ás grandes y co m p lejo s en estructura a medida que progresam os d e bits, a caracteres, a cam p os y a estructuras de datos m ás grandes. Por lo gen eral, un registro (es decir, struct o class en C + + ) está co m p u esto de varios cam p o s (co n o cid o s co m o datos m iem bro en C + + ). Por ejem p lo, en un sistem a de nóm inas un registro para cierto em p lead o podría incluir los sigu ien tes cam pos: 1. N úm ero de identificación del em pleado. 2. N om bre. 3. D irección. 4. Salario por hora. 5. N úm ero de ex en cion es reclamadas. 6. Ingresos acum ulados. 7. Cantidad d e im pu estos retenidos.

A rch ivo

í

J u d

Cam po

! 01 00 1 0 1 0

í i

Rgura 14.1

Byte (c a rá c te r J del c ó d ig o ASCII)

Bit

Jerarquía d e datos.


Capitulo 14


811

Por en d e, un registro e s un grupo de cam p os relacionados. En el ejem p lo anterior, cada cam po está asociad o co n el m ism o em pleado. Un archivo e s un grupo d e registros relacionados.1 El archivo de nóm ina d e una com pañía por lo general contiene un registro para cada em pleado. Por lo tanto, un archivo de nóm ina para una pequeña com pañía podría contener só lo 22 registros, m ientras que un ar ch ivo de nóm ina para una com pañía grande podría contener 100,000 registros. Es m uy com ún para una com p añía tener m uchos archivos, algunos con ten ien d o m illon es, m iles d e m illon es o in clu so b illo n es de caracteres de inform ación. Para facilitar la recuperación de ciertos registros esp e cífic o s d e un archivo, por lo m en o s un cam po en cada registro se e lig e co m o clave de registro. Una clave d e registro identifica a un regis tro co m o perteneciente a una persona o entidad esp ecífica y lo distingue d e lo s dem ás registros. En el registro de nóm ina antes descrito, el núm ero d e identificación del em p lead o s e elegiría general m ente c o m o la cla v e d el registro. H ay m uchas form as de organizar lo s registros en un archivo. U n tipo com ún d e organización es el archivo secuencial , en el que los registros por lo general se guardan en el orden estab lecid o por un cam po d e clave d e registro. En un archivo de nóm ina lo s registros com únm ente s e co lo ca n en el orden estab lecid o por el núm ero d e identificación d el em pleado. El prim er registro de em p lead o en el archivo contiene el núm ero de identificación de em p lead o m ás bajo y lo s registros subsecuentes contienen núm eros d e identificación d e em p lead o cada vez m ayores. La m ayoría d e las em presas u tiliza diversos archivos para alm acenar datos. Por ejem p lo, una com pañía podría tener archivos de nóm ina, archivos de cu en tas por cobrar (m ostrando el dinero que deben lo s clien tes), lo s archivos d e cuentas por pagar (m ostrando el dinero que se d eb e a lo s provee dores), archivos de inventario (m ostrando h ech os acerca d e lo s artículos que m aneja la em presa) y m uchos otros tipos d e archivos. Un grupo d e archivos relacionados por lo general se alm acena en una base de d atos. U n conjunto de program as d iseñ ado para crear y administrar b ases de d atos se co n o ce com o sistem a de adm inistración d e bases d e dalos (DBMS).

14.3 Archivos y flujos C + + v e a cada archivo c o m o una secu en cia d e b ytes (figura 14.2). Cada archivo termina ya se a con un m arcador de f i n de archivo o en un número de b yte esp e cífic o , registrado en una estructura de datos adm inistrativa que m antiene el sistem a. A l a b rir un archivo se crea un objeto y se asocia un flujo con ese objeto. En el capítulo 12 v im o s q u e lo s objetos cin. cout, cerr y clog se crean cuando s e in clu ye a . L os flujos aso cia d o s co n esto s ob jetos proporcionan canales de com u nicación entre un programa y un archivo o d isp o sitiv o esp ecífico . Por ejem p lo, el objeto cin (objeto de flujo d e entrada estándar) perm ite a un programa introducir datos d esd e el teclado o d e s de otros d isp ositivos, el ob jeto cout (objeto d e flujo d e salida estándar) perm ite a un programa im primir datos en la pantalla o en otros d isp ositivos, lo s objetos cerr y clog (objetos de flujo de error estándar) perm iten a un programa im prim ir m ensajes de error e n la pantalla o en otros d ispositivos.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

•** ...

Figura 14.2

n-1 m a rc a d o r d e fin d e archivo

La form a e n q u e C ++ v e a un archivo d e n bytes.

1. Por k) general, un archivo puede contener datos arbitrarios en formatos arbitrarios. En algunos sistemas operati vos, un archivo se ve simplemente como una colección de bytes. En dicho sistema operativo, cualquier organiza ción de los bytes en un archivo (como el organizar los datos en registros) es una vista creada por el programador de aplicaciones.


812


Capítulo 14

Para llevar a cab o el procesam iento de archivos e n C + + . deben incluirse lo s archivos d e encabe zado y . El encabezado incluye las d efin icio n es para las plantillas d e clase d e flujos baBic_l£atream (para la entrada d e archivos). baaic_o£atream (para la salida de archivos) y baaíc_£atream (para la entrada y la salida). Cada plantilla de cla s e tiene una esp ecialización de plantilla predefinida que perm ite las operaciones d e E /S co n valores char. A dem ás, la b iblioteca fstream ofrece un conjunto de d efin icio n es typedef que ofrecen alias para estas csp ccia liza cio n cs de plantilla. Por ejem p lo, typedef i£atream representa a una esp ecialización d e basic_if stream que perm ite introducir valores char desde un archivo. De manera sim ilar, typedef o£atream representa a una esp ecialización d e basic_ofstream que perm ite imprimir valores char en archivos. A dem ás, typedef £atream representa a una e sp e cialización d e basic_fstream que perm ite introducir valores char d esd e, e im prim ir valores char hacia, archivos. Para abrir archivos, se crean ob jetos de estas csp ccia liza cio n cs de plantillas de flujos. Estas plan tillas se “derivan” d e las plantillas de clase basic_istream. basic_ostream y basic_ios-

tream, respectivam ente. Por lo tanto, todas la s fun cion es m iem bro, operadores y m anipuladores que pertenecen a estas plantillas (que d escrib im os en el capítulo 12) pueden tam bién aplicarse a los flujos d e archivos. La figura 14.3 sintetiza las relaciones de herencia de las c la ses de E/S que hem os descrito hasta este m om ento.

14.4 Creación de un archivo de acceso secuencial C + + no im pone una estructura en un archivo. Por lo tanto, no existe un con cep to tal co m o un “ regis tro” en un archivo d e C ++. C onsecu en tem en te, el programador d eb e estructurar lo s archivos de forma que se pueda cum plir co n lo s requerim ientos de la aplicación. En el sigu ien te ejem p lo vere m os c ó m o el programador puede im poner una estructura sim p le d e registros en un archivo. La figura 14.4 crea un archivo de acceso secuencial que podría utilizarse en un sistem a d e cu en tas por cobrar para ayudar a administrar e l dinero que d eben lo s d ie n te s con crédito d e una com pa ñía. Para cada clien te, el programa ob tien e el núm ero de cuenta, el nom bre d el clien te y su saldo (es decir, la cantidad que el clien te debe a la com pañía por los b ien es y serv icio s recibidos en el pasa d o). L o s datos q u e se obtienen para cada clien te constituyen un registro para ese cliente. El número

Rgura 14.3

La porción de la jerarquía de plantillas de E/S de flujos.


Capitulo 14


813

de cuenta actúa co m o la clave d e registro en esta aplicación; es decir, el programa crea y m antiene el archivo ordenado por el núm ero de cuenta. Este programa asu m e que e l usuario introduce lo s registros e n ese orden. En un com p leto sistem a de cuentas por cobrar se ofrecería una herramienta para ordenar, de manera que el usuario pueda introducir lo s registros en cualquier orden; desp ués éstos se ordenarían y se escribirían en el archivo.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

// Pig. 14.4s figl4_04.cpp // Creación da un archivo aacuancial. tinclude uaing atd::cout; uaing atd::cin; uaing atdxiioa; uaing atd::cerr; uaing atd::andl;

12

finclude

13 14 15 16 17

uaing atd::ofatream;

18

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

tinclude

// prototipo de exit

int main()

{ //el conetructor de ofatream abre el archivo ofatream archivoClienteaSalida( "clientes.dat", ioa::out ); // aalir del programa ai no ae puede crear el archivo if ( (archivoClienteaSalida ) { // operador I sobrecargado cerr << "No se pudo abrir el archivo" << endl; exit( 1 ); ) // fin de instrucción if cout << "Escriba el numero de cuenta, nombre y saldo." << endl << "Escriba fin de archivo para terminar la entrada.\n? *; int cuenta; char nombre [ 30 1; double saldo; // leer cuenta, nombre y saldo de cin, después colocarlos en el archivo while ( cin >> cuenta >> nombre >> saldo ) { archivoClienteaSalida « cuenta « ' ' « nombre « ' • « saldo << endl; cout « *? "; ) // fin de instrucción while return 0;

// el destructor de ofatream cierra el archivo

) // fin de main

Figura 14.4

Creación de un archivo secuencial. (Parte 1 de 2.)


814


Capítulo 14

Escriba el numero de cuenta, nombre y saldo. Escriba fin de archivo para terminar la entrada. 7 100 Jones 24.98 7 200 Doe 345.67 7 300 White 0.00 7 400 Stone -42.16 7 500 Rich 224.62 7 AZ Figura 14.4

Creación d e un archivo secuenclal. (Parte 2 d e 2.)

E x a m in a r e m o s e s te p ro g ra m a . C o m o s e in d ic ó a n te r io r m e n te , lo s a r c h iv o s s e a b r e n m e d ia n te la

if stream. of stream o fstream. E n e l p r o g ra m a d e la f ig u ra 14.4, e l a r c h i of stream. S e p a s a n d o s a rg u m e n to s a l c o n s tr u c to r d e l o b je to : e l nombre del archivo y e l modo de apertura del archivo. P a ra u n o b je to of stream. e l m o d o d e a p e r tu r a d e l a rc h iv o p u e d e s e r ios: :out p a ra im p r im ir d a to s e n u n a r c h i v o o ios: :app p a r a a n e x a r d a to s a l fin a l d e u n a r c h iv o (sin m o d if ic a r lo s d a to s q u e y a s e e n c u e n tr e n e n e l m is m o ). L o s a r c h iv o s e x is te n te s q u e s e a b r e n c o n e l m o d o ios::out s e truncan, e s c r e a c ió n d e o b je to s

v o s e a b r ir á e n m o d o d e s a lid a , p o r lo q u e s e c re a u n o b je to

d e c ir , s e d e s c a rta n to d o s lo s d a to s e n e l a rc h iv o . S i e l a rc h iv o e s p e c ific a d o n o e x is te to d a v ía e n to n ces

of stream c re a

e l a r c h iv o u tiliz a n d o e s c n o m b re d e a rc h iv o .

of stream d e n o m b r e archivoClientesSalida q u e e s tá clientes.dat q u e s e a b r e e n m o d o d e s a lid a . L o s a rg u m e n to s ios: :out s e p a s a n a l c o n s tru c to r d e of stream. q u e a b r e e l a rc h iv o . C o n

L a lín e a 2 0 c r e a u n o b je to a s o c ia d o c o n e l a r c h iv o

'“clientes.dat"

e

e s to s e e s ta b le c e u n a “ lín e a d e c o m u n ic a c ió n ” c o n e l a rc h iv o . D e m a n e r a p r e d e te rm in a d a , lo s o b je to s

of stream s e

a b r e n e n m o d o d e s a lid a , p o r lo q u e la lín e a 2 0 p o d r ía h a b e r e je c u ta d o la in s tru c c ió n :

of stream archivoCl lente sSal ida ( '‘clientes.dat" ); p a ra a b r ir e l a r c h iv o

clientes.dat e n

m o d o d e s a lid a . L a f ig u r a 1 4 .5 lis ta lo s m o d o s d e a p e rtu

r a d e a rc h iv o s .

Error común do programación 14.1 Tenga cuidado al abrir un archivo existente en modo de salida (loa: :out), especialmente si desea presentir el contenido de ese archivo, que se descartará sin as'iso.

Modo

Descripción

ios:app

Anexa toda la salida al final del archivo.

ios::ate

Abre un archivo en modo de salida y se desplaza al final de éste (por lo general se utiliza para anexar datos a un archivo). Los datos pueden escribirse en cualquier parte del archivo.

ios::in

Abre un archivo en modo de entrada.

ios::out ios:ttrunc

Abre un archivo en modo de salida.

ios::binary

Abre un archivo en modo binario (es decir, no de texto) de entrada o salida.

Rgura 14.5

Descarta el contenido del archivo si es que existe (ésta también es la acción prede terminada para ios: :out).

Modas de apertura de archivos.


Capitulo 14


P u e d e c r e a r s e u n o b je to

ofstream

815

sin a b r ir u n a r c h iv o e s p e c ífic o ; p u e d e u n irs e u n a r c h iv o a

e s c o b je to p o s te rio rm e n te . P o r e je m p lo , l a in s tru c c ió n :

ofatream archivoClientesSalida;

ofstream lla m a d o archivoClientesSalida. L a f u n c ió n m ie m b r o open d e ofstream a b r e u n a r c h iv o y lo u n e a u n o b je to ofstream e x is te n te , c o m o s e m u e s tra a c o n ti c r e a u n o b je to n u a c ió n :

archivoClientesSalida.open( "clientes.dat", ios::out );

Error común do programación 14.2 Si no se abre un archivo antes de intentar hacer referencia ai mismo dentro de un programa, se produ

cirá un error.

ofstream y d e in te n ta r a b r ir lo , e l p r o g ra m a v e rific a si l a o p e r a if d e la s lín e a s 2 3 a 2 7 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o o p e r a d o r s o b r e c a r g a d o operatorl d e ios p a r a d e te r m in a r s i la o p e r a c ió n d e a p e r tu ra tu v o é x ito o fra c a s ó . L a c o n d ic ió n d e v u e lv e u n v a lo r true si s e a c tiv a el b it failbit o badbit p a r a e l f lu jo e n l a o p e r a c ió n open. A lg u n o s p o s ib le s e r r o re s so n : in te n ta r a b r ir u n a rc h iv o n o e x is te n te e n m o d o D e s p u é s d e c re a r u n o b je to

c ió n d e a p e r tu r a tu v o é x ito . L a e s tr u c tu r a

d e le c tu ra , in te n ta r a b r ir u n a r c h iv o p a ra le c tu r a sin p e r m is o y a b r ir u n a r c h iv o p a r a e s c r itu r a c u a n d o n o h a y e s p a c io d is p o n ib le e n d is c o . S i la c o n d ic ió n in d ic a u n in te n to f a llid o d e a b r ir e l a r c h iv o , la lín e a 2 4 im p r im e e l m e n s a je d e

“No se pudo abrir el archivo”,y la p ro g ra m a . H1 a r g u m e n to p a r a exit s e d e v u e lv e

exit p a r a

erro r

lín e a 2 5 in v o c a a la fu n c ió n

te r m in a r

el

a l e n to r n o d e s d e e l q u e s e in v o c ó e l p r o g ra m a .

U n a r g u m e n to d e 0 in d ic a q u e e l p r o g ra m a te r m in ó e n f o rm a n o r m a l; c u a lq u ie r o tr o v a lo r in d ic a q u e e l p r o g r a m a te r m in ó d e b id o a u n e rro r. E l e n to r n o q u e h a c e l a lla m a d a ( q u e e s m u y p r o b a b le s e a el s is te m a o p e r a tiv o ) u tiliz a e l v a lo r d e v u e lto p o r

exit

p a r a r e s p o n d e r a p r o p ia d a m e n te a l e rro r.

O tra fu n c ió n m ie m b ro s o b re c a rg a d a d e l o p e ra d o r d e

ios. operator void*, c o n v ie rte

e l flu jo

e n a p u n ta d o r, d e m a n e r a q u e p u e d a e v a lu a r s e c o m o 0 (e s d e c ir, e l a p u n ta d o r n u lo ) o c o m o u n v a lo r

failbit o badbit 0 (falsa). L a c o n d ic ió n e n la e s tr u c tu r a whila d e la s lín e a s 3 7 a 4 2 in v o c a a la f u n c ió n m ie m b r o oparator void* e n cin d e m a n e ra im p líc ita . L a c o n d ic ió n p e r m a n e c e c o m o true m ie n tr a s q u e n o s e a c tiv e n lo s b its failbit y badbit p a ra cin. A l in tr o d u c ir e l in d ic a d o r d e fin d e a r c h iv o s e a c tiv a e l b it failbit p a r a cin. L a f u n c ió n oparator void* p u e d e u tiliz a rs e p a ra e v a lu a r u n o b je to d e e n tra d a p a r a d e t e c ta r e l fin d e a r c h i v o e n v e z d e lla m a r e x p líc ita m e n te a la f u n c ió n m ie m b r o eof e n e l o b je to d e e n tra d a . d is tin to d e c e ro (e s d e c ir, c u a lq u ie r o tr o v a lo r d e a p u n ta d o r). S i s e a c tiv ó e l b it

(v e a e l c a p ítu lo 1 2) p a ra e l f lu jo , s e d e v u e lv e

S i la lín e a 2 0 a b r ió e l a r c h iv o c o n é x ito , e l p r o g ra m a c o m ie n z a a p r o c e s a r lo s d a to s. L a s lín e a s 2 9 a 3 0 p id e n a l u s u a r io q u e e s c r ib a lo s d iv e rs o s c a m p o s p a r a c a d a r e g is tro o e l in d ic a d o r d e fin d e a r c h iv o c u a n d o lo s d a to s e s té n c o m p le to s . L a f ig u ra 1 4 .6 m u e s tr a la s c o m b in a c io n e s d e te c la s p a ra in tr o d u c ir e l fin d e a r c h iv o e n v a r io s s is te m a s c o m p u ta c io n a le s .

Sistema com p utaclon al

C om binación d e t e d a s

Sistemas UNIX

(en una línea por sí solo)

IBM PC y compatibles

(algunas veces se oprime Entrar después)

Figura 1 4 .6

Com binaciones d e teclas para Indicar el fin del archivo en varios sistemas

computaclonales populares. (Parte 1 de 2.)


816


Capítulo 14

9stema computadonal

Combinación de tedas

Macintosh

VAX (VM S)

Figura 14.6

Com binaciones de teclas para Indicar el fin del archivo en varios sistemas computaclonales populares. (Parte 2 d e 2.)

L a lín e a 3 7 e x tra e c a d a c o n ju n to d e d a to s y d e te r m in a s i s e h a in tr o d u c id o o n o e l in d ic a d o r d e fin d e a rc h iv o . S i s e in tr o d u c e e s te in d ic a d o r o d a to s in c o rr e c to s , (p o r lo g en e ral

operator void*

d e v u e lv e

true)

operator void* d e v o lv e r á 0 while te rm in a . E l u s u a rio

y la e s tr u c tu r a

e s c r ib e el in d ic a d o r d e fin d e a r c h iv o p a r a in f o r m a r a l p r o g ra m a q u e n o d e b e p r o c e s a r m á s d a to s . E s te in d ic a d o r s e a c tiv a c u a n d o e l u s u a rio in tr o d u c e la c o m b in a c ió n d e te c la s a d e c u a d a s . L a e s tr u c tu r a

while

ite r a h a s ta q u e se a c tiv a e l in d ic a d o r d e fin d e a rc h iv o .

"clientes.dat" m e d ia n te e l u so archivoClientesSalida q u e s e a s o c ió c o n el

I .a s lín e a s 3 8 y 3 9 e s c rib e n u n c o n ju n to d e d a to s a l a r c h iv o d e l o p e r a d o r < < d e in s e rc ió n d e flu jo y e l o b je to

a rc h iv o al p rin c ip io d e l p ro g ra m a . L o s d a to s p u e d e n re c u p e ra rs e m e d ia n te u n p r o g ra m a d is e ñ a d o p a ra le e r e l a r c h iv o ( v e a la s e c c ió n 14.5). O b s e rv e q u e , c o m o e l a rc h iv o c re a d o e n e l p ro g ra m a d e la fig u ra 14.4 e s u n a rc h iv o d e te x to , c u a lq u ie r e d ito r d e te x to p u e d e in te rp re ta r su c o n te n id o p a ra v e rlo .

main te rm in a .

U n a v e z q u e e l u s u a rio in tr o d u c e e l in d ic a d o r d e fin d e a r c h iv o , fu n c ió n d e s tr u c to r d e l o b je to e l a r c h iv o

clientes.dat.

archivoClientesSalida e n

E l p r o g r a m a d o r ta m b ié n p u e d e c e r r a r e l o b je to

m e n te , u tiliz a n d o la fu n c ió n m ie m b r o

cióse

E s to in v o c a a la

f o rm a im p líc ita , c o n lo q u e s e c ie rra

of stream e x p líc ita

e n l a in s tru c c ió n :

archivoClientesSalida.cióse();

Tip de rendimiento 14.1 Si se cierran los archivos en form a explícita cuando el programa ya no necesita hacer referencia a ellos, se puede reducir el uso de los recursos (especialmente si el programa continúa su ejecución des pués de cerrar los archivos). E n la e je c u c ió n d e e je m p lo p a r a e l p r o g ra m a d e la fig u ra 1 4 .4 , e l u s u a r io in tr o d u c e in fo rm a c ió n p a ra c i n c o c u e n ta s y lu e g o in d ic a q u e h a te r m in a d o d e in tr o d u c ir d a to s e s c r ib ie n d o e l in d ic a d o r d e fin d e a r c h iv o ( e n la s p a n ta lla s d e lo s e q u ip o s IB M P C c o m p a tib le s a p a r e c e e l s ím b o lo Az ) . E s te c u a d r o d e d iá lo g o n o m u e s tr a c o m o a p a r e c e n lo s r e g is tro s d e d a to s e n e l a rc h iv o . P a ra v e r if ic a r q u e el p r o g ra m a h a y a c r e a d o e l a rc h iv o c o n é x ito , la s ig u ie n te s e c c ió n m u e s tr a c ó m o c r e a r u n p r o g ra m a p a r a le e r e s te a r c h iv o e im p r im ir s u c o n te n id o .

14.5 C ó m o leer datos de un archivo de acceso secuencial L o s a r c h iv o s a lm a c e n a n d a to s p a r a q u e é s to s p u e d a n r e c u p e r a r s e y p r o c e s a r s e s e g ú n s e a n e c e s a rio . E n l a s e c c ió n a n te r io r v im o s c ó m o c r e a r u n a r c h iv o d e a c c e s o s e c u e n c ia l. E n e s ta s e c c ió n v e re m o s c ó m o le e r d a to s d e u n a rc h iv o e n f o rm a s e c u e n c ia l. E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 14.7 le e r e g is tr o s d e l a r c h iv o

"clientes.dat"

q u e c r e a m o s u tili

z a n d o el p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 4 .4 e im p r im e e l c o n te n id o d e e s to s r e g is tro s . A l c r e a r u n o b je to

if stream se

a b r e u n a rc h iv o e n m o d o d e e n tra d a . E l c o n s tr u c to r

if stream p u e d e

r e c ib ir c o m o

if sclientes.dat. L o s i stream. q u e a b r e e l a rc h iv o

a r g u m e n to s el n o m b r e d e l a r c h iv o y e l m o d o d e a p e r tu ra d e l m is m o . L a lín e a 31 c re a u n o b je to

tream lla m a d o archivoC 1lentesEntrada y

lo a s o c ia c o n e l a r c h iv o

a r g u m e n to s e n tre p a r é n te s is s e p a s a n a la f u n c ió n d e l c o n s tr u c to r d e y e s ta b le c e u n a “lín e a d e c o m u n ic a c i ó n " c o n e l m is m o .


Capitulo 14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19


// Fig. 14.7: £igl4_07.cpp // Cómo leer • imprimir un archivo secuencial. finclude uaing uaing uaing uaing uaing uaing uaing uaing uaing

atd::cout; atd::cin; atd::ios; atd::carr; atd::endl; atd::left; atd::right; atd::fixed; atd:xahowpoint;

finclude uaing atd::i£atream;

20

finclude

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

uaing atd::aetw; uaing atd::aetpreciaion; finclude // prototipo de exit void moatr&rLinea( int, conat char * conat, double ); int main() { //el conatructor de ifatream abre el archivo ifatream archivoClienteaBntrada( "clientes.dat*, ios::in ); // salir del programa ai ifatream no puede abrir el archivo if ( larchivoClientesSntrada ) { cerr << "No ae pudo abrir el archivo" << endl; exit( 1 ); } // fin de instrucción if int cuenta; char nombre[ 30 ] ; double saldo; cout << left << setw( 10 ) << "Cuenta* << aetw( 13 ) << "Nombre* << "Balance* << endl << fixed << showpoint; // mostrar cada registro en el archivo while ( archivoClienteaSntrada >> cuenta >> nombre >> saldo ) moatrarLinea( cuenta, nombre, saldo ); return 0; // el destructor de ifatream cierra el archivo ) // fin de main

Figura 14.7

C óm o leer e Imprimir un archivo secuencial. (Parte 1 de 2.)


817

818


Capítulo 14

54 55 56 57 58 59 60 61

// mostrar cada registro individual del archivo void mostrarLinea( int cuenta, const char * const nombre, double saldo ) { cout << left << setw( 10 ) << cuenta << setw( 13 ) << nombre << setw( 7 ) << setprecision( 2 ) << right << saldo << endl;

63

) // fin de la función mostrarLinea

62

Cuenta 100 200 300 400 500 Rgura 14.7

Nombre Jones Doe White Stone Rich

Balance 24.98 345.67 0.00 -42.16 224.62

C ó m o leer e Imprimir un archivo secuenclal. (Parte 2 d e 2.)

Buena práctica de programación 14.1 Un archivo solamente debe abrirse en modo de entrada (utilizando l o a : : i a ) si su contenido no de be modificarse. Esto exita la modificación no intencional del contenido del archivo y es un ejemplo del principio del menor privilegio. I.x>s o b je to s d e la c la s e

ifstream s e a b r e n

d e m a n e ra p r e d e te r m in a d a e n m o d o d e e n tra d a . P o

d r ía m o s h a b e r u tiliz a d o la in s tru c c ió n :

ifstream archivoCliente«Entrada( "clientes.dat" );

clientes.dat e n m o d o d e e n tra d a . A l ig u a l q u e c o n u n o b je to ofstream. p u e d e ifstream s in n e c e s id a d d e a b r ir un a r c h iv o e s p e c ífic o , y a q u e p u e d e u n irs e u n o p o s te rio rm e n te . E l p r o g ra m a u tiliz a la c o n d ic ió n larchivoClientesEntrada p a r a d e te r m in a r p a r a a b r ir

c r e a r s e u n o b je to

s i el a r c h iv o s e a b r ió s in p r o b le m a s a n te s d e in te n ta r r e c u p e r a r d a to s d e e s e a rc h iv o . L a lín e a 4 8 lee u n c o n ju n to d e d a to s (e s d e c ir , u n re g is tro ) d e l a rc h iv o . D e s p u é s d e q u e s e e je c u ta la lín e a a n te rio r

cuenta tie n e e l v a lo r 100. nombre tie n e e l v a lo r "Jones" y saldo tie n e el 24.98. C a d a v e z q u e s e e j e c u ta la lín e a 4 8 , le e o tr o r e g is tro d e l a r c h iv o e n la s v a ria b le s cuenta, nombre y saldo. L a lín e a 4 9 m u e s tra lo s r e g is tro s m e d ia n te e l u so d e la f u n c ió n mos trarLinea (lín e a s 5 6 - 6 3 ), q u e u tiliz a a lo s m a n ip u la d o re s d e f lu jo s p a r a m e tr iz a d o s p a r a d a r fo r m a to a lo s d a to s p a ra s u d e s p lie g u e . A l lle g a r a l fin d e l a r c h iv o , la lla m a d a im p líc ita a operator void* e n la e s tr u c tu r a while d e v u e lv e false ( p o r lo g e n e ra l operator void* d e v u e lv e true), la f u n c ió n d e s tr u c to r d e ifstream c ie r r a e l a r c h iv o y e l p r o g ra m a te rm in a . p o r p r im e ra v e z , v a lo r

P a ra r e c u p e r a r d a to s s e c u c n c ia lm c n tc d e s d e u n a r c h iv o , lo s p r o g ra m a s p o r lo g e n e r a l c o m ie n z a n a le e r d e s d e e l p r in c ip io d e l a r c h iv o y le e n to d o s lo s d a to s e n f o r m a c o n s e c u tiv a h a s ta e n c o n tr a r lo s d a to s d e s e a d o s . P o d ría s e r n e c e s a r io p r o c e s a r e l a r c h iv o s e c u c n c ia lm c n tc v a ria s v e c e s ( d e s d e el

istreameomo ostream c u e n apuntador de posición de archivo (e l n ú m e r o d e l s i le e r o e s c r ib ir ). E s ta s f u n c io n e s m ie m b r o s o n a e e k g ( “s c c k p u t” ) paraostream. C a d a o b je to istream tie n e u n “ a p u n

p r in c ip io d el a r c h iv o ) d u r a n te la e je c u c ió n d e u n p ro g ra m a . T a n to ta n c o n f u n c io n e s m ie m b r o p a ra r e p o s ic io n a r e l g u ie n te b y tc e n e l a r c h iv o q u e s e v a a g e t” ) p a ra

istreamy s e e *

p ( “seek

ta d o r g c t” q u e in d ic a e l n ú m e r o d e l b y tc e n e l a rc h iv o d e s d e e l q u e s e v a a le e r la s ig u ie n te o p e ra -


Capitulo 14


c ió n d e e n tra d a y c a d a o b je to

ostream tie n e

819

u n “ a p u n ta d o r p u f ’ q u e in d ic a e l n ú m e r o d e l a r c h iv o

e n el q u e s e v a a c o l o c a r la s ig u ie n te o p e r a c ió n d e s a lid a . L a in s tru c c ió n :

archivoClientesKntrada.seekg( 0 );

0) u n id o a archiseekg g e n e r a lm e n te e s u n e n te r o long. P u e d e e s p e c ific a r s e u n s e g u n d o a r g u m e n to p a r a in d ic a r la dirección de búsqueda. É sta p u e d e s e r ios: ¡beg ( la p r e d e te r m in a d a ) p a r a u n p o s ic io n a m ie n to re la tiv o a l c o m ie n z o d e un f lu jo , i o s t : c u r p a r a un p o s ic io n a m ie n to r e la tiv o a la p o s ic ió n a c tu a l e n u n f lu jo o i os:: and p a r a u n p o s ic io n a m ie n to r e la re g r e s a el a p u n ta d o r d e p o s ic ió n d e a r c h iv o a l p r in c ip io d e l a r c h iv o (u b ic a c ió n

voCllentesEntrada. E l

a r g u m e n to p a r a

tivo al A nal d e un flu jo . E l a p u n ta d o r d e p o sic ió n d e a rc h iv o e s u n v a lo r e n te ro q u e e s p e c ific a la u b ic a c ió n e n e l a r c h iv o c o m o u n n ú m e ro d e b y te s d e s d e la u b ic a c ió n in ic ia l d e l a rc h iv o ( a e s to ta m b ié n se le c o n o c e c o m o

desplazamiento d e s d e

e l in ic io d e l a rc h iv o ). A lg u n o s e je m p lo s d e c ó m o p o s ic io -

n a r e l a p u n t a d o r “ g c t” d e p o s ic ió n d e a r c h iv o so n :

// colocarse en el enésimo byte de archivoObjeto (se asume el uso de ios::beg) archivoObjeto.seekg( n ); // avanzar n bytes en archivoObjeto archivoObjeto.seekg( n, ios::cur ); // retroceder n bytes desde el final de archivoObjeto archivoObjeto.seekg( n, iositend ); // colocarse al final da archivoObjeto archivoObjeto.seekg( 0, iosisend ); P u e d e n r e a liz a r s e la s m is m a s o p e r a c io n e s m e d ia n te la fu n c ió n m ie m b r o tie n e n d is p o n ib le s la s f u n c io n e s m ie m b r o

tellgy tellp

seekp

de

ostream.

Se

p a r a d e v o lv e r la s u b ic a c io n e s a c tu a le s

d e lo s a p u n ta d o r e s “ g e t” y “ p u t” , re s p e c tiv a m e n te . lu í s ig u ie n te in s tru c c ió n a s ig n a e l v a lo r d e l a p u n ta d o r “g c t " d e p o s ic ió n d e a r c h iv o a la v a r ia b le

ubicación d e

tip o

long:

ubicación - archivoObjeto.teligí); E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 4 .8 p e r m ite a u n a d m in is t r a d o r d e c r é d ito s m o s tra r la in fo rm a c ió n d e la c u e n ta d e a q u e llo s c l ie n te s c o n s a ld o e n c e r o s ( e s d e c ir , lo s c l ie n te s q u e n o d e b e n d in e r o a la c o m p a ñ ía ), c o n s a ld o a c r e e d o r ( e s d e c ir, lo s c lie n te s a lo s q u e la c o m p a ñ ía le s d e b e d in e r o ) y c o n s a ld o d e u d o r ( e s d e c ir, lo s c lie n te s q u e d e b e n d in e r o a la c o m p a ñ ía p o r lo s b ie n e s y s e r v ic io s r e c ib id o s en e l p a s a d o ). E l p r o g ra m a m u e s tr a u n m e n ú y p e r m ite a l a d m in is tr a d o r d e c r é d ito s in tr o d u c ir u n a d e la s tr e s o p c io n e s p a ra o b te n e r in f o rm a c ió n s o b r e l o s c r é d ito s . L a o p c ió n 1 p r o d u c e u n a lis ta d e c u e n ta s c o n s a ld o s e n c e r o s . L a o p c ió n 2 p r o d u c e u n a lis ta d e c u e n ta s c o n s a ld o s a c r e e d o re s . L a o p c ió n 3 p r o d u c e u n a lis ta d e c u e n ta s c o n s a ld o s d e u d o r e s . L a o p c ió n 4 te r m in a la e je c u c ió n d e l p ro g ra m a . Si s e in tr o d u c e u n a o p c ió n in v á lid a se m u e s tr a el in d ic a d o r q u e s o lic ita o tr a o p c ió n .

1 2 3

// Fig. 14.8* figl4 08.cpp // Programa da investigación de créditos. tinclude

4

5 6 7

using std:icout; using std::cin; using std::ios;

Figura 14.8

Programa de Investigación de créditos. (Parte 1 de 5.)


820

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19


using using using using using using

Capítulo 14

std:scerr; std:tendí; std::fix«d; std:rshowpoint; std::ls£t; std::right;

tinclude using stdi:ifstream; tinclude

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

using std::sstw; using std::setprecision; tinclude anual TipoSolicitud { SALDO CEROS - 1, SALDO ACREEDOR, SALDO_DETJDOR, FIN ); int obtenerSolicitud(); bool debeMostrarse( int, double ); void mostrarLinea( int, const char * const, double ); int main() { // al constructor da ifstream abra al archivo ifstream archivoClientesEntrada( “clientes.dat", ios::in ); // salir del programa si ifstream no pudo abrir al archivo if ( larchivoCliantasEntrada ) { carr << “No pudo abrirse el archivo" << andl; axit { 1 ); } // fin de instrucción if int solicitud; int cuenta; char nombre[ 30 ]; double saldo; // obtener la solicitud del usuario (saldo en ceros, acreedor o deudor) solicitud • obtenerSolicitud(); // procesar la solicitud del usuario while ( solicitud I" FIN ) {

Rgura 14.8

switch ( solicitud ) { case SALDO_CEROS: cout << “\nCuentas con saldo en ceros:\n"; break;

Programa d e Investigación d e créditos. (Parte 2 d e 5.)


Capitulo 14

61 62 63 64 65 66 67

case SALDO DEUDOR s cout << m\nCuentas con saldo deudor:\n*; break;

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

) // fin de instrucción switch // leer cuenta, nombre y saldo del archivo archivoClientesEntrada >> cuenta >> nombre >> saldo; // mostrar el contenido del archivo (hasta eof) while ( 1archivoClientesEntrada.eof() ) { // mostrar registro if ( debeMostrarse( solicitud, saldo ) ) mostrarLinea( cuenta, nombre, saldo ); // leer cuenta, nombre y saldo del archivo archivoClientesEntrada >> cuenta >> nombre >> saldo; } // fin de instrucción while interior archivoClientesEntrada.clear();

// borrar indicador eof para la siguiente operación de entrada archivoClientesEntrada.seekg( 0 ); // ir al inicio del archivo solicitud • obtener SolicitudO; // obtener solicitud adicional del usuario

87 88

100 101

) // fin de instrucción while exterior cout << "Fin de la ejecución.* << endl; return 0; // el destructor de ifstream cierra el archivo ) // fin de main // obtener solicitud del usuario int obtenerSolicitudO

{ int solicitud;

102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113

821

case s a l d o _a c r e e d o r : cout << "\nCuentas con saldo acreedor:\n*; break;

68

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99


// mostrar las opciones desolicitudes cout << *\nEscriba su solicitud* << endl << * 1 - Mostrar cuantas con saldo en ceros* << endl << ** 2 - Mostrar cuentas con saldo acreedor" << endl << * 3 - Mostrar cuentas con saldo deudor" << endl << * 4 - Salir del programa* << fixed << showpoint; // introducir solicitud del usuario do { cout « *\n? *; cin >> solicitud;

Rgura 14.8

Programa d e Investigación d e créditos. (Parte 3 de 5.)


822

114 115


} while ( solicitud < SALDO CEROS

Capítulo 14

solicitud > PIN );

lió 117 rsturn solicitud; 118 119 ) // fin de la función obtenerSolicitud

120

121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

// determinar si se va a mostrar o no un registro dado bool debeMostrarse( int tipo, double saldo ) ( // determinar si se van a mostrar o no los saldos acreedores if { tipo -- SALDO_ACREEDOR && saldo < 0 ) rsturn true; // determinar si se van a mostrar o no los saldos deudoras if ( tipo -« SALDO DE ODOR && saldo > 0 ) retura true; // determinar si se van a mostrar los saldos en ceros if { tipo -- SALDO CEROS fc& saldo -- 0 ) retura true; return falsa; } // fin de la función debeMostrarse // mostrar un registro individual del archivo void mostrarLinea( int cuenta, const char * const nombre, double saldo ) { cout << left << setw( 10 ) << cuenta << setw( 13 ) << nombre << setw( 7 ) << setprecision ( 2 ) << right << saldo << endl; } // fin de la ftinción mostrarLinea

Escriba su solicitud 1 - Mostrar cuentas con saldo en ceros 2 - Mostrar cuentas con saldo acreedor 3 - Mostrar cuentas con saldo deudor 4 - Salir del programa 7 1 Cuentas con saldo en ceros; 300 White 0.00 Escriba su solicitud 1 - Mostrar cuentas con saldo en ceros 2 - Mostrar cuentas con saldo acreedor 3 - Mostrar cuentas con saldo deudor 4 - Salir del programa 7 2 Rgura 14.8

Programa de Investigación de créditos. (Parte 4 de 5.)


Capitulo 14


823

Cuentas con saldo acreedor: 400 Stone -42.16 Escriba su solicitud 1 - Mostrar cuentas con saldo en ceros 2 - Mostrar cuentas con saldo acreedor 3 - Mostrar cuentas con saldo deudor 4 - Salir del programa ? 3 Cuentas con saldo deudor: 100 Jones 200 Doe 500 Rich

24.98 345.67 224.62

Escriba su solicitud 1 - Mostrar cuentas con saldo en ceros 2 - Mostrar cuentas con saldo acreedor 3 - Mostrar cuentas con saldo deudor 4 - Salir del programa ? 4 Pin de la ejecución.

Rgura 14.8

Programa d e Investigación d e créditos. (Parte 5 d e 5.)

14.6 Actualización de archivos de acceso secuencial Los datos a lo s que se les da formato y s e escriben en un archivo de acceso secuencial com o el de la sección 14.4 n o pueden m odificarse sin el riesgo de destruir otros datos en el archivo. Por ejem plo, si el nombre W h i t e " necesita cambiarse por “W o r t h i n g t o n ." el nombre anterior no puede sobres cribirse sin que el archivo s e vuelva corrupto. El registro para W h i t e se escribió en el archivo com o:

300 Whita 0.00 Si este registro se volviera a escribir com enzand o en la m ism a ubicación en e l archivo que u tiliza el nombre m ás largo, el registro quedaría com o:

300 Worthington 0.00 El nuevo registro contiene seis caracteres m ás que el registro original. Por lo tanto, lo s caracteres m ás allá d e la segunda “o ” en “W o r t h i n g t o n ” sobrescribirían el principio d el sigu iente registro secuencial en el archivo. El problema e s que. en el m odelo d e entrada/salida con form ato en el q u e se utiliza el operador d e inserción << y el operador de extracción > > , lo s cam pos ( y por co n secu en cia, los registros) pueden variar en tamaño. Por ejem p lo, los valores 7 , 14, - 1 1 7 ,2 0 7 4 y 2 7 3 8 3 son todos de tipo i n t , que internam ente guarda el m ism o núm ero de b ytes de “datos sin formato". .Sin embar g o , estos en teros adquieren tam años d e cam po d istintos al im prim irse co m o texto co n form ato (s e cu en cias de caracteres). Por lo tanto, e l m odelo d e entrada/salida con form ato generalm ente no se utiliza para actualizar lo s registros ya estab lecid os. D ich a actualización puede realizarse, pero resultaría problem ática. Por ejem p lo, para cam biar el nombre anterior, lo s registros antes de 3 0 0 W h i t e 0 . 0 0 en un archivo d e a cceso secu en cial ten drían que copiarse a un nuevo archivo, lu ego se escribiría el registro actualizado en el nuevo archivo y lo s registros después de 3 0 0 W h i t e 0 . 0 0 se copiarían al nuevo archivo. Esta operación requie-


824


Capítulo 14

re del procesam iento d e todos lo s registros en e l archivo para actualizar un so lo registro. S i se van a actualizar m uchos registros en una so la pasada d el archivo, esta técnica puede ser aceptable.

14.7 Archivos de acceso aleatorio Hasta ahora h em os visto có m o crear archivos de a cceso secu en cial y buscar en e llo s para localizar inform ación. L os archivos d e a c c e s o secu en cial son inapropiados para las aplicaciones de acceso instantáneo, en las que un registro esp e cífic o debe localizarse inm ediatam ente. A lgu nas aplicaciones com u n es de a cceso instantáneo son: sistem as d e reservación de aerolíneas, sistem as bancarios, sis tem as d e punto de venta, cajeros autom áticos electrón icos y dem ás tipos d e sistem as de proce sam iento de transacciones que requieren d e un rápido a cceso a datos esp ecífico s. Un banco podría tener cien to s de m iles (o in clu so m illon es) d e otros clien tes y aún así, cuando un clien te utiliza un cajero autom ático el programa com prueba la cuenta del clien te en segu n d os para verificar que haya fon d os su ficientes. Este tip o d e a cceso instantáneo se hace posible m ediante lo s archivos d e acceso

aleatorio. Se puede tener un a cceso directo (y rápido) a lo s registros individuales de un archivo de a cc eso aleatorio, sin tener que buscar e n otros registros. C om o lo hem os dicho antes, C + + no im pone una estructura en un archivo. D e esta forma, las ap licacion es que d eseen utilizar archivos de a cceso aleatorio deben crearlos. Puede utilizarse una va riedad de técnicas para crear archivos de este tipo. Tal v ez el m étodo m ás sen cillo sea requerir que todos lo s registros en un archivo sean d e la m ism a longitud fija. El uso de registros co n longitud fi ja facilita a un programa el calcular (com o una función del tamaño y la clave de registro) la ubica ció n exacta d e cualquier registro, en form a relativa al in icio del archivo. Pronto verem os la manera en que esto facilita el acceso inm ediato a lo s registros esp ecífico s, in clu so en archivos extensos. La figura 14.9 m uestra la manera en que C + + ve a un archivo d e a cceso aleatorio com p uesto d e registros con longitud fija (cada registro tien e 100 b ytes d e longitud). Un archivo de a cceso aleato rio es co m o un ferrocarril co n m uchos vagones: alg u n o s están vacíos y algu nos llevan contenido. Los datos pueden insertarse en un archivo de a cceso aleatorio sin destruir a lo s dem ás datos en el archivo. L os datos alm acenados previam ente también pueden actualizarse o elim inarse sin tener que volver a escribir todo el archivo. En las sigu ien tes se cc io n e s exp licarem os có m o crear un archi v o de acceso aleatorio, introducir datos, leerlos tanto en forma secu en cial co m o aleatoria, actualizar lo s y elim inarlos cu an do y a no se necesiten.

14.8 Creación de un archivo de acceso aleatorio La función m iem bro write de ostream envía un número fijo de bytes, em pezando en una ubica ción esp ecífica en m em oria, hacia e l flujo esp ecificad o. Cuando el flujo se a so cia co n un archivo, la función write escrib e lo s datos en la p osició n dentro del archivo especificada por el apuntador “ put” d e p osición d e archivo. La fun ción m iem bro read de istream introduce un número fijo de bytes d esd e el flujo esp ecificad o hacia un área e n la m em oria, em p ezand o e n una dirección esp e ci ficada. Si el flujo se asocia con un archivo, la función read introduce lo s b ytes en la posición d en tro d el archivo especificada por el apuntador “get" d e p osición de archivo. A l escribir un

numero entero en un archivo, en v ez d e utilizar la instrucción:

archivoSalida << numero; que podría im prim ir d esd e uno hasta 11 d íg ito s (1 0 dígitos m ás un sig n o , cada uno d e lo s cu a les re quiere de un bytc individual de alm acenam iento) para un entero de cuatro b ytes, p odem os utilizar la instrucción:

archivoSalida.write( reinterpret caet< conat char * >( &numero ), sizeof( numero ) );


Capitulo 14

0


100

200

300

400

500

l i l i l í 100 bytes

Rgura 14.9

100 bytes

100 bytes

100 bytes

825

desplazamientos de bytes

100 bytes

100 bytes

La forma en que C + + ve a un archivo d e a cce so aleatorio.

write e s const char * c o m o su p r im e r a r g u m e n to ; p o r lo ta n to , u tiliz a m o s e l o p e r a d o r reinterpret_cast< const char * > p a r a c o n v e r tir la d ir e c c ió n d e numero e n un a p u n ta d o r const char *. FJ s e g u n d o a r g u m e n to d e write e s un e n te r o d e tip o size_t q u e e s p e c ific a e l n ú m e ro d e b y te s a e s c rib ir. C o m o v e re m o s , la f u n c ió n read d e istream p u e d e e n to n c e s u tiliz a rs e p a r a le e r lo s c u a tr o b y te s d e v u e lta a la v a r ia b le tip o e n te r o numero. S i u n p r o g r a m a le e d a to s s in fo rm a to ( e s c rito s p o r write), d e b e c o m p ila r s e y e je c u ta r s e e n un q u e s ie m p r e e s c r ib e c u a tr o b y te s (e n u n e q u ip o c o n e n t e r o s d e c u a tr o b y te s ). L a f u n c ió n p e r a e l tip o d e d a to s

s is te m a q u e s e a c o m p a tib le c o n e l p r o g ra m a q u e e s c r ib ió lo s d a to s . L o s p r o g ra m a s p a ra p r o c e s a r a r c h iv o s d e a c c e s o a le a to r io r a r a s v e c e s e s c r ib e n u n s o lo c a m p o e n u n a rc h iv o . P o r lo g e n e r a l e s c rib e n u n o b je to

struct

o

clase

a la v e z , c o m o v e r e m o s e n lo s

s ig u ie n te s e je m p lo s . C o n s id e r e la s ig u ie n te d e c la ra c ió n d e u n p ro b le m a :

Cree un programa para procesamiento de créditos que sea capaz de almacenar hasta 100 registros de longitud fija para una compañía que puede tener hasta 100 clientes. Cada registro debe consistir en un número de cuenta que actúa como la clave de registro, un apellido, un primer nombre y un saldo. El programa debe ser capaz de actualizar una cuenta, insertar una nueva cuenta, eliminar una cuenta y mostrar todos los registros de las cuentas en u/i archivo de texto con formato para poder imprimirlo. L a s s ig u ie n te s s e c c io n e s in tro d u c e n la s té c n ic a s p a ra c r e a r e s te p r o g ra m a d e p r o c e s a m ie n to d e c ré d ito s . E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 4 .1 2 m u e s tr a c ó m o a b r ir u n a rc h iv o d e a c c e s o a le a to rio , d e f in ir e l f o rm a to d e lo s r e g is tro s u tiliz a n d o u n o b je to d e la c la s e

DatosCliente

(p ro g r a m a s d e la s fig u

ra s 1 4 .1 0 y 1 4 .1 1 ) y e s c r ib ir d a to s e n e l d is c o e n f o rm a to b in a rio (la lín e a 18, d e l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 4 .1 2 , e s p e c if ic a e l m o d o b in a r io d e l a r c h iv o

“credito.dat” c o n

ios s sbinary). E s te

p r o g r a m a in ic ia liz a lo s 1 0 0 r e g is tro s

o b je to s v a c ío s , u tiliz a n d o la fu n c ió n

write. C a d a

o b je to v a c ío

c o n tie n e u n 0 p a ra e l n ú m e r o d e c u e n ta , la c a d e n a n u la ( re p re s e n ta d a p o r c o m illa s v a c ía s ) p a r a el a p e llid o y el p r im e r n o m b r e , y 0 . 0 p a r a e l sa ld o . C a d a r e g is tro s e in ic ia liz a c o n la c a n tid a d d e e s p a c io v a c ío e n la q u e s e a lm a c e n a rá n lo s d a to s d e la c u e n ta .

1 2 3

// Pig. 14.10: datosCliente.h // La definición de la clase DatosCliente utilizada en las figa. 14.12-14.15. fifndef DATOSCLIENTE H

4

«define DATOSCLIENTE H

5 6

«include

7 8

using stdiistring;

9 Rgura 14.10

El archivo de encabezado de D a t o s C l i e n t e . (Parte 1 de 2.)


826

10


Capítulo 14

class DatosCliente {

11

12 13 14 15 16 17 18 19

public: // constructor predeterminado de DatosCliente constructor DatosCliente! int - 0, string string double - 0.0 ); // funciones de acceso para nuoeroCuenta void establecerNumeroCuenta ( int ); int obtenerNumeroCuenta!) const;

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

// funciones de acceso para apellido void establecerApellido! string ); string obtenerApellido() const; // funciones de acceso para primerNombre void establecerPrimerNombre( string ); string obtenerPrimerNombre!) const; // funciones de acceso para el saldo void establecerSaldo( double ); double obtenerSaldo() const; prívate: int numeroCuenta; char apellido! 15 ]; char primerNombre [ 10 ]; double saldo; ); // fin de la clase DatosCliente ffendif

Figura 14.10 1 2 3 4 5

0 archivo d e e n ca b e za d o d e

DatosCliente. (Parte 2 d e 2.)

// Pig. 14.11: datosCliente.cpp / / L a clase DatosCliente almacena la información crediticia de un cliente. tinclude using std::string;

6

7

#inelude

8

tin c lu d e

9 10 11 12 13 14 15 16

" d a to s C lie n te . h"

// constructor predeterminado de DatosCliente DatosCliente::DatosCliente( int valorNumeroCuenta, string valorApellido, string valorPrimerNombre, double valorSaldo ) { establecerNumeroCuenta! valorNumeroCuenta ); establecerApellido! valorApellido );

Figura 14.11

La clase DatosCliente representa la Información crediticia d e un cliente. (Parte 1 d e 3.)


Capitulo 14

827

establecerPrimerNombre! valor Primer Hombre ); eatablecerSaldo( valorSaldo );

17

18 19 20


} // fin del constructor de DatosCliente

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

// obtener el valor del número de cuenta int DatosClienta::obtenerNumeroCuenta() const {

return numeroCuenta; ) // fin de la función obtenerNumeroCuenta // establecer el valor del número de cuenta void DatosCliente::establecerNumeroCuenta( int valorNumeroCuenta ) {

numeroCuenta - valorNumeroCuenta; } // fin de la función establecerNumeroCuenta

36 37

// obtener el valor del apellido string DatosCliente:tobtenerApellido() const

38

{

39

return apellido;

40 41 42 43 44

// establecer el valor del apellido void DatosCliente::establecerApellido( string apellidoString )

45

{

) // fin de la función obtenerApellido

46

// copiar como máximo 15 caracteres de la cadena en apellido const char ‘valorApellido - apellidoString.data (); int longitud ■ strlen( valorApellido ); longitud - ( longitud < 15 ? longitud : 14 )/ strncpy< apellido, valorApellido, longitud );

47 48

49 50 51 52

// anexar carácter nulo al apellido apellido! longitud 1 - »\0';

53 54 55 56 57 58 59 60 61

// obtener el valor del primer nombre string DatosCliente::obtenerPrimerNombre() const

62

) // fin de la función obtenerPrimerNombre

63 64 65

// establecer el valor del primer nombre void DatosCliente::establecerPrimerNombre( string primerNombreString )

66

{

67

68 69

) // fin de la función establecerApellido

(

return primerNombre;

// copiar a lo más 10 caracteres de la cadena en primerNombre const char ‘valorPrimarNombre ■ primerNombreString.data(); int longitud - «trien ( valorPrimerNombre );

figura 14.11

La clase DatosCliente representa la Información crediticia d e un cliente. (Parte 2 d e 3.)


828

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90


Capítulo 14

longitud ■ ( longitud < 10 ? longitud : 9 ); stmcpyí primerNombre, valorPrimerNombre, longitud )? // anexar el carácter nulo a primerNombre primerNombre[ longitud ] ■ '\0'; ) // fin de la función estableeerPrimerNombre // obtener el valor del saldo double DatosCliente::obtenerSaldo() const { return saldo; } // fin de la función obtenerSaldo // establecer el valor del saldo void DatosCliente::establecerSaldo( double valorSaldo ) { saldo - valorSaldo; } // fin de la función establecerSaldo

Figura 14.11

La dase DatosCliente representa la Información crediticia d e un cliente. (Parte 3 d e 3.)

F n e l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 4 .1 2 , la s lín e a s 3 2 a 3 4 h a c e n q u e s e e s c r ib a ClienteEnBlanco e n e l a r c h iv o credito.dat a s o c ia d o c o n e l o b je to creditoSalida d e l o b je to ofstream. R e c u e rd e q u e e l o p e r a d o r sizeof d e v u e lv e e l ta m a ñ o e n b y te s d e l o b je to c o n te n id o e n tre p a ré n te s is ( v e a e l c a p ítu lo 5 ). FJ p r im e r a r g u m e n to p a ra la fu n c ió n write e n la lín e a 3 2 d e b e s e r d e l tip o const char *. S in e m b a r g o , e l tip o d e d a to s d e &clienteEnBlanco e s DatosCliente *. P a ra c o n v e r tir a &clienteEnBlanco e n const char * , la lín e a 3 3 u s a e l o p e r a d o r d e c o n v e r s ió n reinterpret_cast p a r a c o n v e r tir la d ir e c c ió n d e ClienteEnBlanco a u n const char * , p a r a q u e la lla m a d a a write se c o m p ile sin q u e s e p r o d u z c a u n e r r o r d e s in ta x is .

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 14.12: figl4_12.cpp // Creación de un archivo de acceso aleatorio. •inelude using stdiicerr; using std::endl; using std::ios;

8

9

•inelude

10

11

using std::ofstream;

12

13 14 15 ló 17 18

•inelude •inelude "datosCliente.h*

// definición de la clase DatosCliente

int main() { ofstream creditoSalida( "credito.dat", ios::binary );

R gura 14.12

Creación de un archivo de acceso aleatorio en forma secuencial. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 14


829

19 20 21 22 23

// s a l i r d e l p r o g r a m a si o f s t r e a m n o p u d o a b r i r e l a r c h i v o ( (creditoSalida ) { c e r r << " N o s e p u d o a b r i r e l a r c h i v o . * << endl; e x i t ( 1 );

if

24 25

) // f i n d e i n s t r u c c i ó n if

26 27 28

// c r e a r D a t o s C l i e n t e s i n i n f o r m a c i ó n DatosCliente clienteEnBlanco;

29 30 31 32 33 34

// e s c r i b i r 1 0 0 r e g i s t r o s e n b l a n c o e n el a r c h i v o f o r { i n t i - 0; i < 1 0 0 ; i + + ) creditoSalida.write( r e i n t e r p r e t _ c a s t < c o n s t c h a r * >( & c l i e n t e B n B l a n c o ), s i z e o f ( D a t o s C l i e n t e ) );

35 36

r e t u r a 0;

37 38

} // f i n d e m a i n

Rgura 14.12

C re a ció n d e un arch ivo d e a c c e s o ale a to rio e n form a se cu e n clal. (P arte 2 d e 2 .)

14.9 C óm o escribir datos en forma aleatoria en un archivo de acceso aleatorio FJ programa de la figura 14.13 muestra un programa que escrib e datos en el archivo "credito.dat" y utiliza la com b inación d e las fun cion es seekp y write d e ostream para alm acenar datos en u b icacion es exactas dentro d el archivo. L a función seekp co lo ca e l apuntador “put" de p osición de archivo en una p osición esp ecífica dentro d el m ism o y después write escribe los da tos. O bserve q u e la línea 2 0 in clu ye el archivo de en cab ezad o datosCliente.h d efin id o en el programa d e la figura 14.10, para que e l programa pueda utilizar objetos DatosCliente. Las líneas 62 y 63 co locan el apuntador “put" de posición d e archivo para el ob jeto cliente-

salida en el b yte cuya posición s e calcu la mediante: ( c l i e n t e .o b t e n e r N u m e r o D e C u e n t a ()

-

1

)

* sizeof( DatosCliente

)

C om o el número de cuenta se encuentra entre 1 y 100, se resta 1 al número de cuenta cuando se calcu la la ubicación del byte del registro. Por ejem p lo, para el registro 1 el apuntador de p o sició n de archi v o se co lo ca e n el byte 0 del m ism o. O bserve que la lín ea 29 utiliza al ob jeto c r e d i t o S a l i d a de o f s t r e a m para abrir el archivo c r é d i t o . d a t co n el m odo d e apertura i o s i : b i n a r y .

1 2 3

// Fig. 14.13: figl4_13.cpp // Cómo escribir en un archivo de acceso aleatorio. Vinclude

4

5 6 7 8 9

using using using using using

std:tcerr; std::endl; std::cout; std::cin; std::ios;

10

Rgura 14.13

C ó m o escribir en un archivo d e a cce so aleatorio. (Parte 1 d e 3.)


830

11


Capítulo 14

linclude

12 13

using

s td : : s e t w ;

14 15

«include

16 17

using

std ::o £ s tre a m ;

18 19

•in e lu d e

20

•inelude "datosCliente.h"

// d e f i n i c i ó n d e l a c l a s e D a t o s C l i e n t e

21 22

in t

23

{

24 25

main()

26

int n u m e r o C u e n t a ; c h a r a p e l l i d o ! 1 5 ]/ charprimerNombre[ 1 0

27

double saldo;

1;

28 29

ofstream creditoSalida! "credito.dat", iost:binary

);

30 31 32 33

// s a l i r d e l p r o g r a m a si o f s t r e a m n o p u e d e a b r i r e l a r c h i v o if ( 1c r e d i t o S a l i d a ) { c e r r << " N o se p u d o a b r i r el a r c h i v o . " << endl;

34

e x i t ( 1 );

35 36

)

37 38

//

f in

da in s t r u c c ió n

cout << "Escriba el numero de cuenta << " ( D e 1

39

a 100/

0

if

"

p a r a t e r m i n a r l a e n t r a d a ) \n?

"j

40 41

// p e d i r a l u s u a r i o q u e e s p e c i f i q u e el n ú m e r o d e c u e n t a

42

D atosC liente c l i e n t e ;

43

c i n >> n u m e r o C u e n t a ; c l i e n t e . e s t a b l e c e r N u m e r o C u e n t a ! n u m e r o C u e n t a );

44

45 46 47 48 49

//el usuario escribe la información/ que se copia en el archivo while ( cliente.obtenerNumeroCuenta() > 0 && c l i e n t e . o b t e n e r N u m e r o C u e n t a () <- 1 0 0

50

/ / e l u s u a rio

51

cout cin cin cin

52 53 54

e s c rib e

a p e lli d o ,

) {

prim er nombre

ysaldo

<< " E s c r i b a a p e l l i d o , p r i m e r n o m b r e , s a l d o \ n ? >> s e t w ( 1 5 ) » a p e l l i d o ; >> s e t w ( 10 ) >> p r i m e r N o m b r e ; >> sa ld o ;

*;

55

56 57

// establecer los valores apellido, primezNcmbre y saldo del registro cliente.establecerApellido! apellido );

58

c l i e n t e . e s t a b l e c e r P r i m e r N o m b r e ( p r i m e r N o m b r e );

59

cliente.establecerSaldo! saldo );

60 61

//

buscar p o sic ió n en e l

arch iv o d e l r e g i s t r o

e s p e c ific a d o por e l

usuario 62 63

Rgura 14.13

c r e d ito S a lid a .s e e k p (

( cliente.obtenerN um eroC uenta()

s i z e o f ( D a t o s C l i e n t e ) );

C ó m o escribir en un archivo d e a cceso aleatorio. (Parte 2 d e 3.)


-

1 ) *

Capitulo 14

Procesamiento d e archivos

831

64 65

// « s e r Ib ir l a info r m a c i ó n • ■ p a c i f i c a d a p o r «1 u s u a r i o e n u n a r c h i v o

66

creditoS&lida.write( raint«rpr«t_cast< const c har * > ( ¿cliente

67

),

sizeof( DatosClíente ) );

68 69

71

// p e r m i t i r q u e e l u s u a r i o e s p e c i f i q u e o t r o n ú m e r o d e c u e n t a c o u t << " E s c r i b a el n u m e r o d e c u e n t a \ n ? */

72

cin >> numeroCuenta;

73

cliente.establecerNumeroCuenta{numeroCuenta

70

);

74 75

} // f i n d e i n s t r u c c i ó n w h i l e

76 77

return 0 ;

78 79

} // f i n d e m a i n

E s c r i b a e l n u m e r o d e c u e n t a (De 1 7 37 Escr i b a apellido, pri m e r nombre, ? Barker D o u g 0.00 Escriba el número de cuenta 7 29 Escriba apellido, pri m e r nombre, 7 Brown Nancy -24.54 Escriba el número de cuenta 7 96 Escriba apellido, pri m e r nombre, 7 Stone S a m 34.98 Escriba e l núm e r o de cuenta 7 88 Escriba apellido, pri m e r nombre, 7 Smith Dave 258.34 Escr i b a e l núm e r o de cuenta 7 33 Escriba apellido, pri m e r nombre, 7 Dunn Stacey 314.33 Escriba el número de cuenta 7 0

Figura 14.13

a 100,

0 p a r a t e r m i n a r la entrada)

saldo

saldo

saldo

saldo

saldo

C ó m o e scrib ir en un a rch ivo d e a c c e s o a le a to rio . (P a rte 3 d e 3 .)

14.10 C ó m o leer datos secuencialmente desde un archivo de acceso aleatorio En las se c c io n e s anteriores cream os un archivo d e a cceso aleatorio y escrib im os datos e n e se archi vo. En esta se cc ió n desarrollarem os un programa que le e el archivo en forma sccucncial c im prim e s ó lo aquellos registros q u e con tien en datos. E stos program as producen un b en eficio adicional. Vea si p uede determinar cuál es; lo revelarem os al final de esta sección. La función read d e istream introduce en un ob jeto un núm ero esp ecifica d o de b ytes a par tir d e la p osición actual en el flujo especificado. Por ejem p lo, las lín eas 5 8 y 59 d el programa de la figura 14.14 leen el número de bytes esp ecificad os por sizeof ( Dato soliente ) d esd e archi vo asociad o con el objeto creditoEntrada d e if stream y guardan lo s datos en el registro


832


Capítulo 14

cliente. O bserve que la función read requiere un prim er argum ento de tipo char *. C om o Sediente es de tipo DatosCliente * , debe convertirse a char * m ediante el operador de conversión reinterpret_cast. O bserve que la línea 25 incluye e l archivo d e en cab ezado datosCliente.h d efinido en el programa d e la figura 14.10, para que e l programa pueda utilizar o b jetos de la clase DatosCliente. F.I program a d e la figura 14.14 le e sccu en cialm ente todos los registros d el archivo "crédi to, dat". com prueba cada registro para determ inar si co n tien e datos y m uestra la salida co n for m ato para los registros q u e contienen datos, La con d ición en la línea 51 utiliza la función m iem bro eof de ios para determinar el m om ento e n el que s e llegue al fin del archivo y hace que d eje de ejecutarse la estructura while. A dem ás, si ocurre un error al leer del archivo, el ciclo termina de bido a que creditoEntrada se evalúa co m o falsa. L os datos introducidos del archivo se muestran m ediante la función mostrarLinea (lín eas 6 8 -7 6 ), que tom a d o s argumentos: un o b je to ostream y una estructura datosClienta a mostrar. FJ tipo d el parámetro ostream es inte resante, ya que puede sum inistrarse com o argum ento cualquier objeto ostraam (co m o cout) o cualquier objeto de una clase derivada de ostraam (co m o un objeto de tipo of stream). E sto sig n ifica que puede utilizarse la m ism a fun ción , por ejem plo, para enviar la salida al flujo de salida estándar y a un flujo d e archivo sin tener q u e escribir fu n cion es separadas.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Fig. 14.14: figl4_14.cpp // Cómo leer un archivo de acceso aleatorio. Iinclude using usina usina usina usina usina usina usina

stdrrcout; std:rendí; std::ios; std::cerr; stdiileft; std::riaht; std::fixed; std::showpoint;

Iinclude usina std::setprecision; usina std::setw; finclude

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29

usina std::ifstream; usina std::ostraam;

30

{

31 32

Iinclude // prototipo de exit Iinclude "datosCliente.h” // definición de la clase DatosCliente void mostrarLinea( ostream&, const DatosCliente & ); int main() ifstream creditoEntrada( "credito.dat", iosrrin );

Rgura 14.14

C ó m o leer un archivo d e a cce so aleatorio en forma secuenclal. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 14

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65


833

// salir dal programa si ifstream no puede abrir el archivo if ( IcreditoEntrada ) < cerr << "No pudo abrirse el archivo." << endl; exit( 1 ); ) // fin de instrucción if cout << left << setw( 10 ) << "Cuenta" << setw( 16 ) << "Apellido" << setw{ 14 ) << "Primer nombre" << left << setw( 10 ) << right << "Saldo" << endl; DatosCliente cliente; // crear el registro // leer el primer registro del archivo creditoEntrada.read( reinterpret_cast< char * >( ¿cliente ), sizeof( DatosCliente ) );

// leer todos los registros del archivo while ( creditoEntrada && IcreditoEntrada.eof() ) { // mostrar registro if ( cliente.obtenerNumeroCuenta() !« 0 ) mostrarLinea( cout, cliente ); // leer siguiente registro del archivo creditoEntrada.read( reinterpret cast< char * >( ¿cliente ), sizeof( DatosCliente ) );

} // fin de instrucción while return 0; > // fin de main

66

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

// mostrar registro individual void mostrarLinea( ostream ¿salida, const Datóselienta ¿registro ) { salida << left << setw( 10 ) << registro.obtenerNumeroCuenta() << setw( 16 ) << registro.obtenerApellido().data() << setw( 14 ) << registro.obtenarPrimerNombre().data() << setw( 10 ) << setprecision( 2 ) << right << fixed << showpoint << registro.obtenerSaldo() << endl; } // fin de mostrarLinea

Cuenta 29 33 37 88 96 Figura 14.14

Apellido Brown Dunn Barker Smith Stone

Primer nombre Nancy Stacey Doug Dave Sam

Saldo -24.54 314.33 0.00 258.34 34.98

Cóm o leer un archivo de acceso aleatorio en forma secuencial. (Parte 2 de 2.)


834


Capítulo 14

¿Q ué hay acerca del b en eficio adicional que prom etim os? Si analiza la ventana de salida, ob ser vará que lo s registros se m uestran en orden (por núm ero de cuenta). Ésta e s una co n secu en cia d e la manera e n que alm acenam os estos registros en el archivo, utilizando técnicas d e a cc eso directo. En com paración con el ordenam iento en burbuja q u e utilizam os en el capítulo 4 , el ordenam iento m e diante las técnicas de a cceso d irecto es relativam ente rápido. Esta rapidez se logra haciendo que el archivo sea lo su ficiente rápido c o m o para guardar cualquier p osib le registro que pueda crearse. Es to d esd e lu ego sign ifica que e l archivo podría estar ocu p ado en forma dispersa la m ayor parte del tiem p o, resultando en un desp erdicio de alm acenam iento. Este vien e sien d o otro ejem plo d e la co n ce sió n espacio-tiem p o: A l utilizar grandes cantidades de esp acio, p odem os desarrollar un algoritm o d e ordenam iento m ucho m ás v eloz. Afortunadam ente, la continua reducción en el precio d e las uni dades de alm acenam iento ayuda a q u e e sto provoque cada v e z m enos problemas.

1 4 .1 1

E je m p l o : u n p r o g r a m a p a r a p r o c e s a r t r a n s a c c i o n e s

Ahora presentarem os un programa substancial para procesar transacciones (figura 14.15), utilizando un archivo de acceso aleatorio para lograr un procesamiento de acceso “instantáneo” . El programa mantiene la inform ación de las cuentas de un banco. A ctualiza las cuentas existentes, agrega nuevas cuentas, e li mina cuentas y guarda un listado con formato de todas las cuentas actuales en un archivo de texto. Su pondrem os que se ha ejecutado el programa de la figura 14.12 para crear el archivo credito.dat y que se ha ejecutado tam bién e l programa d e la figura 14.13 para insertar lo s datos iniciales. El programa cuenta co n cin co o p cion es (la op ció n 5 e s para terminar e l programa). 1.a op ción 1 llam a a la fun ción i m p r i m í r R e g i s t r o para guardar una lista co n form ato d e toda la inform a ción de las cuentas en un archivo de texto llamado impr i m i r .txt que puede imprimirse. La función impr i m i r Regis t r o (lín eas 115-152) tom a un ob jeto f s t r e a m c o m o argum ento a utilizar para introducir datos d el archivo credito.dat. La función imprimir Regis tro invoca a la función m iem bro re a d de istream (líneas 147-148) y utiliza las técnicas d e a cceso sccucncial del programa d e la figura 14.14 para introducir datos de credito.dat. La función mostrarLinea, descrita en el programa d e la figura 14.10, se utiliza para enviar los datos al archivo imprimir.txt. O b serve que i m p rimirRegistro utiliza a la función m iem bro s e e k g d e i s t r e a m (lín ea 132) pa ra asegurar que el apuntador de p osición de archivo se encuentre a l principio del archivo. D espués de seleccion ar la op ción 1, el archivo imprimir.txt contiene:

Cuenta 29 33 37 88 96

Apellido Brown Dunn Barker Smith Stone

Primer nombre Nancy stacey Doug Daré Sam

Saldo -26.54 314.33 0.00 258.34 34.98

La op ción 2 llam a a actual i zar Re gis tro (líneas 155-199) para actualizar una cuenta. Esta función actualiza só lo un registro existente, por lo que la función primero determ ina si el regis tro esp ecificad o está o no vacío. Las líneas 166 y 167 leen datos y los introducen en el objeto el iente. por m ed io de la función m iem bro r e a d de i s t r e a m D esp u és la línea 170 com para los valores d evu eltos por o b t e n e r N u m e r o C u e n t a d e la estructura cliente con cero para determ i nar si el registro con tien e o no inform ación. Si este valor e s cero, las líneas 196 y 197 im prim en un m ensaje declarando que el registro está vacío. Si el registro co n tien e inform ación, la línea 171 lo m uestra m ediante la función mostrarLinea. la línea 176 introduce la cantidad d e la transacción y las líneas 179 a 190 calculan el nuevo saldo y vuelven a escribir el registro en el archivo. Una pan talla d e salida típica para la opción 2 sería:


Capitulo 14


835

Escriba la cuenta que desea actualizar (1 - 100): 37 37 Barker Doug 0.00 Escriba el cargo (♦) o abono (-): 4-87.99 37 Barker Doug 87.99 L a op ción 3 llam a a la función nuevoRegistro (lin cas 2 0 2 -2 5 1 ) para agregar una nueva cuenta al archivo. Si el usuario introduce el núm ero d e cuenta de una cuenta existen te, nuevoRe gistro mostrará un m ensaje indicando que la cuenta ya existe (líneas 248-249). Esta función agrega una nueva cuenta d e la m ism a forma que el programa de la figura 14.12. U na pantalla de salida típi ca para la op ción 3 sería:

Escriba el nuevo numero de cuenta: (1 - 100): 22 Escriba el apellido, primer nombre, saldo 7 Johnston Sarah 247.45 La opción 4 llam a a la función

eliminar Registro (lín eas 2 5 4 -2 8 9 ) para elim inar un regis

tro d el archivo. La línea 2 57 pide al usuario que escriba el núm ero d e cuenta. S ó lo puede elim inarse un registro existente, por lo que, si la cuenta esp ecificad a está vacía, la línea 287 m uestra un m ensa je d e error. Si la cuenta existe, las lín eas 2 77 a 2 7 9 rcinicializan esa cuenta cop ian do un registro vacío

(clienteEnBlanco)en el archivo. La línea 281 m uestra un m ensaje para informar al usuario que el registro se ha elim inado. Una pantalla de salida típica para la op ción 4 sería: Escriba la cuanta a aliminar (1 - 100): 29 Cuanta 829 aliminada. O bserve que la línea 4 4 abre el archivo credito.dat m ediante la creación d e un objeto fstream para leer y escribir, utilizando lo s m o d o s ios : : in e ios:: out unidos m ediante una operación o r lógica.

2

1

// Fig. 14.15: figl4_15.cpp // Esta programa laa un archivo da accaso aleatorio an forma sacuancial, actualiza

3 4 5

// loa datos previamente escritos an al archivo, crea datos para colocarlos // en al archivo y elimina los datos que estaban previamente en al archivo. fincluda

ó

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

using using using using using using using using using

Figura 14.15

std::cout; std::cerr; std::cin; std::andl; std::ios; std::left; std::right; std::fixed; std::showpoint;

Programa de cuentas bancarias. (Parte 1 de 7.)


836

17 18 19 20 21


Capítulo 14

tinclude
22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

tinclude uaing std::setw; uaing std::setprecision; tinclude // prototipo de exit tinclude "datosCliente.h* // definición de la clase DatosCliente int escribirOpcion(); void imprimirRegistro( fstreaxn& ); void actualizarRegistro( fstreamt ); void nuevoRegistro( fstream& ); void eliminarRegistro( fstream& ); void moatrarLinea( ostreamfc, conat DatosCliente 6 ); int obtenerCuenta ( conat char * conat ); enuní Opciones { IMPRIMIR - 1, ACTUALIZAR, NUEVO, ELIMINAR, PIN ); int main() { // abrir el archivo en modo de lectura y escritura fstream creditoEntradaSalida( "credito.dat*, ios::in | ios::out );

45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

// salir del programa si fstream no puede abrir el archivo if ( IcreditoEntradaSalida ) { cerr << *No se pudo abrir el archivo.* << endl; exit ( 1 ); } // fin de instrucción if int opcion; // permitir al usuario que especifique la acción while ( ( opcion - escribirOpcion() ) l- PIN ) (

Rgura 14.15

switch ( opcion ) { // crear el archivo de texto a partir del archivo de registros case IMPRIMIR; imprimirRegistro( creditoEntradaSalida ); break; // actualizar registro case ACTUALIZAR: actualizarRegistro( creditoEntradaSalida ); break;

Programa de cuentas bancarlas. (Parte 2 de 7.)


Capitulo 14

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85


837

// crear registro case NUEVO: nuevoRegistro( creditoEntradaSalida ) ; bréale; // eliminar registroexistente case ELIMINAR: eliminarRegistro( creditoEntradaSalida ); bréale; // mostrar error si el usuario no selecciona una opción válida default: cerr << "Opción incorrecta" << endl; bréale; ) // fin de instrucción switch

86

87

creditoEntradaSalida.clear(); // reinicializar indicador de fin de archivo

88

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

} // fin de instrucción while return 0; ) // fin de main // permitir al usuario que introduzca la opción del menú int escribirOpcion() { // mostrar opciones disponibles cout << "\nEscriba su opcion" << endl << "1 - guardar un archivo de texto de las cuentas ccn formato" « endl << " llamado \" imprimír.txt\" para imprimirlo" << endl << "2 - actualizar una cuenta" << endl << "3 - agregar una nueva cuenta" << endl << *4 - eliminar una cuenta" << endl << "5 - finalizar el programa\n? "; int opcionMenu; cin >> opcionMenu; // recibir opción del usuario return opcionMenu; > // fin de la función escribirOpcion // crear archivo de texto con formato para imprimirlo void imprimirRegistro( fstream fcleerDeArchivo ) { // crear archivo de texto ofstream archivoImprimirSalida( "imprimir.txt", ios::out ); // salir del programa si of stream no puede crear el archivo if ( IarchivoImprimirSalida ) { cerr << "No se pudo crear el archivo." << endl;

Rgura 14.15

Programa d e cuentas bancarias. (Parte 3 de 7.)


838

123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175


Capítulo 14

exit( 1 ); } // fin de instrucción if archivoImprimirSalida << left << setw( 10 ) << "Cuenta" << setw( 16 ) << "Apellido" << setw( 14 ) << "Primer nombre" << right << setw( 10 ) << "Saldo" << andl; // colocar el apuntador de posición de archivo al principio del archivo de registros leerDeArchivo.seekg( 0 ); // leer el primer registro del archivo de registros DatosCliente cliente; leerDeArchivo.read( reinterpret_cast< char * >( Sediente ), sizeof( DatosCliente ) ); // copiar todos los registros del archivo de registros en el archivo de texto while ( IleerDeArchivo.eofO ) < // escribir un registro individual en el archivo de texto if ( cliente.obtenerNumeroCuenta() 1- 0 ) mostrarLinea( archivoImprimirSalida, cliente ); // leer siguiente registro del archivo da registros leerDeArchivo.read( reinterpret_cast< char * >( ¿cliente ), sizeof( DatosCliente ) ); ) // fin de instrucción while ) // fin de la función imprimir Registro // actualizar el saldo en el registro void actualizarRegistro( fstream &actualizarArchivo ) { // obtener el número de cuenta a actualizar infc numazoCuenta - obtenazCuanta( "Escriba la cuanta que dasea actualizar" ); // desplazar el apuntador de posición de archivo hasta el registro correcto en el archivo actúali zarArchivo.seekg( ( numeroCuenta - 1 ) * sizeof( DatosCliente ) ); // leer el primar registro del archivo DatosCliente cliente; actualizarArchivo.read( reinterpret_cast< char * >( ¿cliente ), sizeof( DatosCliente ) ); // actualizar el registro if ( cliente.obtenerNumeroCuenta() I- 0 ) { mostrarLinea( cout, cliente );

Rgura 14.15

// solicitar al usuario que especifique la transacción cout << "\nEscriba cargo {♦) o abono (-)s "; double transacción; // cargo o abono Programa d e cuentas bancarlas. (Parte 4 d e 7.)


Capitulo 14

176 177 178 179 180 181 182 183

839

cin >> transacción; // actualizar el saldo del registro double saldoAnterior ■ cliente.obtenerSaldo(); cliente.establecerSaldo( saldoAnterior ♦ transacción ); mostrarLinea( cout, cliente ); // desplazar el apuntador de posición de archivo hasta el registro correcto en el archivo actualizarArchivo.seekp( ( numeroCuenta - 1 ) * sizeof( DatosCliente ) );

184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199


// escribir el registro actualizado sobre el registro anterior en el archivo actualizarArchivo.write{ reinterpret_cast< const char * >( Sediente ), sizeof( DatosCliente ) ); ) // fin de instrucción if // mostrar error si la cuenta no existe else cerr << "La cuenta •" << numeroCuenta << * no tiene información." << endl; } // fin de la función actual izarRegistro

200

201 // crear e insertar registro 202 void nuevoRegistro( fstream &insertarEnArchivo ) 203 { 204 // obtener el número de cuenta a crear 205 int numeroCuenta ■ obtenerCuenta ( "Escriba el nuevo numero de cuenta" ); 206 207 // desplazar el apuntador de posición del archivo hasta el registro correcto en el archivo 208 insertarZnArchivo.8ee)cg( 209 ( numeroCuenta - 1 ) * sizeof ( DatosCliente ) ); 210

211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221

// leer el registro del archivo DatosCliente cliente; insertarEnArchivo.read( reinterpret_cast< char * >( Sediente ), sizeof( DatosCliente ) ); // crear el registro, si éste no existe ya if ( cliente.obtenerNumeroCuenta() -- 0 ) { char apellido! 15 ]/ char primerNombre [ 10 ]; double saldo;

222

223 224 225 226 227 228 Rgura 14.15

//el usuario introduce el apellido, primer nombre y saldo cout << "Escriba el apellido, primer nombre, saldo\n? "; cin >> setw ( 15 ) >> apellido; cin >> setw( 10 ) >> primerNombre; cin >> saldo; Programa de cuentas bancarias. (Parte 5 de 7.)


840


229 230 231 232 233 234 235

Capítulo 14

// usar valores para llenar los valores de la cuenta cliente.establecerApellldo( apellido ); cliente.establecerPrimerNombre( primerNombre ); cliente.establecerSaldo( saldo ); cliente.establecerNUmeroCuenta( numeroCuenta ); // desplazar el apuntador de posición de archivo hasta el registro correcto en el archivo insertarEnArchivo.seekp( ( numeroCuenta - 1 ) * sizeof( DatosCliente ) );

236 237 238 239 // insertar el registro en el archivo 240 insertarEnArchivo.writeC 241 reinterpret_cast< const char * >( Cediente ), 242 sizeof( DatosCliente ) ); 243 244 } // fin de instrucción if 245 246 // mostrar error si la cuenta ya existe 247 else 248 cerr << "La cuenta #" << numeroCuenta 249 << * ya contiene información." << endl; 250 251 ) // fin de la función nuevoRegistro 252 253 // eliminar un registro existente 254 void elimlnarRegistro( fstream &ellmlnarDeArchivo ) 255 { 256 // obtener número de cuenta a eliminar 257 int numeroCuenta ■ obtenerCuenta( "Escriba la cuenta a eliminar" ); 258 259 // desplazar el apuntador de posición de archivo hasta el registro correcto en el archivo 260 eliminarDeArchivo.seekg( 261 ( numeroCuenta - 1 ) * sizeof( DatosCliente ) ); 262 263 // leer el registro del archivo 264 DatosCliente cliente; 265 eliminarDeArchivo.read( reinterpret_cast< char * >( Cediente ), 266 sizeof( DatosCliente ) ); 267 268 // eliminar el registro, si es que existe en el archivo 269 if ( cliente.obtenerNumeroCuenta() l- 0 ) { 270 DatosCliente clienteEnBlanco; 271 272 // desplazar el apuntador de posición de archivo hasta el registro correcto en el archivo 273 ellmi narDeArchivo.seekp ( ( numeroCuenta - 1 ) * 274 aizeof( DatosCliente ) ); 275 276 // reemplazar el registro existente con un registro en blanco 277 ellminarDeArchivo.write( 278 reinterpret_cast< const char * >( ftclienteEnBlanco ), 279 sizeof( DatosCliente ) ); 280 281 cout << "Cuenta •" << numeroCuenta << " eliminada.\n"; Rgura 14.15

Programa de cuentas bancarlas. (Parte 6 de 7.)


Capitulo 14


841

282 283 ) // fin de instrucción if 284 285 // mostrar error si el registro no existe 286 sise 287 cerr << "La cuenta •" << numeroCuenta << " esta vacia.\n*; 288 289 > // fin de eliminarRegistro 290 291 // mostrar registro individual 292 void mostrarLinea( ostream ¿salida, const DatosCliente ¿registro ) 293 { 294 salida << left << setw( 10 ) << registro.obtenerüumeroCuenta() 295 << setv( 16 )<< registro.obtenerApellido().data() 296 << setw( 11 )<< registro.obtenerPrimerNombre().data() 297 << setw( 10 )<< setprecision( 2 ) << right << fixed 298 << ehowpoint << registro.obtenerSaldo() << endl; 299 300 } // fin de la función mostrarLinea 301 302 // obtener el valor del número de cuenta del usuario 303 int obtenerCuentaí const char * const indicador ) 304 { 305 int numeroCuenta; 306 307 // obtener el valor del número de cuenta 308 do { 309 cout << indicador << * (1 - 100): " j 310 cin >> numeroCuenta; 311 312 } while ( numeroCuenta < 1 | | numeroCuenta > 100 ); 313 314 r e t u m numeroCuenta; 315 316 ) // fin de la función obtenerCuenta Figura 14.15

Programa d e cuentas bancarías. (Parte 7 de 7.)

14.12 Entrada/salida de objetos E ste capítulo y el capítulo 12 presentaron el estilo de entrada/salida orientado a objetos de C ++. Sin em bargo, nuestros ejem p los se concentraron en las operaciones de E/S con tipos de datos tradicio nales, en v ez d e en focarse e n lo s ob jetos d e tipos definidos por el usuario. En el capítulo 8 m ostra m os cóm o introducir y mostrar ob jetos utilizando la sobrecarga de operadores. Logram os introducir objetos m ediante la sobrecarga del operador de extracción d e flujo >> para el objeto i s t r e a m a p r o piado. Logram os mostrar objetos m ediante la sobrecarga d el operador de inserción d e flujo << para el objeto o s t r e a m apropiado. En am b os ca so s só lo se introdujeron o mostraron los d atos m iem bro de lo s o b jetos y, en cada caso, se encontraban en un form ato útil só lo para lo s ob jetos de esc tipo abstracto esp e c ífic o de datos. Las fun cion es m iem bro de un ob jeto están d isp on ib les internam ente en la com putadora y se com binan co n lo s valores d e lo s datos a m edida que ésto s se introducen m e diante el operador sobrecargado d e inserción de flujo. A l imprimir datos m iem bro de ob jetos en un archivo de d isco perdem os la inform ación sobre el tip o d el objeto. S ó lo guardam os bytes d e datos en un d isc o , no la inform ación sobre el tipo. Si el pro-


842


Capítulo 14

gram a que le e esto s datos c o n o c e el tipo d el ob jeto al que corresponden lo s datos, lo s leerá y lo s in troducirá en ob jetos de e sc tipo. Un problem a interesante ocurre cuando guardam os ob jetos de distintos tipos en el m ism o archi vo. ¿C óm o p odem os distinguirlos (o sus co le c c io n e s de datos m iem bro) a m edida que lo s leem os en un programa? El problem a e s que lo s ob jetos por lo general no tienen cam p os d e tipo (estudiam os esta cu estión detalladam ente en el cap ítulo 10). U na solu ción sería hacer que cada operador de salida sobrecargado mostrara un có d ig o de tipo antes de cada co lecció n de datos m iem bro para representar a un objeto. D esp u és, para introducir o b je to s siem p re se em pezaría leyendo el cam p o del c ó d ig o d e tipo y utilizando una instrucción s w i t c h para invocar a la función sobrecargada apropiada. A unque esta solu ción carece d e la e le gan cia de la program ación polim órfica, o frece un m ecan ism o funcional para retener ob jetos en archi v o s y recuperarlos según sea necesario.

RESUMEN • Todos los elementos de datos procesados por una computadora se reducen a combinaciones de ceros y unos. • H menor elemento de datos en una computadora puede asumir sólo el valor 0 o 1. Dicho elemento de datos se conoce como un bit. • Los dígitos, letras y símbolos especiales se conocen como caracteres. El conjunto de todos los caracteres que pueden utilizarse para escribir programas y representar elementos de datos en una computadora específica se conoce como el conjunto de caracteres de esa computadora. Cada carácter en el conjunto de caracteres de la computadora se representa como un patrón de ocho l s y Os (lo que se conoce como un byte). • Un campo es un grupo de caracteres (o bytes) que transmiten un significado. • Un registro es un grupo de campos relacionados. • Por lo menos un campo en un registro se elige como clave de registro para identificar que un registro perte nece a una persona o entidad específica y es distinto a todos los demás registros en el archivo. • Una colección de programas diseñados para crear y administrar bases de datos se conoce como sistema de administración de bases de datos (DBMS). • C++ ve a cada archivo como un flujo secuencial de bytes. • Cada archivo termina en un marcador de fin de archivo que es dependiente del equipo en el que se utilice. • Los flujos proporcionan canales de comunicación entre los archivos y los programas. • Los archivos de encabezado < io a t r a a m > y < f a tr e a m > deben incluirse en un programa para realizar una operación de E/S de archivos en C++. El encabezado < fa tr a a m > incluye las definiciones para i f a t r a a m o f stre a m . y £ str e a m • Los archivos se abren creando instancias de objetos de i f a t r a a m o f s t r e a m y f a t r e a m • C++ no impone una estructura en un archivo. Por lo tanto, los términos como “registro" no existen en C++. El programador debe estructurar un archivo para satisfacer los requerimientos de una aplicación específica. • Los archivos se abren en modo de salida creando un objeto o f a tr e a m . Se pasan dos argumentos al objeto: el nombre del archivo y el modo de apertura del mismo. Para un objeto o a t r a a m el modo de apertura puede ser l o a : : o u t para enviar datos a un archivo o i o a : »ap p para anexar dalos al final del mismo. Los archi vas existentes abiertos con el modo i o a s s o u t se truncan. Si el archivo no existe, se crea. • 1.a función miembro operador o p e r a t o r 1 de i o a devuelve un valor t r u a si se activa el bit f a i l b i t o el bit b a d b i t para un flujo en la operación o p e n . • La función miembro operador o p a r a t o r v o i d * de l o a oonvierte el flujo en un apuntador para compa rarlo con 0 (el apuntador nulo). Si se activa el bit f a i l b i t o el bit b a d b i t para el flujo, se devuelve 0 (fa la a ).


Capitulo 14


843

Los programas pueden procesar cero, uno o varios archivos. Cada archivo tiene un nombre único y está aso ciado con un objeto de flujo de archivo apropiado. Todas las funciones de procesamiento de archivos deben hacer referencia a un archivo con el objeto apropiado. Un apuntador “gel" indica la posición en el archivo a partir de la cual ocurrirá la siguiente operación de en trada y un apuntador “put" indica la posición en el archivo en la que se colocará la siguiente operación de salida. Tanto istrsam como ostream cuentan con funciones miembro para reposicionar el apuntador de posición de archivo. Las funciones son ssskg (“seck get") para istrsam y ssskp (“seek pul") para

oitraam. • Las funciones miembro tellp y tellg devuelven las posiciones actuales de los apuntadores "pul" y “get”, respectivamente. • Una manera conveniente de implementar archivos de acceso aleatorio es utilizando sólo registros de longitud fija. Con esta técnica un programa puede calcular rápidamente la posición exacta de un registro, relativa al inicio del archivo. • Pueden insertarse datos en un archivo de acceso aleatorio sin destruir otros datos en el mismo. Ix>s dalos pue den actualizarse o eliminarse sin necesidad de eliminar todo el archivo. • 1.a fundón miembro writs de ostrsam envía a un flujo espedficado derto número de bytes, empezando en una ubicación designada en memoria. Cuando el flujo se asoda con un archivo, los datos se escriben en la ubicación especificada por el apuntador “put” de posición de archivo. • La fundón miembro rsad de istrsam extrae derto número de bytes del flujo espedficado hada un área en memoria que comienza en una dirección designada. Los bytes se extraen comenzando desde la posidón especificada por d apuntador “get" de posidón de archivo, l a fundón read requiere que su primer argu mento sea de tipo char*. • La fundón write espera un primer argumento de tipo const c har*. por lo que este argumento debe con vertirse a conat char* si es de algún otro tipo de apuntador. El segundo argumento es un entero que espedfica d número de bytes a escribir. • El operador unario sizeof utilizado en tiempo de compilación devudve el tamaño en bytes del objeto con tenido entre paréntesis; sizeof devuelve un entero sin signo. • La fundón miembro eof de ios reporta si se ha activado d indicador de fin de archivo para d flujo desig nado. Este indicador se activa cuando falla una operadón de lectura.

TERMINOLOGÍA abrir un archivo apuntador de posidón de archivo archivo archivo de acceso aleatorio archivo de acceso secuendal archivo de encabezado base de datos bit byte campo campo alfabético campo de caracteres campo numérico c s r r (flujo de error estándar sin búfer) cerrar un archivo cin (flujo de entrada estándar) dave de registro clog (flujo de error estándar con búfer)

conjunto de caracteres cout (flujo de salida estándar) dígito binario dígito decimal fin del archivo flujo flujo de entrada fiujo de salida fstrsam función miembro closs función miembro opsn fundón miembro opsrator 1 fundón miembro saskg de istrsam fundón miembro ssekp de ostrsam fundón miembro tsllg de istrsam fundón miembro tsllp de ostrsam ifstream indicador de fin d d archivo


844


istream jerarquía de datos modo de apertura de archivos modo de apertura de archivos modo de apertura de archivos modo de apertura de archivos modo de apertura de archivos modo de apertura de archivos nombre de archivo ofstream ostream persistenda plantilla basic_f stream

i o s : :app i o s :: ate i o s : :binary i o s :: in i o s :: out ios 11truno

Capítulo 14

plantilla basic_if stream plantilla basic_iostream plantilla basic_istream plantilla basic_of stream plantilla basic_ostream punto de ¡nido de búsqueda i o s :: beg punto de inido de búsqueda i o s :: cur punto de inido de búsqueda i o s : :end registro símbolo espedal sistema de administradón de bases de datos (DBMS) truncar un archivo existente


Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) En el fondo, todos los elementos de dalos procesados por una computadora se reducen a combina ciones d e ___________ y ___________ . b) El menor elemento de datos que puede procesar una computadora se conoce c o m o ___________. c) U n ___________es un grupo de datos relacionados. d) Los dígitos, letras y símbolos especiales se conocen co m o ___________ . e) Un grupo de archivos relacionados se conoce co m o___________ . 0 I-a función m iem bro___________de los flujos de archivo f s t r e a m , i f stre& m y o f s t r e a m cierra un archivo. g) 1.a función miembro___________de i s t r e a m lee un carácter del flujo especificado. h) Las funciones m iem bro___________y ___________ de i s t r e a m leen una línea del flujo especi ficado. i) La función m iem bro___________de los flujos de archivo f s t r e a m , i f s t r e a m y o f s t r e a m abre un archivo. j) 1.a función miembro___________de i s t r e a m s e utiliza generalmente para leer datos de un archi vo en aplicaciones de acceso aleatorio. k) Las funciones miembro___________ y ___________ de i s t r e a m y o e t r e a m establecen el apun tador de posición de archivo en una posición específica de un flujo de entrada o salida, respectiva mente.

14.2

Conteste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser falso, expli que por qué. a) La función miembro r e a d no puede utilizarse para leer datos del objeto c i n de entrada. b) El programador debe crear los objetos c i n . c o u t , c e r r y c l o g en forma explícita. c) Un programa debe llamar explícitamente a la función c i ó s e para cerrar un archivo asociado con un objeto i f s t r e a m . o f s t r e a m o f a tr e a m . d) Si el apuntador de posición de archivo apunta a una posición en un archivo secuencia! que no sea d principio del mismo, éste debe cerrarse y volverse a abrir para poder leer desde su inicio. e) La función miembro w r i t e de o a t r e a m puede escribir al flujo c o u t de salida estándar. 0 Los datos en los archivos de acceso secuencial siempre se actualizan sin sobrescribir los datos con tiguos. g) Es innecesario buscar en todos los registros de un archivo de acceso aleatorio para encontrar un re gistro específico. h) i)

Los registros en los archivos de acceso aleatorio deben tener una longitud uniforme. Las funciones miembro s e e k p y s e e k g deben buscar en forma relativa al ¡nido del archivo.


Capitulo 14


845

14.3

Suponga que cada uno de los siguientes enunciados se aplican al mismo programa. a) Escriba una instrucción que abra el archivo *nae»taat.dat" en modo de entrada; utilice el ob jeto if»t rasa llamado maaatroAntariorEntrada. b) Escriba una instrucción que abra el archivo "trana.dat" en modo de entrada; utilice el objeto if atraam llamado tranaaccionEntrada. c) Escriba una instrucción que abra el archivo "maaatnua .dat" en modo de salida (y creación); utilice el objeto of atraam llamado maeatroNuavoSalida. d) Escriba una instrucción que lea un registro del archivo "maaatant. dat". El registro consiste del valor entero numeroCuanta. la cadena nombra y el valor de punto flotante aaldoActual; utilice el objeto if atraam llamado maaatroAntariorEntrada. e) Escriba una instrucción que lea un registro del archivo "trana.dat". El registro consiste del valor entero numCuanta y del valor de punto flotante cantidadDolaraa; utilice el objeto if atraam llamado tranaaccionEntrada. 0 Escriba una instrucción que escriba un registro en el archivo "maaatnua .dat". El registro con siste del valor entero numCuanta. la cadena nombra y el valor de punto flotante aaldoActual; utilice el objeto of atraam llamado maaatroNuavoSalida.

14.4

Encuentre el (los) error(es) y muestre cómo corregirlo(s) en cada uno de los siguientes casos: a) El archivo "porpagar.dat* al que hace referencia el objeto porPagarSalida de ofatream no se ha abierto.

porPagarSalida << cuanta << empresa << cantidad << andl; b) La siguiente instrucción debe leer un registro del archivo * porpagar .dat". FJ objeto porPagar Entrada de if atraam hace referencia a este archivo, y el objeto porCobrar Entrada de istream hace referencia al archivo "porcobrar.dat*.

porCobrarEntrada >> cuanta >> empresa >> cantidad; c)

El archivo "herramientas.dat" debe abrirse para agregar dalos al archivo sin descartar los datos actuales.

ofatraam herramiantaaSalida( "herramientas.dat", ios::out );

RESPUESTAS A LOS EJERCICIOS DE AUTOEVALUACION 14.1

a)

l s . Os. b) bit. c) archivo, d) caracteres, e) base de datos. 0 cióse, g) get. h) gat,

gatlina. i) opan. j) raad. k) aeekg, seekp. 14.2

a) Falso. La función raad puede leer desde cualquier objeto de flujo de entrada que se derive de

iatream. b) Falso. Estas cuatro flujos se crean automáticamente para el programador. FJ archivo de encabezado debe incluirse en un archivo para utilizarlos. Este encabezado incluye las declara ciones para cada objeto de flujo. c) Falso. Los archivos se cerrarán al ejecutarse los destructores para los objetos if atraam. of atream o f atraam. cuando los objetos de flujo queden fuera de alcance o antes de que termine la ejecución del programa, pero es una buena práctica de programación cerrar todos los archivos explícitamente con cloaa una vez que ya no sean necesarios. d) Falso. 1.a función miembro aeakp o seekg puede utilizarse para reposicionar el apuntador “put” o “gel” de posición de archivo en el inicio del mismo. e) Verdadero. f) Falso. En la mayoría de los casos, los registros de los archivos secuenciales no son de longitud uni forme. Por lo tanto, es posible que al actualizar un archivo se sobrescriban otros datos. g) Verdadero. h) Falso. Los registros en un archivo de acceso aleatorio por lo general son de longitud uniforme. i) Falso. Es posible buscar desde el principio del archivo, desde el final del mismo y desde la posi ción actual.


846

14.3


Capítulo 14

a) ifstream maestroAnteriorEntrada( "maestant.dat", ios::in ); b) ifstream transaccionEntrada( "trans.dat*, iossxin ); c) ofstream maestroNuevoSalida( "maestnue.dat", iosxxout ) ;

d) maestroAnteriorEntrada >> numCuenta >> nombre >> saldoActual; e) transaccionEntrada >> numCuenta >> cantidadDolares; 0 maestroNuevoSalida << numCuenta << nombre << saldoActual; 14.4

F.m>r no se ha abierto el archivo "porpagar.dat" antes de que se intente enviar datos al flujo. Corrección: Usar la función open de ostream para abrir ~propagar.dat* en modo de salida. b) Error: Se va a utilizar el objeto istream incorrecto para leer un registro del archivo "propa a)

gar .dat*. Corrección: Usar el objeto porPagarEntrada de istream para hacer referencia a "propagar-

.dat*. c)

Error El contenido del archivo se descarta porque el archivo se abre en modo de salida ( ios: : out). Corrección: Para agregar datos al archivo, ábralo ya sea para actualizarlo (ios s s ate) o para ane xarle datos (iosx xapp).

EJERCICIOS 14 .S

Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) Las computadoras almacenan grandes cantidades de datos en dispositivos de almacenamiento se cundario c o m o ___________. b) U n ___________está compuesto de varios campos. c) Un campo que puede contener sólo dígitos, letras y espacios en blanco se conoce como campo d)

Para facilitar la recuperación de registros específicos de un archivo, se elige un campo en cada re gistro para que actúe como una___________. e) 1.a gran mayoría de información almacenada en los sistemas computacionales se guarda en archi vos ___________ f) Un grupo de caracteres relacionados que transmiten un significado se conoce como un g)

Los objetos de flujo estándar declarados por el archivo de encabezado son

------------------------------- ---------------- y ----------------■ h) La función miembro___________de ostream envía un carácter al flujo especificado. i) l a función m iem bro__________ de ostream generalmente se utiliza para escribir datos en un archivo de acceso aleatorio. j) l a función m iem bro___________de istream reposiciona dentro de un archivo el apuntador de posición de archivo.

14.6

Conteste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser falso, expli que por qué. a) Las impresionantes funciones desempeñadas por las computadoras esencialmente implican la ma nipulación de ceros y unos. b) Las personas prefieren manipular bits en vez de caracteres y campos, ya que los bits son más com pactos. c) la s personas especifican programas y elementos de datos como caracteres; después las computa doras manipulan y procesan estos caracteres como grupos de ceros y unos. d) El código postal de 5 dígitos de una persona es un ejemplo de un campo numérico. e) l a dirección particular de una persona se considera generalmente com o un campo alfabético en aplicaciones computacionales. f) Los elementos de datos representados en las computadoras forman una jerarquía de datos en la que los elementos de datos se vuelven más grandes y complejos a medida que progresamos de campos, a caracteres, a bits, etcétera. g) Una clave de registro identifica a un registro como perteneciente a un campo específico.


Capitulo 14


847

h) La mayoría de las organizaciones guardan toda la información en un solo archivo para facilitar el procesamiento computacional. i) Cada instrucción que procesa un archivo en un programa de C++ se refiere a ese archivo en forma explícita por su nombre. j) Cuando un programa crea un archivo, éste se retiene automáticamente por la computadora para una referencia a futuro.

14.7

El ejercicio 14.3 pide al lector que escriba una serie de instrucciones individuales. En realidad, estas instrucciones forman el núcleo de un importante tipo de programa para procesar archivos, conocido como programa para relacionar archivos. En el procesamiento de datos comercial es común tener varios archivos en cada sistema de aplicaciones. Por ejemplo, en un sistema de cuentas por cobrar hay general mente un archivo maestro que contiene información detallada sobre cada cliente, como su nombre, dirección, número telefónico, saldo pendiente, límite de crédito, términos de descuento, acuerdos con tractuales y posiblemente un historial condensado de compras recientes y pagos en efectivo. A medida que ocurren las transacciones (es decir, se consolidan las ventas y llegan los pagos en efectivo) se van introduciendo en un archivo. Al final de cada periodo comercial (un mes para algunas compañías, una semana para otras y un día en algunos casos), el archivo de transacciones (conocido como "trans.dat" en el ejercicio 14.3) se aplica al archivo maestro (conocido como "maestant .dat" en el ejercicio 14.3), actualizando en consecuencia el registro de compras y pagos de cada cuenta. Du rante una ejecución de actualización, el archivo maestro se rescribe como un nuevo archivo ( "maestnue .dat") y luego se utiliza al final del siguiente periodo comercial para empezar de nuevo el pro ceso de actualización. Los programas para relacionar archivos deben tratar con ciertos problemas que no existen en pro gramas con un solo archivo. Por ejemplo, no siempre ocurre una coincidencia. Un cliente en el archivo maestro podría no haber realizado compras o pagos en efectivo en el periodo comercial actual y. por lo tanto, no aparecerá ningún registro para este cliente en el archivo de transacciones. De manera similar, un cliente que haya realizado algunas compras o pagos en efectivo tal vez acabe de mudarse a esta comuni dad y la compañía tal vez no haya tenido la oportunidad de crear un registro maestro para este cliente. Use las instrucciones de! ejercicio 14.3 como una base para escribir un programa completo de cuentas por cobrar para relacionar archivos. Use el número de cuenta en cada archivo como la clave de re gistro para fines de relacionar. Suponga que cada archivo es un archivo secuencia! en el que los regis tros se guardan en orden ascendente en base al número de cuenta. Al ocurrir una coincidencia (es decir, deben aparecer registros con el mismo número de cuenta en los archivos maestro y de transacciones), agregue la cantidad en dólares en el archivo de transacción al saldo actual en el archivo maestro y escriba el registro en "naestnua .dat*. (Asuma que las com pras se indican mediante cantidades positivas en el archivo de transacciones y los pagos se indican me diante cantidades negativas.) Cuando haya un registro maestro para cierta cuenta específica pero no exista un registro de transacciones correspondiente, simplemente escriba el registro maestro en "maestnue .dat", Cuando haya un registro de transacciones pero no exista el correspondiente re gistro maestro, im prim ad mensaje "Registro de transacciones no relacionado pa ra el número de cuenta . . . " (llene el número de cuenta del registro de transacciones).

14.8

Después de escribir el programa del ejerddo 14.7, escriba un programa sen d llo para crear algunos da tos de prueba para verificar el fundonamiento del programa. Use los siguientes datos de ejemplo para las cuentas:

Archivo maestro Número de cuenta

Nombre

Saldo

100

Alan Jones

348.17

300

Mary Smith

500 700

Sam Sharp

0.00

Suzy Creen

-1 4 .2 2

27.19


848


Archivo de transacdones Número de cuenta

Capítulo 14

Confldad de la transaedón

100

27.14

300

62.11

400

100.56

900

82.1

1 4 .9

Ejecute el programa del ejercido 14.7, utilizando los archivos de datos de prueba creados en el ejerdd o 14.8. Imprima el nuevo archivo maestro. Compruebe que las cuentas se hayan actualizado correc tamente.

1 4.10

Es posible (en realidad común) tener varios registros de transacdones con la misma clave de registro. Esto ocurre debido a que un cliente en especial podría hacer varias compras y pagos en efectivo duran te un periodo comerdal. Vuelva a escribir su programa de cuentas por cobrar para reladonar archivos del ejerd do 14.7, para incluir la posibilidad de manejar varios registros de transacdones con la misma clave de registro. Modifique los datos de prueba del ejerdeio 14.8 para incluir los siguientes registros de transacdones adidon al es:

14.11

Número de cuenta

CanVdad en dólares

300

83.89

700

80.78

700

1.53

Escriba una serie de ¡nsirucdones que logren cada una de las siguientes cosas. Suponga que hemos de finido la clase Persona que contiene los datos miembro tipo prívate:

char apellido! 15 ]; char primerNombre[ 15 ]; char edad[ 4 ]; y las fundones miembro public

// funciones de acceso para apellido void establecerApellido( string ); string obtenerApellido() const; // funciones de acceso para primerNombre void establecerPrimerNombre( string ); string obtenerPrimerNombre() const; // funciones de acceso para edad void establecerEdad( string ); string obtenerBdad() const; También suponga que se ha abierto apropiadamente cualquier archivo de acceso aleatorio. a) Inidalice d archivo "nombrsedad.dat* con 100 registros que guarden los valores ape llido - "noasignado". primerNombre ■ "" y edad ■ '*0*. b) Introduzca 10 valores para apdlido. primer nombre y edad, y escríbalos en el archivo. c) Actualice un registro que ya contenga informadón. Si el registro no contiene información, re portar al usuario el mensaje "No inf o ". d) Elimine un registro que contenga informadón, rdnidalizando ese registro espedfico.


Capitulo 14

14.2


849

Usted es el propietario de una ferretería y necesita mantener un inventario que pueda indicarle qué he rramientas distintas tiene, cuántas tiene a la mano y el costo de cada una. Escriba un programa que inicialice el archivo de acceso aleatorio * farrataria.dat" con cien registros vacíos, que le permita introducir los datos correspondientes a cada herramienta, que le permita mostrar una lista de todas sus herramientas, eliminar el registro de una herramienta que ya no tenga y que le permita actualizar cual quier información en el archivo. El número de identificación de las herramientas debe ser el número de registro. Utilice la siguiente información para empezar su archivo:

Registro «

Nombre de herramienta

Canfldad

Color

3

Lijadora eléctrica

17

Martillo

7 76

24

Serrucho

21

11.00

39

Podadora de césped

3

79.50

56

18

99.99

68

Sierra eléctrica Destornillador

106

6.99

77

Mazo

11

21.50

83

Llave

34

7.50

57.98 11.99

14.13 Modifique el programa generador de palabras mediante números telefónicos que escribió en el capítu lo 4, de manera que escriba su salida en un archivo. Esto le permitirá leer el archivo a su conveniencia. Si cuenta con un diccionario computarizado, modifique su programa para que busque entre las miles de palabras de siete letras que haya en el diccionario. Algunas de las combinaciones interesantes de siete letras creadas por este programa podrían consistir de dos o más palabras. Por ejemplo, el número tele fónico 8432677 produce “THEBOSS". Modifique su programa para utilizar el diccionario computari zado para comprobar cada posible palabra de siete letras y determinar si es una palabra válida de una letra seguida por una palabra válida de seis letras; una palabra válida de dos letras seguida por una pa labra válida de cinco letras y así, sucesivamente.

14.14 Escriba un programa que utilice el operador sizeof para determinar los tamaños en bytes de los di versos tipos de datos en su sistema computacional. Escriba los resultados en el archivo "tamanlodatos.dat* de forma que pueda imprimir los resultados después. El formato para los resultados en d archivo debe ser:

Upo de datos

Tamaño

Tipo de datos

tamaño

char

1

long int

4

unsignad char short int

1 2

unsigned long int float

4 4

unsignad short int

2

doubla

8

int unsignad int

4 4

long doubla

16

[Nota: Los tamaños de los tipos de datos integrados en su computadora pueden ser distintos de los que se muestran arriba.)


/

5

La clase s t r i n g y el procesamiento de flujos de cadena Objetivos • U tiliz a r la c l a s e

string

d e la b ib lio te c a e s tá n d a r d e

C + + p a r a tr a ta r la s c a d e n a s c o m o o b je to s c o m p le ta m e n te d e s a r ro lla d o s . • A s ig n a r, c o n c a te n a r, c o m p a r a r , b u s c a r e in te r c a m b ia r o b je to s tip o

string.

• D e te r m in a r la s c a r a c te r ís tic a s d e lo s o b je to s tip o

string. • E n c o n tra r, s u s titu ir e in s e r ta r c a r a c te r e s e n u n o b je to tip o

string.

• C o n v e rtir o b je to s tip o • U tiliz a r lo s ite r a d o r e s

string e n c a d e n a s d e string.

e s tilo C .

• L le v a r a c a b o o p e r a c io n e s d e e n tra d a y s a lid a d e o b je to s

string

e n m e m o ria .

La diferencia entre la p a la b ra casi correcta y la palabra correcta es realm ente enorm e; e s com o la diferencia entre la luciérnaga y e l rayo. M a rk T w a in

H e extendido esta carta m ás d e lo usual, y a q u e no tengo el tiem po necesario p ara hacerla breve. B la is e P a s c a l

Ésa e s la palabra. M ig u e l d e C e rv a n te s

A dapte la acción a la palabra, la pala b ra a la acción; con esta o b sen 'a ció n especial no sobrepasará la m odestia de la naturaleza. W illia m S h a k e s p e a re


La clase string y el procesamiento de flujos de cadena

Capitulo 15

851

Plan general 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 15.10 15.11 15.12

Introducción Asignación y concatenación de objetos tipo s t r i n g Comparación de objetos tipo s t r i n g Subcadenas Intercambio de objetos s t r i n g Características de la clase s t r i n g Buscar cadenas y caracteres en un objeto s t r i n g Sustitución de caracteres en un objeto s t r i n g Inserción de caracteres en un objeto s t r i n g Conversión a cadenas c h a r * estilo C Iteradores Procesamiento de flujos de cadena


15.1 Introducción L a p la n tilla d e c la s e baBÍc__8tring d e C + + p r o p o r c io n a la s o p e r a c io n e s c o m u n e s d e m a n ip u la c ió n d e c a d e n a s c o m o c o p ia r , b u sc a r, e tc é te r a . L a d e fin ic ió n d e la p la n tilla y to d a s la s h e r r a m ie n ta s d e s o p o r te s e d e f in e n e n

namespace std; a q u í s e

in c lu y e la in s tru c c ió n

typedef:

typedef basic_»tring< char > string; q u e c r e a e l tip o d e a lia s d e f in ic ió n

typedef

string

p a r a e l tip o

b a a ic _ B tr ln g < c h a r >. T a m b ié n s e p r o p o r c io n a u n a w c h a r _ t. E s te t i p o 1 a l m a c e n a c a r a c t e r e s ( p o r e je m p lo , c a r a c

p ara

te r e s d e d o s b y te s , d e c u a tr o b y te s , e tc é te r a ) p a r a d a r s o p o r te a o tr o s c o n ju n to s d e c a ra c te re s . U tili za rem o s a

string e x c lu s iv a m e n te

e n to d o e s te c a p ítu lo . P a ra u tiliz a r lo s o b je to s tip o

d e b e in c lu ir e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o U n o b je to

string

se

p u e d e in ic ia liz a rs e c o n u n a rg u m e n to c o n s tru c to r ta l c o m o e n la in stru c c ió n :

string texto( "Hola" ); q u e c re a u n o b je to

string

.

string

// crea la cadena a partir de const char *

q u e c o n tie n e lo s c a r a c te r e s d e

"Hola"

e x c e p tu a n d o , ta l v e z , e l c a r á c

te r d e te r m in a c ió n ' \ 0 ' , o c o n d o s a r g u m e n to s p a ra su c o n s tr u c to r c o m o e n l a in s tru c c ió n :

string nombre( 8, 'x' ); q u e c re a u n o b je to tip o

string q u e

// cadena de 8 caracteres 'x'

c o n tie n e o c h o c a r a c te r e s

Xx •.

L a c la s e

string ta m b ié n

p ro

p o r c io n a u n c o n s tr u c to r p re d e te r m in a d o y u n c o n s tr u c to r d e c o p ia .

1. El tipo w c h a r t se utiliza comúnmente para representar a Unicode*, que tiene caracteres de 16 bits, pero el es tándar no fija el tamaño de w c h a r _ t . El estándar Unicode describe una especificación para producir una codifi cación consistente de los caracteres y símbolos internacionales. Para aprender más acerca de este estándar, visite el sitio w w w . U n i c o d e . o r g .


852

Lo clase string y el procesamiento de flujos de cadena U n o b je to

string ta m b ié n

Capítulo 15

p u e d e in ic ia liz a r s e m e d ia n te la s in ta x is d e c o n s tr u c c ió n a l te r n a e n

l a d e f in ic ió n d e la c a d e n a , c o m o e n :

string mes - "Marzo";

// igual que; string mes( "Marzo" );

R e c u e rd e q u e e l o p e r a d o r - e n la d e c la r a c ió n a n t e r io r n o e s u n a a s ig n a c ió n ; e s u n a lla m a d a im p líc i

string. q u e r e a liz a la c o n v e rs ió n . string n o p r o p o r c io n a c o n v e r s io n e s string. P o r e je m p lo , la s d e fin ic io n e s :

t a al c o n s tr u c to r d e la c l a s e O b s e r v e q u e la c la s e d e f in ic ió n d e u n o b je to

string string string string

de

int

o

char

a

string e n

la

error1 ■ 'c'; error2( *u' ); error3 «22; error*( 8 );

p r o d u c e n e r r o re s d e s in ta x is . H a y q u e te n e r e n c u e n ta q u e l a a s ig n a c ió n d e u n c a r á c te r in d iv id u a l a u n o b je to

string

s e p e r m ite e n u n a in s tru c c ió n d e a s ig n a c ió n ta l c o m o :

stringl ■ 'n'/

_

Error común de programación 15.1 se intenta convertir un int o c h a r en a t r i n g mediante una asignación en una declaración o me-

Si

L S j— diante un argumento del constructor, se produce un error de sintaxis. A d if e r e n c ia d e la s c a d e n a s

char

string n o n e c e s a r ia m e n te te r m i string s e e x p r e s a m e d ia n te u n o d e s u s m ie m m ie m b r o length.' E l o p e r a d o r d e s u b ín d ic e [ 1

* a l e s tilo C, lo s o b je to s

n a n c o n e l c a r á c te r n u lo .23L a lo n g itu d d e u n o b je to b r o s d e d a to s y p u e d e re c u p e r a r s e c o n la fu n c ió n p u e d e u tiliz a rs e c o n o b je to s

string p a ra te n e r a c c e s o a lo s c a r a c te r e s in d iv id u a le s . A l ig u a l q u e string tie n e n u n p r im e r s u b ín d ic e d e 0 y u n ú ltim o s u b ín d ic e

c a d e n a s e s tilo C, lo s o b je to s

la s de

le n g th -1 . L a m a y o ría d e la s f u n c io n e s m ie m b r o d e

string

to m a n c o m o a r g u m e n to s la p o s ic ió n d e un

s u b ín d ic e in ic ia l y e l n ú m e r o d e c a r a c te r e s s o b r e lo s q u e s e v a a lle v a r a c a b o la o p e r a c ió n . E l o p e r a d o r d e e x tra c c ió n d e flu jo ( > > ) e s tá s o b re c a rg a d o p a ra d a r s o p o rte a lo s o b je to s

string.

L a in s tru c c ió n :

string objstoString; cin >> objstoString; le e u n o b je to

string d e l

d is p o s itiv o d e e n tr a d a e s tá n d a r. L a e n tra d a e s tá d e lim ita d a p o r c a r a c te r e s

e n b la n c o . A l e n c o n tr a r u n d e lim ita d o r se te rm in a la o p e r a c ió n d e e n tra d a . L a f u n c ió n ta m b ié n e s tá s o b r e c a r g a d a p a r a lo s o b je to s

string.

g e tlin e

L a in s tru c c ió n :

string cadenal; getline( cin, cadañal ); le e u n o b je to

string d e l

te c la d o y l o c o l o c a e n

cadenal.

L a e n tra d a e s tá d e lim ita d a p o r u n c a

r á c te r d e n u e v a lín e a ( ' \ n ' ) .

15.2 Asignación y concatenación de objetos tipo string E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 15.1 d e m u e s tr a la s o p e r a c io n e s d e a s ig n a c ió n y c o n c a te n a c ió n c o n o b je to s

string. L a

lín e a 8 in c lu y e e l e n c a b e z a d o

p a r a la c l a s e c o n e l m is m o n o m b re . L o s o b -

2. El estándar de C++ sólo proporciona una descripción de la interfaz para la clase string; la implcmcntación es dependiente de la plataforma. 3. La clase string también cuenta con la función miembro miz», que devuelve el mismo valor que length.



Capitulo 15

853

string cade nal. cadena2, y cadena 3 s e c r e a n e n la s lín e a s 14 a 17. L a lín e a 18 string cadañal a cadena2. U n a v e z o c u r r id a la a s ig n a c ió n , cadena2 e s u n a c o p i a d e cadañal. L a lín e a 19 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o assign p a ra c o p ia r cadañal a cadena3. S e h a c e u n a c o p ia p o r s e p a r a d o ( e s d e c ir, cadañal y cadena3 s o n o b je to s in d e p e n d ie n te s ). L a c la s e string ta m b ié n c u e n ta c o n u n a v e rs ió n s o b r e c a r g a d a d e la f u n c ió n m ie m b r o assign q u e c o p ia u n n ú m e r o e s p e c ific a d o d e c a r a c te r e s , c o m o e n :

j e t o s d e tip o

a s ig n a el o b je to tip o

m iC a d a n a .a s sig n (

en d o n d e

o b ja to S trin g ,

objatoString e s

e l o b je to

in ic io ,

string q u e

n u m ero D eC a rac tare s

v a a c o p ia r s e ,

inicio e s

);

e l s u b ín d ic e in ic ia l

y n u m e r o D e C a r a c t a r e s e s e l n ú m e ro d e c a r a c te r e s q u e v a n a c o p ia rs e .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Pig. 15.1: figl5_01.cpp // Demostración de la asignación y concatenación de objetos string. •inelude using stditcout; using std::endl; iinclude using std::string;

11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

int main() { string cadañal( "pato" ); string cadañal; string cadena3; cadena2 - cadañal; // asignar cadañal a cadena2 cadana3.assign( cadañal ); // asignar cadañal a cadena3 cout << "cadañal: * « cadañal << "\ncadena2: * << cadena2 << "\ncadena3: " << cadana3 << *\n\n*;

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

// modificar cadana2 y cadana3 cadana2[ 0 ] ■ cadena3[ 2 ] - 'r'; cout << "Después da modificar cadena2 y cadena3:\n" << "cadañal: " << cadañal << "\ncadena2: " << cadena2 << "\ncadena3: "; // demostración da la ftinción miembro at for { int i ■ 0; i < cadenaS.length(); i++ ) cout << cadena3.at( i ); // declarar cadena4 y cadena5 string cadena4( cadañal + "logico" ); string cadena5; // operador +« sobrecargado cadena3 +■ "dia"; cadañal.appand( "chada" );

figura 15.1

// //

crear "parodia" crear "patochada"

Demostración de las operaciones de asignación y co n catenación co n objetos string. (Parte 1 d e 2.)


854

Lo clase string y el procesamiento de flujos de cadena

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

Capítulo 15

// anexar las posiciones desde al subindica 5 hasta al final da cadañal // para craar la cadana "hada" (cadenas estaba inicialmanta vacia) cadana5.append( cadañal, 5, cadañal.length() ); cout << << << <<

"\n\nDespues da la concatenación:\ncadenal: " << cadañal "\ncadena2: " << cadena2 << "\ncadena3: " cadena3 << "\ncadena4: " << cadena4 "\ncadena5: " << cadena5 << andl;

raturn 0; }

// fin da main

cadañal i pato cadana2: pato cadena3: pato Daspuas da modificar cadena2 y cadana3x cadañal: pato cadana2: rato cadena3: paro Daspuas da la concatenación: cadañal: patochada cadena2: rato cadena3: parodia cadena4: patológico cadena5: hada

Figura 15.1

Demostración de las operaciones d e asignación y concatenación con objetos string (Parte 2 d e 2.)

L a lín e a 2 4 u tiliz a e l o p e r a d o r d e s u b ín d ic e p a r a a s ig n a r

"rato") y p a r a a s ig n a r 'r ' o b je to s string e n p a n ta lla .

p a la b r a lo s

a

cadena2 [ 0 ]

%r'

a

(fo rm a n d o

cadena3 [ 2 ] (fo r m a n d o la "paro"). D e s p u é s s e m u e s tra n

cadena3 u n c a r á c te r a la v e z m e d ia n te e l u s o d e acceso comprobado (o comprobación de rango): string s e la n z a u n a e x c e p c ió n out_o£_range. (E n

L a s lín e a s 31 y 3 2 m u e s tra n e l c o n te n id o d e la fu n c ió n m ie m b r o

at. E s ta

f u n c ió n p r o p o rc io n a

s i s e in te n ta i r m á s a l lá d e l fin a l d e l o b je to

e l c a p ítu lo 13 p o d r á v e r u n a d e s c r ip c ió n d e ta lla d a s o b r e e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s .) O b s e r v e q u e el o p e r a d o r d e s u b ín d ic e [ ) n o o f r e c e u n a c c e s o c o m p ro b a d o . E s to e s p a r a m a n te n e r la c o n s is te n c ia c o n s u u s o e n lo s a rre g lo s .

Error común de programación 15.2 Si se ¡menta tener acceso al subíndice de un objeto s t r i n g fuera de los límites del mismo por medio de la función at. se lanza una excepción o u t _ o fo r a n g a .

Error común de programación 15.3 Si se ¡mema tener acceso a un elememo más allá del tamaño del objeto s t r i n g por medio del ope rador de subíndice, se produce un error lógico. E l o b je to cadena4 s e d e c la ra ( lín e a 3 5 ) y s e in ic ia liz a c o n e l r e s u lta d o d e la c o n c a te n a c ió n d e cadena 1 y "logico" m e d ia n te e l o p e r a d o r d e s u m a s o b r e c a r g a d o (■*■), q u e p a r a l a c l a s e string r e p r e s e n ta u n a c o n c a te n a c ió n . Luí lín e a 3 9 u tiliz a e l o p e r a d o r d e a s ig n a c ió n s o b r e c a r g a d o ( ♦ - ) p a ra



Capitulo 15

855

cadena3 y "dia". L a lín e a 4 0 u tiliz a la f u n c ió n m ie m b r o append p a ra c o n c a te n a r "chada". L a lín e a 4 4 a g r e g a la c a d e n a "hada" a l o b je to string v a c ío lla m a d o cadenas. U n o b je to string vacío e s u n o q u e n o c o n tie n e c a ra c te re s . A e s ta f u n c ió n m ie m b ro s e le p a s a e l o b je to string (cadenal) d e l q u e o b tie n e lo s c a r a c t e re s , e l s u b ín d ic e in ic ia l e n cadena4 y e l n ú m e r o d e c a r a c te r e s q u e s e v a n a a g r e g a r (el v a lo r d e v u e lto p o r cadenal.length ()).

c o n c a te n a r

cadenal

y

15.3 Com paración de objetos tipo s t r i n g L a c la s e

string c u e n ta

string. string.

c o n f u n c io n e s m ie m b r o p a ra c o m p a r a r o b je to s

la f ig u ra 15.2 d e m u e s tra la s c a p a c id a d e s d e c o m p a r a c ió n d e la c la s e E l p r o g ra m a d e c la ra c u a tr o o b je to s

string e n

E l p r o g ra m a d e

la s lín e a s 1 4 a 17 y m u e s tr a a c a d a u n o d e e s o s

cadenal c o n cadena4 p a r a v e r si so n ig u a le s , u tiliz a n d o e l o p e r a d o r d e ig u a ld a d s o b r e c a rg a d o . S i la c o n d ic ió n e s true s e m u e s tr a el m e n s a je "cadenal — cadena4". S i la c o n d ic ió n e s falee s e e v a lú a la c o n d ic ió n d e la lín e a 27. T o d a s la s f u n c io n e s o p e r a d o r s o b r e c a r g a d a s d e la c la s e string q u e s e d e m u e s tra n a q u í, a s í c o m o la s q u e n o s e d e m u e s tra n a q u í ( ! - , < , > - y < - ) d e v u e lv e n v a lo re s tip o bool. L a lín e a 3 4 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o compare d e string p a r a c o m p a r a r cadenal c o n cadena2. S e a s ig n a u n 0 a la v a r ia b le resultado s i lo s o b je to s string s o n e q u iv a le n te s , un n ú m e ro p o s itiv o si cadenal e s lexicográficamente m a y o r q u e cadena2 o u n n ú m e r o n e g a tiv o si cadenal e s le x ic o g r á f ic a m e n te m e n o r q u e cadena2. C o m o u n o b je to string q u e e m p ie z a c o n ' P ' s e c o n s id e r a le x ic o g r á f ic a m e n te m a y o r q u e u n o q u e e m p ie z a c o n ' H # , e n to n c e s resultado

o b je to s (lín e a s 1 9 - 2 1 ) . L a c o n d ic ió n e n la lín e a 2 4 c o m p a r a a

r e c ib e u n v a lo r m a y o r q u e 0 , c o m o lo c o n f ir m a la s a lid a e n p a n ta lla .

1 // Fig. 15.2: figl5_02.cpp / / Demostración de las capacidades de comparación de la clase string. 3 #include 2

4 5 using std::cout; ó using std:rendíj 7 8 •inelude 9

10 using std::string; 11

12

int main ()

13 ( 14 15 16 17 18

string string string string

19 20

cout << "cadenal: " << cadenal << "\ncadena2: " << cadena2 << "\ncadena3: " << cadena3 << "\ncadena4: " « cadena4 << "\n\n";

21

cadenal( "Probando las funciones de comparación.41' ); cadena2( "Hola* ); cadena3( "gorriones" ); cadena4( cadena2 );

22

Rgura 15.2

Comparación de objetos tipo string. (Parte 1 de 3.)


856

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


Capítulo 15

// comparación entra cadañal y cadena4 if ( cadañal ■■ cadena4 ) cout << "cadañal -« cadana4\n"; alsa { // cadañal I- cadena4 if ( cadañal > cadena4 ) cout << "cadañal > cadena4\n"; alsa // cadañal < cadañal cout << "cadañal < cadena4\n*; } // comparación entra cadañal y cadena2 int resultado ■ cadañal.compara( cadena2 ); if { resultado ■- 0 ) cout << "cadañal.compara( cadena2 ) -■ 0\n"; alsa // resultado I- 0 if ( resultado > 0 ) cout << "cadañal.compare( cadena2 ) > 0\n*; alsa // resultado < 0 cout << "cadañal.compara( cadena2 ) < OXn*; // comparación entra cadañal (elementos 2-5) y cadena3 (elementos 0-5) resultado - cadañal.compare ( 17, 5, cadena3, 4, 5 ); if ( resultado -■ 0 ) cout << "cadañal.compara( 17, 5, cadena3, 4, 5 ) 0\nw; alsa // resultado I- 0 if ( resultado > 0 ) cout << "cadañal.compare( 17, 5, cadena3, 4, 5 ) > OVn"; alsa // resultado < 0 cout << "cadañal.compara( 17, 5, cadena3, 4, 5 ) < 0\n"; // comparación entra cadana2 y cadena4 resultado - cadena4.compare( 0, cadena2.length(), cadena2 ); if ( resultado 0 ) cout << "cadena4.compare( 0, cadena2.length(), " << "cadena2 ) -- 0* << endl; alsa // resultado I- 0 if ( resultado > 0 ) cout << "cadena4.compare( 0, cadena2.length(), " << "cadena2 ) > 0 " << endl; alsa // resultado < 0 cout << "cadena4.compara( 0, cadena2.length(), * << "cadena2 ) < 0* << endl;

68

69 70 71 72 73

// comparación entra cadena2 y cadena4 resultado - cadena2.compara( 0, 3, cadena4 ); if ( resultado ■■ 0 ) cout << "cadana2.compara( 0, 3, cadena4 ) ■« 0 " «

Rgura 15.2

Com paración d e objetos tipo s t r i n g . (Parte 2 d e 3.)


endl;

else // resultado I- 0 if ( resultado > 0 ) cout << "cadena2 .cotopare( 0, 3, cadena4 else // resultado < 0 cout << Mcadena2.compare( 0, 3, cadena4

V o a

74 75 76 77 78 79 80 81 82


<< endl;

A O a

Capitulo 15

<< endl;

857

return 0; }

// fin de ntein

c a d a ñ a l: cadana2: cadana3: cadenaA :

P ro b a n d o l a s H o la g o rrio n e s H o la

c a d a ñ a l > cadena4 c a d a ñ a l. co m p a ra ( c a d a ñ a l.c o m p a ra ( c a d a n a 4 . co m p ara( c a d a n a 2 . c o m p ara (

Figura 15.2

f u n c io n a s d a c o m p a ra c ió n .

cadena2 ) > 0 1 7 , 5 , c a d s n a 3 , 4 , 5 ) ■■ 0 0, cad en a2 . le n g th (), cadena2 0, 3, cadena4 ) < 0

) -- 0

C om paración d e objetos tipo string. (Parte 3 d e 3.)

L a lin c a 4 5 u tiliz a u n a v e rs ió n s o b r e c a r g a d a d e l a fu n c ió n m ie m b r o compare p a r a c o m p a r a r p o r c io n e s d e cadenal y cadena3. L o s p r im e r o s d o s a r g u m e n to s (17 y 5) e s p e c ific a n e l s u b ín d ic e in ic ia l y la lo n g itu d d e la p o r c ió n d e cadenal ( iones) q u e s e v a a c o m p a r a r c o n cadena3. E l te r c e r a r g u m e n to e s e l o b je to string d e c o m p a r a c ió n . L o s ú ltim o s d o s a r g u m e n to s (4 y 5) s o n e l s u b ín d ic e in ic ia l y la lo n g itu d d e la p o r c ió n d e l o b je to string d e c o m p a r a c ió n ( ta m b ié n

iones). E l v a lo r q u e se a s ig n a a resultado e s 0 e n c a s o d e ig u a ld a d , u n n ú m e ro p o s itiv o si cadenal e s le x ic o g r á f ic a m e n te m a y o r q u e cadena3 o u n n ú m e r o n e g a tiv o s i cadenal e s le x i c o g r á fic a m e n te m e n o r q u e cadena3. C o m o la s d o s p ie z a s d e lo s o b je to s string q u e s e e s tá n c o m p a r a n d o a q u í s o n id é n tic a s , s e a s ig n a u n 0 a resultado. L a lín e a 5 6 u tiliz a o tr a v e rs ió n s o b r e c a r g a d a d e la fu n c ió n compare p a r a c o m p a r a r cadena4 y cadena2. E l p r im e r a r g u m e n to e s p e c ific a e l s u b ín d ic e in ic ia l d e cadena4 q u e s e u tiliz a e n la c o m p a r a c ió n . E l s e g u n d o a r g u m e n to e s p e c ific a la lo n g itu d d e la p o r c ió n d e cadena4 u tiliz a d a e n la c o m p a r a c ió n . L a fu n c ió n m ie m b r o length d e v u e lv e e l n ú m e r o d e c a r a c te r e s e n e l o b je to

string e s p e c ific a d o . E l ú ltim o a r g u m e n to e s la c a d e n a string d e c o m p a r a c ió n . E l v a lo r q u e se a s ig n a a resultado e s 0 p a r a ig u a ld a d , u n n ú m e r o p o s itiv o si cadena4 e s le x ic o g r á f ic a m e n te m a y o r q u e cadena2 o u n n ú m e ro n e g a tiv o si cadena4 e s le x ic o g r á f ic a m e n te m e n o r q u e cadena2. C o m o la s d o s p ie z a s d e lo s o b je to s string q u e s e c o m p a r a n a q u í so n id é n tic a s , s e a s ig n a un 0 a resultado. L a lín e a 7 0 lla m a a la f u n c ió n m ie m b r o compare p a r a c o m p a r a r lo s p r im e r o s 3 c a r a c te r e s en cadena2 c o n cadena4. C o m o "Hol" e s m e n o r q u e "Hola", s e d e v u e lv e u n v a lo r m e n o r q u e c e ro .

15.4 Subcadenas L a c la s e string c u e n ta c o n la fu n c ió n m ie m b r o

e u b a tr

p a ra re c u p e ra r u n a su b c a d e n a d e un o b

j e t o string. E l p r o g ra m a d e la 1 5 .3 d e m u e s tr a e l u so d e substr.


858

1 2 3 4 5 6

Lo clase s t r i n g y el procesamiento de flujos de cadena

Capítulo 15

// Pig. 15.3: £igl5_03.cpp // Demostración de la función miembro substr de la clase string. •inelude using std::cout; using std::endl;

7

8 tinclude 9 10 using std::string; 11

12 int main() 13 { 14 string cadenal( "El aeroplano aterrizo a tiempo." ); 15 16 // recuperar la subcadena "aeroplano" que 17 // empieza en el subíndice 7 y consiste de 5 elementos 18 cout << cadenal.substr ( 7, 5 ) << endl; 19 20 retura 0; 21

22 )

// fin de main

plano Figura 15.3

Demostración de la función miembro substr de string.

E l p r o g ra m a d e c la ra e in ic ia liz a u n o b je to string e n la lín e a 14. L a lín e a 1 8 u tiliz a la fu n c ió n m ie m b r o substr p a r a r e c u p e r a r u n a s u b e a d e n a d e cadenal. E l p r im e r a r g u m e n to e s p e c if ic a el s u b ín d ic e in ic ia l d e la s u b c a d e n a . E l s e g u n d o a r g u m e n to e s p e c ific a la lo n g itu d d e la s u b c a d e n a .

15.5 Intercambio de objetos s t r i n g L a c la s e string c u e n ta c o n la f u n c ió n m ie m b r o

awap

p a ra in te r c a m b ia r o b je to s string. E l p ro

g r a m a d e la f ig u ra 1 5 .4 in te r c a m b ia d o s o b je to s string.

1 2 3 4 5 6 7 8

// Pig. 15.4: £igl5_04.cpp // Uso ds la función swap para intercambiar dos cadenas. tinclude using std::cout; using std::endl; tinclude

9

10 using std::string; 11

12 int main() 13 { 14 string primera( "uno" ); Rgura 15.4

Uso de la función swap para Intercambiar dos objetos s t r i n g (Parte 1 de 2.)



Capitulo 15

15 16 17 18 19

859

string segunda( "dos" ); // mostrar cadenas cout << "Antes da intercambiar:\nprimera: " << primera << "\nsegunda: " « segunda;

20

21

primera.awap( segunda );

// intercambiar cadenas

22

23 24 25 26 27 28

cout << "\n\nOespues de intercambiar:\nprimera: " « << "\nsagunda: " « segunda << endl;

primera


A n t e s de intercambiar: primera: uno segunda: dos Después d e intercambiar: primera: dos segunda: uno

Rgura 15.4

Uso de la función sw&p para Intercambiar dos objetos string (Parte 2 d e 2.)

L a s lín e a s 1 4 y 15 d e c la ra n e in ic ia liz a n lo s o b je to s string primera y segunda. L u e g o se m u e s tr a c a d a u n o d e e llo s . L a lín e a 21 u tiliz a la f u n c ió n m ie m b r o swap d e la c la s e string p a ra in te r c a m b ia r lo s v a lo re s d e primera y segunda. D e s p u é s lo s d o s o b je to s string s e im p rim e n d e n u e v o p a r a c o n f ir m a r q u e c ie r ta m e n te s e in te r c a m b ia r o n .

15.6 Características de la clase s t r i n g L a c la s e string c u e n ta c o n f u n c io n e s m ie m b r o p a ra r e c o p ila r in fo rm a c ió n a c e r c a d e l ta m a ñ o , lo n g i

tamaño o longitud capacidad d e u n o b

tu d . c a p a c id a d , lo n g itu d m á x im a y d e m á s c a ra c te rís tic a s d e u n o b je to string. E l d e un o b je to string e s e l n ú m e r o d e c a r a c te r e s a lm a c e n a d o s e n e l m is m o . L a

je to string e s e l n ú m e ro to ta l d e c a r a c te r e s q u e p u e d e n a lm a c e n a r s e e n é s te sin q u e r e q u ie ra d e m e m o r ia a d ic io n a l. E l

tamaño máximo

e s e l m a y o r ta m a ñ o p o s ib le q u e p u e d e te n e r u n o b je to

string. S i s e e x c e d e e s te v a lo r s e la n z a u n a e x c e p c ió n l e n g r t h _ e r r o r . E l p r o g r a m a d e la fig u ra 15.5 d e m u e s tr a la s f u n c io n e s m ie m b r o d e la c la s e string p a ra d e t e r m in a r v a ria s c a r a c te r ís tic a s d e e s to s o b je to s .

1 // Pig. 15.5: figl5_05.cpp 2 // Demostración da las funcionas miembro relacionadas con el tamaño y la capacidad. 3 Vinclude

4 5 6 7 8


std:icoutj std::endl; std::cin; std::boolalpha;

9 Rgura 15.5

Impresión d e las características d e un objeto s t r i n g . (Parte 1 d e 3.)


860


Capítulo 15

10 ffinclude 11

12 using std::string; 13 14 void imprimirEatadiaticaa( const atring & );

15 16 int main () 17 { 18 atring cadañal; 19 20 cout << "Estadiaticas antea da entrada:\n* << boolalpha; 21 imprimirEatadiaticaa(cadañal ); 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

// leer "tomata* cout << *\n\nEacribauna cadena: *; cin >> cadañal; // delimitada por aapacioa en blanco cout << "La cadena que aacribio aa: * << cadañal; cout << "\nEstadi eticas después da entrada:\n*; imprimirEatadiaticaa( cadañal ); // leer "aopa* cin >> cadañal; // delimitada por aapacioa en blanco cout << "\n\nLa cadena reatante aa: * << cadañal << andl; imprimirEatadiaticaa( cadañal ); // agregar 46 caracteres a cadañal cadañal ♦- *1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyzl234567890"; cout << "\n\ncadenal as ahora: * << cadañal << andl; imprimirEatadiaticaa ( cadañal ); // agregar 10 elementos a cadañal cadañal.realza( cadañal.length() ♦ 10 ); cout << "\n\nEatadiaticas daapuaa da cambiar tamanio por (longitud ♦ 10):\n*; imprimirEatadiaticaa( cadañal ); cout << andl; retura 0; > // fin da main // mostrar estadísticas da cadena void imprimirEatadiaticaa ( const string fcatringRef ) { c o u t << " c a p a c i d a d : * << s t r i n g R e f .c a p a c i t y í ) < < " \ntamanio m a x : * < < stringRef .max_size ( )

<< "\ntamanio: * << stringRef.sisa() << " \ n l o n g i t u d : * << s t r i n g R e f . l e n g t h ( ) << " \ n v a c i a : * << s t r i n g R e f . e m p t y ( );

) // fin da imprimirEatadiaticaa

Rgura 15.5

Impresión d e las características d e un objeto s t r i n g . (Parte 2 d e 3.)


Capitulo 15


861

Estadísticas antes de entrada: capacidad: 0 tamanio max: 4294967293 tamanio: 0 longitud: 0 ▼acia: true Escriba una cadena: tomate sopa La cadena que escribió es: tomate Estadísticas después de entrada: capacidad: 31 tamanio max: 4294967293 tamanio: 6 longitud: 6 ▼acia: false La cadena restante es: sopa capacidad: 31 tamanio max: 4294967293 tamanio: 4 longitud: 4 ▼acia: false cadenal es abora: sopal234567890abcde£ghijklamopqrstuvmcyzl234567890 capacidad: 63 tamanio max: 4294967293 tamanio: 50 longitud: 50 ▼acia: false Estadísticas después de cambiar tamanio por (longitud t 10): capacidad: 63 tamanio max: 4294967293 tamanio: 60 longitud: 60 ▼acia: false

Rgura 15.5

Impresión d e las características d e un objeto

E l p ro g ra m a d e c la ra e l o b je to

s trin g .

string v ac ío cadenal (lín e a

(Parte 3 d e 3.)

imprir e f e r e n c ia a u n v a lo r const m ie m b r o capacity), e l ta

1 8) y lo p a s a a la fu n c ió n

mirEstadisticas ( lín e a 2 1 ). E s ta f u n c ió n ( lín e a s 5 1 - 6 0 ) to m a u n a string c o m o a r g u m e n to y m u e s tr a la c a p a c id a d ( m e d ia n te la fu n c ió n m a ñ o m á x im o ( m e d ia n te la fu n c ió n m ie m b r o max_size), e l ta m a ñ o ( m e d ia n te la f u n c ió n m ie m b r o size), la lo n g itu d ( m e d ia n te l a f u n c ió n m ie m b r o length) y si e l o b je to string e s tá v a c ío o n o ( m e d ia n te l a fu n c ió n m ie m b r o empty). L a lla m a d a in ic ia l a imprimirEstadisticas in d ic a q u e lo s v a lo re s in ic ia le s p a r a l a c a p a c id a d , e l ta m a ñ o y la lo n g itu d d e cadenal so n 0. C o m o la c a p a c id a d in ic ia l e s 0, c u a n d o s e c o lo c a n c a r a c te r e s e n cadenal la m e m o r ia s e a s ig n a p a ra d a r a lo ja m ie n to a lo s n u e v o s c a r a c te r e s . E l ta m a ñ o y la lo n g itu d d e 0 in d ic a n q u e n o h a y c a r a c te r e s a lm a c e n a d o s e n cadenal. R e c u e rd e q u e e l ta m a ñ o y la lo n g itu d s o n s ie m p r e id é n tic o s . E l ta m a ñ o m á x im o e s d e 4 2 9 4 9 6 7 2 9 3 p a r a e s ta im p le m e n ta c ió n . E l o b je to cadenal e s o b je to string v a c ío , p o r l o q u e la fu n c ió n empty d e v u e lv e true. http://alexyniorlls.blogspot.com 917 of 1380.


862

Capítulo 15

L a lín e a 25 le e u n a c a d e n a d e la lín e a d e c o m a n d o s . E n e s te e je m p lo s e in tr o d u c e la c a d e n a

«tomate sopa". C o m o h a y u n c a r á c te r d e e s p a c io c o m o d e lim ita d o r, s ó lo s e a lm a c e n a «toma te" e n la cadenal; sin e m b a r g o , «sopa" a ú n s e e n c u e n tr a u b ic a d a e n e l b ú f e r d e e n tra d a . L a lín e a 2 9 lla m a a la f u n c ió n ImprlmirEstadisticas p a ra m o s tra r la s e s ta d ís tic a s d e cadenal. O b s e r v e e n la s a lid a q u e la lo n g itu d e s d e 6 y la c a p a c id a d d e 3 1 .

Tip de rendimiento 15.1 Para minimizar el número de veces que se asigne y desasigne memoria, algunas implementaciones de la clase s t r i n g ofrecen una capacidad predeterminada por encima y más allá de la longitud del ob jeto s t r i n g . 1.a lín e a 3 2 le e a «sopa" d e l b ú f e r d e e n tra d a y la g u a r d a e n cadenal, s u s titu y e n d o a s í a «tomate". L a lín e a 3 4 p a s a la cadenal a imprimirEstadisticas. L a lín e a 3 7 u tiliz a e l o p e r a d o r + - s o b r e c a r g a d o p a ra c o n c a t e n a r u n a c a d e n a d e 4 6 c a r a c te r e s d e la rg o c o n cadenal. L a lín e a 3 9 p a s a cadenal a imprimirEstadisticas. O b s e r v e q u e la c a p a c id a d s e h a in c re m e n ta d o a 6 3 e l e m e n to s y q u e la lo n g itu d e s a h o r a d e 5 0 . L a lín e a 4 2 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o resize p a r a in c r e m e n ta r la lo n g itu d d e l o b je to string cadenal e n 1 0 c a r a c te r e s . L o s e le m e n to s a d ic io n a le s s e lle n a n c o n c a r a c te r e s n u lo s. O b s e r v e e n la s a lid a q u e la c a p a c id a d n o h a c a m b ia d o y la lo n g itu d e s a h o r a d e 6 0 .

1 5 .7

B u s c a r c a d e n a s y c a r a c t e r e s e n u n o b je to

string

L a c l a s e string c u e n ta c o n la s f u n c io n e s m ie m b r o const p a r a b u s c a r s u b e a d e n a s y c a r a c te r e s e n u n o b je to string. E l p r o g ra m a d e la fig u ra 1 5 .6 d e m u e s tr a e l u so d e la s f u n c io n e s

1

//

F ig .

2

//

Demostración de l a s

15.6:

3

fin c lu d e

figl5_06.cpp funciones miembro f in d de l a c l a s e

s trin g .

4

5

using std::cout;

6

using

s td ::e n d l;

7 8

iin c lu d e

9 10

using

s td ::s trin g ;

11 12

in t

13

{

main ()

14

s trin g

15

in t

cadenal ( «medio d ia

es a l a s

12 p .m. * ) ;

p o sic ió n ;

16 17

//

18

cout

e n c o n tra r “es*

en l a

p o sic ió n

<< «Cadena o r i g i n a l : \ n "

19

<< « \n \n ( f in d )

20

<< c a d e n a l .f i n d ( «es"

\" e s \«

21

<< « \n ( r f in d )

22

<< c a d e n a l.r f in d (

\" e s \«

10

<< cadenal

se encontró

en:

"

) se encontró

en:

"

- c a d e n a l . f i n d _ f i r s t _ o f ( «esop"

);

«es"

);

23 24

//

25

p o sic ió n

e n c o n tra r a

'e '

en l a p o s ic ió n

1

26

Figura 15.6

find.

Demostración de las funciones f i n d de s t r i n g . (Parte 1 de 2.)



Capitulo 15

27

cout << " \n \ n ( f i n d _ f i r s t _ o £ )

28

<< " '

del

grupo \" e s o p \"

29

<< p o sic ió n ;

encontró a

<< c a d a ñ a l[ p o sic ió n

863

]

en: m

30 31

//

32

p o sic ió n -

e n c o n tra r a

'p '

en l a

p o sic ió n

13

33

cout << " \n \n (£ in d _ la s t_ o £ ) encontró a

c a d e n a l. f i n d _ l a s t _ o f ( *esop"

34

<< " '

del

grupo \" e s o p \"

35

<< p o sic ió n ;

); << c a d e n a l[ p o sic ió n ]

em "

36 37

//

38

p o sic ió n ■ cadenal.£ind_£irst_ n o t_ o £ {

e n c o n tra r

'1 '

en l a p o s ic ió n 8

39

cout

<< " \n \n (£ in d _ firs t_ n o t_ o £ )

40

«

41

<< p o sic ió n ;

"medio a s lp "

);

<< c a d e n a l[ p o sic ió n

no e s t a contenido en \"medio a s l p \ "

y se

]

encontró en*"

42 43

//

44

p o sic ió n -

e n c o n tra r

'. '

en l a p o s ic ió n 12

45

cout << " \n \n (fin d _ la s t_ n o t_ o £ )

ca d en a l.£ in d _ la st_ n o t_ o £ ( *12medio a s lp " '"

<< cadenal!

46

«

47

<< "encontró en*" << p o sic ió n << endl;

);

p o sic ió n ]

** no e s t a contenido en \"12xaedio a s l p \ "

y se

"

48 49

//

50

posición - c a d en a l.£ in d _ £ irst_ n o t_ o £ ( "medio d ia es a l a s

51

cout

52

buscar c a r a c te r e s

que no e s té n en cadenal

<< "\n£ind..£irst_not_ o £ (\"m ed io d ia << " devuelves

" << p o sic ió n

es a l a s

12 p.m ."

);

12 p .m .\" )"

<< endl;

53 54

re tu r n

0;

55 56

)

//

f i n de main

Cadena original: medio dia es a las 12 p.m. (find) "es" se encontró en* 10 (rfind) "es" se encontró en: 10 (£ind_£irst_o£) encontró a *#' del grupo "esop" en: 1 (£ind_last_o£) encontró a 'p' del grupo "esop" en: 22 (£ind_£irst_not_o£) '1' no esta contenido en "medio aslp" y se encontró en* 19 (find_last_not_of) '.'no esta contenido en "12medio aslp* y se encontró en: 25 £ind_£irst_not_o£("medio dia es a las 12 p.m.") devuelve: -1 Figura 15.6

D em o stració n d e las fu n cio n es find d e string. (P a rte 2 d e 2 .)

L a c a d e n a cadenal s e d e c la ra e ¡n ic ia liz a e n la lín e a 14. L a lín e a 2 0 in te n ta e n c o n tr a r a *es" e n l a cadenal m e d ia n te e l u s o d e la fu n c ió n

fin d .

S i s e e n c u e n tra a "es", s e d e v u e lv e e l s u b ín -


864


Capítulo 15

d ic e d e la p o s ic ió n d e in ic io d e e s a c a d e n a . S i la c a d e n a n o se e n c u e n tra , s e d e v u e lv e e l v a lo r d e

atring: ¡npoa

(u n a c o n s ta n te public static d e f in id a e n la c la s e string). E s te v a lo r e s

d e v u e lto p o r la s f u n c io n e s d e string r e la c io n a d a s c o n finó p a r a in d ic a r q u e n o s e e n c o n tr ó u n a s u b c a d e n a o c a r á c t e r e n e l o b je to string.

rfind p a ra

L a lín e a 2 2 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o

b u s c a r e n cadenal e n o r d e n in v e rs o (es

d e c ir , d e d e r e c h a a iz q u ie r d a ) . Si s e e n c u e n tr a a "is", s e d e v u e lv e la p o s ic ió n d e l s u b ín d ic e . S i no s e e n c u e n tr a e s a c a d e n a , se d e v u e lv e e l v a lo r d e string: :npos.

fiad p r e s e n ta d a s

[Nota:

E l r e s to d e la s f u n c io n e s

e n e s ta s e c c ió n d e v u e lv e n e l m is m o tip o , a m e n o s q u e s e in d iq u e d e o tr a fo rm a .]

L a lín e a 2 5 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o

£ind_£irat_o£ p a r a

lo c a liz a r la p r im e ra o c u r r e n

c i a e n cadenal d e c u a lq u ie r c a r á c te r d e la c a d e n a "esop". L a b ú s q u e d a s e r e a liz a d e s d e e l p r in c ip io d e cadenal. E l c a r á c te r ' e '

s e e n c u e n tra e n e l e le m e n to 1.

L a lín e a 3 2 u tiliz a a la fu n c ió n m ie m b r o

£índ_laat_o£ p a r a

b u s c a r la ú ltim a o c u r r e n c ia e n

cadenal d e c u a lq u ie r c a r á c te r d e la c a d e n a "esop". 1.a b ú s q u e d a s e r e a liz a e m p e z a n d o d e s d e el fin a l d e cadenal. E l c a r á c t e r 'p' s e e n c u e n tr a e n e l e le m e n to 22. L a lín e a 3 8 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o

fínd_firat_not_ot

p a ra b u s c a r e l p r im e r c a r á c

t e r e n cadenal q u e n o e s té c o n te n id o e n la c a d e n a "medio aslpw.E L c a r á c te r * 1 ' s e e n c u e n tr a e n e l e le m e n to 19. L a b ú s q u e d a s e r e a liz a d e s d e e l p r in c ip io d e cadenal. L a lín e a 4 4 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o

£ind_laat_not_o£ p a r a

q u e n o e s té c o n te n id o e n l a c a d e n a "12medio as lp". E l c a r á c te r

b u s c a r e l p r im e r c a r á c te r

s e e n c u e n tr a e n e l e le m e n

to 23. L a b ú s q u e d a s e r e a liz a e m p e z a n d o d e s d e e l fin a l d e cadenal. L a lín e a 5 0 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o

£ ind_£irat_not_o£ p a r a

b u s c a r e l p r im e r c a r á c te r

q u e n o e s té c o n te n id o e n "medio dia es a las 12 p . m . E n e s te c a s o , la c a d e n a string e n la q u e s e b u s c a c o n tie n e to d o s lo s c a r a c te r e s e s p e c if ic a d o s e n e l a r g u m e n to d e c a d e n a . C o m o n o s e e n c o n tr ó u n c a rá c te r, s e d e v u e lv e e l v a lo r d e string: :npos ( q u e tie n e e l v a lo r d e -1).

15.8 S u s t it u c i ó n d e c a r a c t e r e s e n u n o b j e t o string E l p r o g ra m a d e la f ig u r a 15.7 d e m u e s tr a e l u s o d e la s f u n c io n e s m ie m b r o d e la c la s e string p a ra s u s titu ir y b o r r a r c a r a c te r e s . L a s lín e a s 15 a 19 d e c la ra n e in ic ia liz a n e l o b je to string lla m a d o ca denal. L a lín e a 2 5 u tiliz a a la f u n c ió n m ie m b r o erase d e la c la s e string p a r a b o r r a r to d o , d e s d e ( e in c lu y e n d o a ) e l c a r á c te r e n la p o s ic ió n 6 2 , h a s ta e l fin a l d e cadenal. [Nota: C a d a c a rá c te r d e n u e v a lín e a o c u p a u n e le m e n to e n e l o b je to string.] L a s lín e a s 3 2 a 3 7 u tiliz a n a la fu n c ió n f ind p a r a lo c a liz a r c a d a o c u r r e n c ia d e l c a r á c te r d e e s p a c io . L u e g o c a d a u n o d e é s to s s e s u s titu y e c o n u n p u n to m e d ia n te u n a lla m a d a a la fu n c ió n m ie m b ro

replace d e la c l a s e string. E s ta f u n c ió n to m a tr e s a r g u m e n to s : e l s u b ín d ic e d e l c a r á c t e r e n el o b je to string e n el q u e d e b e e m p e z a r la s u s titu c ió n , e l n ú m e ro d e c a r a c te r e s a s u s titu ir y la c a d e n a d e s u s titu c ió n . L a f u n c ió n m ie m b r o f ind d e v u e lv e e l v a lo r d e string: :npos c u a n d o n o se e n c u e n tra e l c a r á c t e r b u s c a d o . E n l a lín e a 3 6 s e a g r e g a 1 a posición p a ra c o n tin u a r b u s c a n d o e n la p o s ic ió n d e l s ig u ie n te c a rá c te r. L a s lín e a s 4 3 a 4 8 u tiliz a n a la fu n c ió n f ind p a r a e n c o n tr a r to d o s lo s p u n to s y a o tr a fu n c ió n s o b r e c a r g a d a replaco p a ra s u s titu ir c a d a p u n to y s u s ig u ie n te c a r á c te r c o n d o s s ig n o s d e p u n to y c o m a . L o s a r g u m e n to s q u e s e p a s a n a e s ta v e r s ió n d e replace s o n e l s u b ín d ic e d e l e le m e n to e n d o n d e e m p ie z a la o p e r a c ió n d e s u s titu c ió n , e l n ú m e r o d e c a r a c te r e s a s u s titu ir, u n a c a d e n a d e c a r a c te re s d e s u s titu c ió n d e la q u e s e s e le c c io n a u n a s u b c a d e n a p a r a u tiliz a rs e c o m o c a r a c te r e s d e s u s ti tu c ió n . e l e le m e n to e n la c a d e n a d e c a r a c te r e s e n d o n d e d e b e e m p e z a r la s u b c a d e n a d e s u s titu c ió n y e l n ú m e ro d e c a r a c te r e s a u tiliz a r e n la c a d e n a d e c a r a c te r e s d e s u s titu c ió n .



Capitulo 15

1 // Fig. 15.7: figl5_07.cpp / / Demostración da las funcionas miembro arase

2

y

865

raplaca da la clase

s trin g . 3

•in e lu d a

4 5

u sin g s td :« c o u t;

6

u sin g s t d : : e n d l ;

7 8

iin c lu d e

9 10

using s t d : : s t r i n g ;

11 12

in t

main( )

13 { 14

//

15

s trin g

a l compilador concatena todas la s p a rta s para formar una sola cadena c a d a ñ a l( "Los v a lo ra s en c u a lq u ie r

subarbol

16

*\nson menores que el valor en el"

17

"\nnodo padre y lo s v a lo re s

18

" \n c u a lq u ie r subarbol derecho son mayores"

19

"\nque e l

v a lo r

iz q u ierd o "

en"

en e l nodo padre"

);

20

cout

21

"Cadena original :\n"

<<

<<

cadañal

<<

endl

<<

endl;

22 23

//

eliminar todos loe caracteres a p a r t i r de (e incluyendo) l a posición 62

24

//

25

ca d añ a l. e r a s e (

hasta al final da cadañal 75 ) ;

26 27

//

28

cout

m ostrar l a nueva cadena

29

<< <<

"Cadena original después de eliminar caracteres:\n" "\n\nDespues de la primera sustitución:\n";

«

cadañal

30 31

//

32

int posición

s u s titu ir

todos -

lo s esp acio s

cadañal.find( *

con un punto " );

33 34

w hile

( p o sic ió n

I-

s tr in g ::n p o s

35

c a d a ñ a l.r e p la c e ( p o sic ió n ,

36

p o sic ió n

37

-

c a d e n a l.f ind(

1,

" ",

} //

f i n de in s tru c c ió n w hile

cout

<<

)

{

" ."

);

p o sic ió n ♦ 1 ) j

38 39

cadañal

<<

"\n\nDespues de la segunda sustitución:\n";

40 41

//

s u s titu ir

42

//

NOTA:

todos

lo s plintos con dos

43

p o sic ió n ■ c a d a ñ a l.fin d (

signos de punto y coma

e s t a operación s o b r e e s c r i b i r á lo s " ."

c a r a c te r e s

);

44

while

45

(

posición

!■

string::npos

46

c a d a ñ a l.r e p la c e ( p o sic ió n ,

47

p o sic ió n

48

)

//

-

c a d e n a l.fin d (

f i n de in s tru c c ió n

2,

" ." ,

)

{

"xxxxx; ;y y y ",

5,

2 );

p o s ic ió n ♦ 1 );

w hile

49 50

cout

51

return 0;

<< cadañal << endl;

52 53

)

//

Figura 15.7

f i n de main

Demostración d e las funciones e r a s e y r e p l a c e (Parte 1 d e 2.)


866


Capítulo 15

Cadena original: Los valores en cualquier subarbol izquierdo son menores que el valor en el nodo padre y los valores en cualquier subarbol derecho son mayores que el valor en el nodo padre Cadena original después de eliminar caracteres: Los valores en cualquier subarbol izquierdo son menores que el valor en el Después de la primera sustitución:

Los.valores.en.cualquier.subarbol.i zquierdo son.menores.que.el.valor.en.e 1 Después de la segunda sustitución: Los;;alores;;n;;ualquier;;ubarbol;;zquierdo son;;enores;;ue;;1;;alor;;n;;1 Figura 15.7

Demostración de las funciones e r a s e y r e p l a c e (Parte 2 d e 2.)

15.9 Inserción de caracteres en un objeto s t r i n g L a c la s e s t r i n g c u e n ta c o n f u n c io n e s m ie m b r o p a r a in s e r ta r c a r a c te r e s e n u n o b je to tip o s t r i n g . E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 5 .8 d e m u e s tra la s c a p a c id a d e s d e la s f u n c io n e s m ie m b r o i n s e r t d e la c la s e s t r i n g .

1 // Pig. 15.8: figl5_08.cpp 2 // Demostración de las funciones miembro insert de la clase string. 3 tinclude 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 tinclude 9 10 using std::string; 11 12 int main()

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

{ string string string string

cadañal( "principio fin" ); cadena2( "mitad " ); cadena3( "12345678" ); cadena4( " x x " );

cout << "Cadenas iniciales:\ncadenal: * « cadañal << "\ncadena2: " « cadena2 << "\ncadena3: " << cadena3 << "\ncadena4: " « cadena4 << "\n\n "j

Hgura 15.8

Demostración d e las funciones miembro i n s e r t d e la clase s t r i n g . (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 15

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35


867

// insertar "mitad* «n la posición 10 sn cadañal cadañal.insort( 10, cadena2 ); // insertar "xx" en la posición 3 en cadenas cadena3.insert( 3, cadena*, 0, string::npos ); cout << "Cadenas después de insertar caracteres:\ncadenal: * << cadañal << "\ncadena2: * << cadena2 << "\ncadena3: * << cadena3 << "\ncadena*: * << cadena* << endl; r e t u m 0; ) // fin de main

Cadenas iniciales: cadañal: principio fin cadena2: mitad cadena3i 123*5678 cadena*: xx Cadenas después de insertar caracteres: cadenal: principio mitad fin cadena2: mitad cadena3: 123xx*5678 cadena*: xx

R g u ra 15.8

Demostración d e las funciones miembro i n s e r t d e la clase s t r i n g (Parte 2 de 2.)

E l p r o g ra m a d e c la ra , in ic ia liz a y d e s p u é s m u e s tra lo s o b je to s tip o s t r i n g c a d e n a l , c a d e n a 2 . c a d e n a 3 y c a d e n a * . L a lín e a 2 4 u tiliz a la f u n c ió n m ie m b r o i n s e r t d e la c l a s e s t r i n g p a r a in s e r ta r e l c o n te n id o d e c a d e n a 2 a n te s d e l e le m e n to 10 d e c a d e n a l . L a lín e a 27 u tiliz a a i n s e r t p a r a in s e rta r c a d e n a * a n te s d e l e le m e n to 3 d e c a d e n a 3 . L o s ú ltim o s d o s a r g u m e n to s e s p e c ific a n e l e le m e n to in ic ia l d e c a d e n a * y e l n ú m e ro d e c a r a c te r e s d e c a d e n a * q u e d e b e n in s e rta rs e .

15.10 Conversión a cadenas c h a r * estilo C L a c la s e s t r i n g c u e n ta c o n f u n c io n e s m ie m b ro p a ra c o n v e rtir o b je to s tip o s t r i n g a c a d e n a s e s tilo C . C o m o se m e n c io n ó a n te s y a d if e r e n c ia d e la s c a d e n a s e s tilo C , lo s o b je to s s t r i n g n o n e c e s a r ia m e n te te r m in a n c o n e l c a r á c t e r n u lo . E s ta s f u n c io n e s d e c o n v e rs ió n s o n ú tile s c u a n d o u n a fu n c ió n d a d a to m a u n a c a d e n a e s tilo C c o m o a rg u m e n to . E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 15.9 d e m u e s tr a e l p r o c e s o d e c o n v e r s ió n d e o b je to s s t r i n g e n c a d e n a s e s tilo C .

1

2 3 4 5 ó 7

// Pig. 15.9: figl5_09.cpp // Conversión a cadenas estilo C. tinclude


R g u ra 15.9

Conversión d e objetos tipo s t r i n g a cadenas estilo C y arreglos de caracteres. (Parte 1 d e 2.)


868


Capítulo 15

8 iinclude 9 10 uaing 8td::string; 11

12 int main() 13 { 14 atring cadañal( "CADENAS" ); 15 conat char "ptrl - 0; 16 int longitud ■ cadañal.length(); 17 char *ptr2 ■ nev c h o r [ longitud + 1 ] ; / / incluyendo carácter nulo 18 19 // copiar caracterea de cadañal a la memoria asignada 20 cadañal.copy( ptr2, longitud, 0 ); 21 ptr2[ longitud 1 ■ '\0'; // agregar carácter nulo de terminación 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 }

// salida cout << "la cadena cadañal aa " << cadañal << "\nla cadañal convertida a una cadena eatilo C aa " << cadañal.c_atr() << "\nptrl es // Asignar al apuntador ptrl el apuntador conat char * devuelto por // la función data(). NOTA: éata ea una aaignación potencialmente // peligrosa. Si ae modifica cadañal, al apuntador ptrl podría // hacerae inválido. ptrl - cadañal .data(); // mostrar cada carácterutilizando al apuntador for ( int i ■ 0; i < longitud; i++ ) cout << *( ptrl ♦ i ); // usar aritmética de apuntadores cout << "\nptr2 aa " <
<< endl;

// fin de main

la cadena cadañal es CADENAS la cadañal convertida a una cadena eatilo C es CADENAS ptrl ea CADENAS ptr2 ea CADENAS

Figura 15.9

Conversión d e objetos tipo caracteres. (Parte 2 d e 2.)

string a cadenas estilo C y arreglos de tipo

El programa declara un ob jeto string, una variable int y d o s apuntadores char. El objeto string cadañal se in icializa con "CADENAS". El apuntador ptrl se inicializa e n 0 y lon gitud se inicializa con la longitud de cadañal. S e asigna la suficiente cantidad d e m em oria para guardar el equivalente d el ob jeto string cadañal en forma de cadena estilo C y d esp u és se une al apuntador char ptr2. La línea 20 utiliza la función m iem bro c o p y d e la cla se string para copiar cadañal en el arreglo char al que apunta ptr2. La línea 21 co lo ca un carácter nulo d e term inación en el arreglo al q u e apunta ptr2.



Capitulo 15

La primera operación de inserción de flujo (lín ea 26) m uestra el apuntador

869

const char * d e

vuelto por c _ 8 t r cuando el objeto string cadañal se convierte en cadena estilo C. La lín ea 32 asign a al apuntador const char * ptrl un apuntador devuelto por la función m iem bro data, que apunta a un arreglo d e caracteres estilo C sin carácter nulo de term inación. O b serve que no m odificam os el objeto string cadañal en este ejem p lo. Si se m odificara este ob je to (es decir, que cam b ie la d irección de su m em oria dinám ica d eb id o a la llamada a una función m iem bro tal co m o cadañal.insart ( 0, "abed" );), ptrl podría volverse inválido, lo que produciría resultados im predecibles. Las lín eas 35 y 3 6 utilizan aritm ética de apuntadores para m ostrar el arreglo al que apunta

ptrl. En las lín eas 38 y 3 9 se m uestra la cadena estilo C a la q u e apunta ptr2 y la m em oria a sig nada por ptr2 se elim ina m ediante delate, para evitar una fuga de m em oria. Error común do programación 15.4 S no se termina el arreglo de caracteres devueltos por d a t a con un carácter nulo, se pueden produá r errores en tiempo de ejecución.

Buena práctica de programación 15.1 Siempre que sea posible utilice los objetos tipo string. ya que son más robustos que las cadenas estilo C.

Error común de programación 15.5 Comertir objetos s t r i n g que contienen uno o más caracteres nulos en cadenas estilo C puede ocasionar errores lógicos, ya que los caracteres nulos se interpretan como temúnculores para las cadenas estilo C.

15.11 Iteradores string cuenta con iteradores para hacer recorridos hacia delante y hacia atrás de ob jetos string. L os iteradores proporcionan a cceso a lo s caracteres individuales con una sin taxis sim ilar

La cla se

a las op eracion es con apuntadores. En lo s iteradores no se com prueba el rango. O bserve q u e en e s ta sección utilizam os "ejem plos m ecánicos" para dem ostrar el u so de los iteradores. En el capítulo 20 hablarem os sobre u sos m ás robustos para los iteradores. El programa d e la figura 15.10 d em u es tra estos elem entos. Las lín eas 14 y 15 declaran el ob jeto string cadenal y el iterador s t r i n g : : c o n s t _ i t e r a t o r iteradorl. U n iterador const_iterator no puede m odificar a l contenedor (que en este caso es e l objeto string) a través d el cual itera. El iterador iteradorl s e inicial iza con la posición inicial de cadenal m ediante la función m iem bro b s g i n de la cla se string. E xisten d o s version es d e begin: una que d evu elve un i t o r a d o r para iterar a través de un ob jeto string que no e s un ob jeto

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

const y una versión const que d ev u elv e un const_iterator para iterar a través de string const. La lín ea 17 muestra a cadenal.

// Fig. 15.10» figl5_10.cpp // Uso de un iterador para mostrar una cadena. iinclude using std::cout; using std»tendí; •inelude using std»:string;

11

Rgura 15.10

Uso d e un Iterador para mostrar un objeto

string. (Parte 1 de 2.)


870


Capítulo 15

12 int main() 13 { 14 string cadañal( "Probando iteradores" ); 15 string::const_iterator itsradorl - cadañal.bagin(); 16 17 cout << "cadañal - " « cadañal 18 << *\n(Utilizando al itarador itaradorl) cadañal as: " j 19 20 // iterar a través de la cadena 21 while ( itaradorl 1- cadenal.end() ) ( 22 cout << *itarador 1; // desrefareneiar al iterador para obtener char 23 ♦♦itaradorl; // avanzar el iterador al siguiente char 24 ) // fin de while 25 26 cout << endl; 27 retura 0; 28 29 } // fin de main cadañal ■ Probando itaradoras (Utilizando al itarador itaradorl) cadañal as: Probando itaradoras Rgura 15.10

Uso d e un Iterador p ara mostrar un objeto string. (Parte 2 d e 2.)

I-us lin cas 21 a 24 utilizan el iterador iter&dorl para “avanzar a través” d e cadenal. 1.a fun ción m iem bro and de la cla se string d evu elve un iterador en la primera p osición desp ués del ú ltim o elem en to d e cadenal. El con ten ido d e cada elem en to se im prim e m ediante el desreferenciam icn to d el iterador en forma sim ilar a co m o se hace co n un apuntador, y el iterador se adelanta una posición m ediante el operador + ♦. La clase string cuenta con las fun cion es m iem bro rmnd y rbegín para tener a cceso a los caracteres individuales d el ob jeto string en forma inversa, d esd e el final de un objeto string hacia el principio del m ism o. Las fun cion es m iem bro rend y rbegin pueden d evolver iteradores

reverae_iterator y conat_raverae_lterator (dependiendo d e si el objeto string e s o no const). En lo s ejercicios pedirem os al lector que escriba un programa para dem ostrar estas características. En e l capítulo 20 utilizarem os m ás lo s iteradores y lo s iteradores inversos.

Tip de prueba y depuración 15.1 Use la función miembro at de la clase mtring (en vez de iteradores)cuando desee obtener el bene ficio de la comprobación de rangos.

15.12 Procesamiento de flujos de cadena A dem ás d e las operaciones de E /S de flujos estándar y de la E /S de flujos d e archivos, la E/S d e flu j o s e n C + + incluye herram ientas para introducir datos d esd e objetos string en m em oria y enviar datos a ob jetos string en memoria. Estas herram ientas se con ocen com únm ente co m o E /S en m em oria o procesam iento de flu jo s de cadena. Las operaciones d e entrada desde un objeto string se soportan m ediante la cla se iatringa-

tream. Las operaciones de salida hacia un objeto string se soportan m ediante la clase o s trlngatream. Los nom bres de las clases istringstreamy ostringstream son en realidad alias. E stos nom bres están d efin id os con las sigu ien tes instrucciones typedef:

typedef basic_istringstraam< char > istringstream; typedef basic_ostring8tream< char > ostringstream;



Capitulo 15

Las c la ses b a s i c _ i s t r i n g s t r e a m

871

y b a s i c _ o s t r i n g s t r e a m ofrecen la m ism a fun

cionalidad que las cla ses i s t r e a m y o s t r e a m jun to con otras fu n cion es esp ecífica s para el form ato en m em oria. L os program as que utilizan este form ato deben incluir lo s archivos de en cab e zado < s s t r e a m > y . U na aplicación de estas técnicas e s la validación d e datos. Un programa puede leer toda una línea com p leta a la vez d esd e e l flujo de entrada y colocarla en un objeto s t r i n g . Luego, una ru tina d e validación puede revisar el con ten ido d el objeto s t r i n g y corregir (o reparar) los datos, en c a so de ser necesario. D esp u és el programa puede continuar introduciendo datos d esd e e l objeto s t r i n g , sabiendo q u e lo s datos de entrada se encuentran en el form ato apropiado. Enviar datos a un ob jeto s t r i n g e s una ex celen te forma de aprovechar las poderosas cap aci dades d e form ato de lo s flujos en C ++. L os datos pueden prepararse en un objeto s t r i n g para im i tar e l form ato editado en pantalla. Esc ob jeto s t r i n g podría escribirse en un archivo en d isco para preservar la im agen d e la pantalla. U n ob jeto o s t r i n g s t r e a m utiliza a un ob jeto s t r i n g para alm acenar lo s datos que se e n vían. La función m iem bro s t r de o s t r i n g s t r e a m d ev u elv e una co p ia s t r i n g del objeto

s trin g . El programa d e la figura 15.11 dem uestra el u so de un objeto o s t r i n g s t r e a m . E l programa crea al objeto s a l i d a S t r i n g d e la clase o s t r i n g s t r e a m (lín ea 18) y utiliza al operador de in serción d e flujo para enviar una serie de objetos s t r i n g y valores n um éricos a e s e objeto.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Pig. 15.11* figl5_ll.cpp // Uso de un objeto ostringstream asignado en forma dinámica. #include using std::cout; using std*:endl; tinclude using std:sstring;

11

12 •inelude 13 14 using std::ostringstream; 15 16 int main() 17 { 18 ostringstream salidaString; // crear instancia de ostringstream 19 20 string cadenal( "Salida de varios tipos de datos " ); 21 string cadena2( "hacia unobjeto ostringstream:" ); 22 string cadena3( *\n double: " ); 23 string cadena4("\n int* " ); 24 string cadena5("\ndireccion de int* " ); 25 26 double doublel - 123.4567; 27 int integer - 22; 28 29 // enviar cadenas string, valor double y valor int a salidaString salidaString << cadañal << cadena2 << cadena3 << doublel 30 << cadena4 << integer << cadena5 << &integer; 31 32

Hgura 15.11

Uso d e un objeto

ostringstream asignado en forma dinámica. (Parte 1 d e 2.)


872

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44


Capítulo 15

// llamar a str para mostrar al contenido cout << *salidaString contiene»\n" << salidaString.str(); // agregar caracteres adicionales y llamar a str para mostrar la cadena string salidaString << "\nse agregaron mas caracteres*; cout << "\n\ndespues de las inserciones de flujo adicionales,\n* << "salidaString contiene:\n* << salidaString.str() << endl; return 0; } // fin de main

salidaString contiene» Salida de varios tipos de datos hacia un objeto ostringstreams doubles 123.457 int: 22 dirección de int: 0012PE94 después de las inserciones de flujo adicionales, salidaString contiene: Salida de varios tipos de datos hacia un objeto ostringstream: double» 123.457 int: 22 dirección de int: 0012FE94 se agregaron mas caracteres Figura 15.11

Uso d e un objeto o s t r i n g s t r e a m asignado en forma dinámica. (Parte 2 d e 2.)

Las lincas 3 0 y 31 envían lo s ob jetos s t r i n g c a d a ñ a l , c a d e n a 2 . c a d e n a 3 , el valor d o u b l e d o u b l e 1, el objeto s t r i n g c a d e n a 4 . el valor i n t i n t e g e r . e l ob jeto s t r i n g c a d e n a 5 y la dirección de i n t i n t e g e r , hacia el ob jeto s a l i d a S t r i n g en m em oria. La línea 34 utiliza la llam ada a s a l i d a S t r i n g . s t r ( ) para mostrar una cop ia del objeto s t r i n g crea d o en las líneas 30 y 31. La línea 37 dem uestra que pueden agregarse m ás datos al ob jeto s t r i n g e n m em oria con só lo llevar a cab o otra operación d e inserción de flujo en s a l i d a S t r i n g . Las líneas 38 a 4 0 muestran al objeto s t r i n g s a l i d a S t r i n g después de agregar lo s caracteres adi cionales. Un o b je to i s t r i n g s t r e a m introduce datos d esd e un ob jeto s t r i n g en m em oria hacia diver sas variables del programa. L os datos se almacenan en un ob jeto i s t r i n g s t r e a m com o caracteres. La entrada d el objeto i s t r i n g s t r e a m funciona en forma idéntica a la entrada d esd e cualquier archivo, en general, o d esd e cualquier entrada estándar, en particular. El objeto i s t r i n g s t r e a m interpreta el final d el objeto s t r i n g

co m o e l fin d el archivo.

El programa de la figura 15.12 demuestra la entrada desde un objeto i s t r i n g s t r e a m Las líneas 18 y 19 crean el ob jeto s t r i n g e n t r a d a q u e con tien e lo s datos y el ob jeto e n t r a d a S t r i n g d e i s t r i n g s t r e a m que se construye para contener los datos en e l ob jeto s t r i n g e n t r a d a . E ste ob jeto con tien e lo s datos

Prueba entrada 123 4.7 A que cuando se leen com o entrada para el programa con sisten d e d o s cadenas ( " P r u e b a * y " e n

t r a d a * ) , un valor i n t (1 2 3 ), un valor d o u b l e (4 . 7 ) y un valor c h a r ( ' A ' ). E stos caracteres



Capitulo 15

se extraen en las variables

cadañal, cadona2, integer. doublel y carácter, respectiva

m ente, en las lín eas 26 y 27,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

// Pig. 15.12* £igl5_12.cpp // Demostración de la entrada desde un objeto istringstream. ilnclude uslng std;tcout; uslng stds:endl; ilnclude uslng std*:strlng; ilnclude uslng std*iIstringstream; int main () ( string entrada( "Prueba entrada 123 4.7 A" ); istringstream entradaString( entrada ); string cadañal; string cadena2; int integer; double doublel; char carácter; entradaString >> cadañal >> cadena2 >> integer >> doublel >> carácter; cout << << << << << << <<

"Se extrajeron los siguientes elementos\n* "del objeto istringstream:* "\nstring: * << cadañal "\nstringt * « cadena2 "\n ints * << integer "\ndoublei * << doublel "\n char: * « carácter;

// intento de leer de un flujo vacio long valor; entradaString >> valor; // resultados del flujo de prueba if ( entradaString.good() ) cout << "\n\nel valor long es: " << valor << endl; else cout << "\n\nentradaString esta vacia* << endl; retura 0; ) // fin de main

Figura 15.12

873

Demostración de la entrada desde un objeto istringstream (Parte 1 d e 2.)


874


Capítulo 15

Se extrajeron loe siguientes elementos del objeto istringstreami string: Prueba string: entrada int: 123 double: 4.7 char: A entradaString esta vacia Figura 15.12

Demostración d e la entrada desde t/t objeto istringstream. (Parte 2 d e 2.)

D esp u és, las lín eas 29 a 35 muestran lo s datos. El programa intenta leer de entradaString otra v e z en la línea 40. C om o no hay más datos, la co n d ición if (lín ea 4 3 ) se evalúa co m o falee y se ejecu ta la parte correspondiente al else d e la estructura if/else.

RESUMEN • La plantilla de dase basic_string de C++ proportiona operaciones comunes de manipulación de cade nas como copiar, buscar, etcétera. • La instruedón typedef

typsdsf basic. string< char > string; crea el tipo string para basic_string< char >. También se proporciona una instrucción typede £ para el tipo wchar_t.Este tipo generalmente almacena caracteres de dos bytes (16 bits) para soportar otros conjuntos de caracteres. El tamaño de wchar_t no está fijado por el estándar. • Para utilizar objetos tipo string. incluya el encabezado de biblioteca estándar de C++. • La clase string no cuenta con herramientas para convertir de int o char a string. • En una instruedón de asignación está permitido asignar un carácter individual a un objeto string. • Los objetos tipo string no necesariamente terminan con el carácter nulo. • La mayoría de las funciones miembro de string toman como argumentos una posidón de subíndice ¡ni dal y el número de caracteres sobre el que se va a trabajar. • La clase string cuenta con el operador sobrecargado opsrator- y con la fundón miembro «ssign pa ra realizar asignaciones en objetos string. • El operador de subíndice I ] ofrece acceso de Icctura/cscritura a cualquier elemento de un objeto string. • l a fundón miembro at del objeto string ofrece un acceso comprobado: si se avanza más allá de cualquier extremo del objeto string se lanza una excepdón out_o£_range. El operador de subíndice ( [ ] ) no ofrece un acceso comprobado. • La clase string cuenta con los operadores sobrecargados ra llevar a cabo la concatenación de objetos tipo string. • La d ase string cuenta con los operadores sobrecargados paraciones con objetos string.

y con la fundón miembro appsnd pa

y 1

<. >. <» y >■ para llevar a cabo com

• La fundón compare de la clase string compara dos objetos string (o subeadenas) y devuelve 0 si és tos son iguales, un número positivo si el primero es lexicográficamente mayor que el segundo, o un número negativo si d primero es lexicográficamente menor que d segundo. • La función miembro substr de la clase string recupera una subcadena de un objeto string. • La fundón miembro swap de la dase string intercambia d contenido de dos objetos string.



Capitulo 15

875

• Las funciones miembro size y length de la dase atring devuelven el (amaño o la longitud de un ob jeto atring (es decir, el número de caracteres actualmente almacenados en esc objeto). • 1.a fundón miembro capacity de la clase atring devuelve el número total de caracteres que pueden al macenarse en el objeto atring sin incrementar la cantidad de memoria asignada al mismo. • La fundón miembro max__size de la clase atring devuelve el tamaño máximo que puede tener un obje to atring. • La fundón miembro reaize de la clase atring cambia la longitud de un objeto atring. • Las funciones £ind. rfind. find_firat_of. £ind_laat_o£. £ind_£irst_not_o£ y £ind_laat_not_o£ de la clase atring localizan subcadenas o caracteres en un objeto atring. • La fundón miembro erase de la clase atring dimina los elementos de un objeto atring. • La función miembro raplaca de la clase atring sustituye los caracteres en un objeto atring. • La fundón miembro inaert de la clase atring inserta caracteres en un objeto atring. • La fundón miembro c_atr de la clase atring devuelve un apuntador const ch&r * que apunta a una cadena estilo C con carácter nulo de terminadón que contiene todos los caracteres de un objeto atring. • 1.a fundón miembro data de la dase atring devudve un apuntador const char * que apunta a un arreglo de caracteres estilo C sin carácter nulo de terminadón que contiene lodos los caracteres de un obje to atring. • La clase atring cuenta con las fundones miembro and y begin para iterar a través de elementos indivi duales. • 1.a clase atring cuenta con las funciones miembro rend y r begin para obtener acceso a los caracteres individuales de un objeto atring en forma inversa desde el final del objeto hasta su inido. • El tipo istringatraam soporta las operadones de entrada desde un objeto atring. El tipo oatringatream soporta las operadones de salida hada un objeto atring. • La fundón miembro atr de oatringatream devuelve una copia atring de un objeto atring.

TE R M IN O LO G ÍA acceso comprobado archivo de encabezado archivo de encabezado cadena vacía capacidad clase istringstream dase o a t r i n g a t r e a m clase atring

const.iterator const revarsa_itarator constante atring: :npos E/S en memoria excepción length_error excepción out_o£_range excepción ranga_arror función miembro accaas de la clase atring fundón miembro at de la d ase atring fundón miembro c_atr de la clase atring fundón miembro capacity de la dase atring fundón miembro compara de la clase atring fundón miembro data de la d ase atring

fundón miembro empty de la dase atring fundón miembro arase de la clase atring fundón miembro £ind de la dase atring función miembro £ind_£irst_not_o£ de la clase atring fundón miembro £ind_£irst_o£ de la clase

atring función miembro £ind_last_not_o£ de la cla se atring fundón miembro £ind _last_o£ de la clase

atring fundón función función fundón fundón fundón fundón fundón fundón fundón

miembro gatlina de la d ase atring miembro inaert de la clase atring miembro length de la clase atring miembro max_aize de la clase atring miembro rbegin de la clase atring miembro rend de la clase atring miembro replace de la clase atring miembro reaize de la dase atring miembro aize de la clase atring miembro atr de flujo de cadena


876


función miembro s u b s t r de la clase s t r i n g función miembro s v a p de la clase s t r i n g its r a to r longitud de un objeto s t r i n g operador de subíndice, [ 1 operadores de igualdad: 1■

Capítulo 15

operadores relaciónales: >, <, > - , <■ operadores: ♦, <<, >>, [ ]

r«vsrss_itsrator tamaño máximo de un objeto string tipo wchar_t ty p e d e f b a s ic _ s tr in g < ch a r > s t r in g


Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) El archivo de encabezado___________debe incluirse para la clase string. b) La clase string pertenece al nanaspacs________ c) La función___________elimina caracteres de un objeto string. d) La función___________encuentra la primera ocurrencia de cualquier carácter a partir de una serie de caracteres.

15.2

Conteste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser falso, expli que por qué. a) La concatenación de objetos string puede realizarse mediante el operador de suma. ♦«. b) Los caracteres dentro de un objeto string empiezan en el elemento 0. c) El operador de asignación. copia un objeto string. d) Una cadena estilo C es un objeto string.

1 5 .3

Encuentre el (los) erroifes) en cada una de las siguientes instrucciones y explique cómo corregirlo(s): a) string sv( 2 8 ) ; / / construir sv b)

string be ( 'x • ); // construir be / / Suponga qus se conoce el espacio da nombres std const char *ptr ■ nombre .data(); / /el nombre es wjoe bob" ptr[ 3 ] - ‘-'j cout << ptr << endl;

RESPUESTAS A LOS E JE R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N 15.1

a) b) std c) erase d) f ind_f irst_of.

15.2

a) b) c) d)

1 5 .3

a) No existen constructores para los argumentos que se pasan. Deberían utilizarse otros constructores válidos; si es necesario hay que convertir los argumentos en objetos string. b) La fundón data no agrega un terminador nulo. Es mejor usar c_str.

Verdadero. Verdadero. Verdadero. Falso. Un objeto string proporciona muchos servidos distintos. Una cadena estilo C no propordona ningún servido. Las cadenas estilo C terminan en un carácter nulo y los objetos string no. Las cadenas estilo C son apuntadores y los objetos string no.

E JE R C IC IO S 1 5 .4

Llene los espados en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) Las fundones m iem bro___________y ___________ de la clase string convienen a los objetos string en cadenas estilo C. b) I-a fu n d ó n ___________de la clase string se utiliza para las operadones de asignadón. c) ___________es d tipo de valor de retomo de la fundón rbsgin. d) La fu n d ó n ___________de la clase string se utiliza para recuperar una subcadena.



Capitulo 15

877

15.5

Conleste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser falso, expli que por qué. a) Los objetos string siempre terminan con el carácter nulo. b) La función max_siz# de la clase string devuelve el tamaño máximo para un objeto string. c) La función st de la clase string es capaz de lanzar una excepción out_of _rangs. d) La función bsgin de la clase string devuelve un itsrator. e) Los objetos string se pasan, de manera predeterminada, por referencia.

15.6

Encuentre el (los) errores) en cada una de las siguientes instrucciones y explique cómo corregirlo(s): a) std::cout << s.dataO << std::endl; / / s es "hola" b) arase( s.rfind( *x" ), 1 ); // s as "xenón" c) stringfc foo() {

string s( "Hallo" ); ... // demás instrucciones de la función return; )

15.7

(Cifrado simple) Cierta información en Internet puede estar cifrada con un algoritmo simple conocido como “rol 13”. que hace una rotación de cada carácter en el alfabeto, desplazándolo 13 posiciones ha cia adelante. Por ejemplo, 'a' corresponde a ’n' y 'x' corresponde a 'k'. Este algoritmo es un ejemplo del cifrado de clave simétrica. Con este tipo de cifrado, tanto el cifrador como el descifrador utilizan la misma clave. a) Escriba un programa para cifrar un mensaje mediante el algoritmo rot 13. b) Escriba un programa para descifrar el mensaje revuelto, utilizando el número 13 como clave. c) Después de escribir los programas de la porte (a) y (b), responda brevemente a la siguiente pre gunta: Si no conociera la clave para la parte (b), ¿qué tan difícil cree usted que sería descubrir el código? ¿Qué pasaría si usted tuviera acceso a un poder de cómputo sustancial (es decir, supercomputadoras)? En el ejercicio 15.27 le pedimos que escriba un programa para lograr esto.

15.8 15.9

Escriba un programa con iteradores para demostrar el uso de las funciones rbsgin y rend. Escriba sus propias versiones de las funciones data y c_str.

15.10 Escriba un programa que lea varios objetos string y que imprima sólo los que terminen en " r” o c n “ay". Sólo deben considerarse las letras minúsculas. 15.11 Escriba un programa que demuestre cómo pasar un objeto string tanto por referencia como por valor. 15.12

Escriba un programa en el que se introduzcan por separado un primer nombre y un apellido, y que con catene los dos en un nuevo objeto string.

15.13 Escriba un programa para jugar al ahorcado. El programa debe elegir una palabra (que puede codificar se directamente en el programa o leerse de un archivo de texto) y mostrar lo siguiente:

Adivine la palabra:

xmix

Cada X representa a una letra. Si el usuario adivina correctamente, el programa debe mostrar:

11 iFelicidades I1I Usted pudo adivinar mi palabra. Desea jugar otra vez? si/no Debe introducirse la respuesta si o no apropiada. Si el usuario no adivina correctamente, debe mos trarse la parte del cuerpo apropiada. Después de siete intentos fallidos, el usuario debe ser colgado. La pantalla debe verse así: O

/ j\ / \ Después de cada intento de adivinar, debe mostrar todos los intentos del usuario.


878


Capítulo 15

15.14 Escriba un programa que reciba como entrada un objeto string y se imprima éste al revés. Convier ta todos los caracteres en mayúsculas a minúsculas y todos los caracteres en minúsculas a mayúsculas. 1 5.15

Escriba un programa que utilice las capacidades de comparación presentadas en este capítulo para alfabe tizar una serie de nombres de animales. Sólo deben utilizarse letras mayúsculas para las comparaciones.

15.16 Escriba un programa para crear un criptograma a partir de un objeto string. Un criptograma es un mensaje o palabra en la que cada letra se sustituye por otra. Por ejemplo, el objeto string: El nombra del pajaro ara squawk podría revolverse para formar

jq strgwj ijq ufofwt jw£ xvzfbp Observe que los espacios no se cifran. En este caso específico, cada ' E • se reemplazó con ' j • , cada 'a' se reemplazó con ' £ • . etcétera. Las letras mayúsculas se convienen en minúsculas en el cripto grama. Utilice técnicas similares a las del ejercicio 15.7. 15.17

Modifique el ejercicio 15.16 para permitir que los usuarios resuelvan el criptograma. Éstos deben in troducir dos caracteres a la vez: el primer carácter especifica una letra en el criptograma y la segunda letra especifica la letra de sustitución. Si esta letra es correcta, sustituya la letra en el criptograma con la letra de sustitución en mayúsculas.

15.18 Escriba un programa que reciba como entrada una oración y cuente el número de palíndromos en la misma. Un palíndromo es una palabra que se lee igual tanto al derecho como al revés. Por ejemplo, "árbol" no es un palíndromo pero '"rotor" sí lo es.

15.19 Escriba un programa que cuente el número total de vocales en una oración. Muestre la frecuencia de cada vocal.

15.20 Escriba un programa que inserte los caracteres » * * * * * ♦ " exactamente en la mitad de un objeto string. 15.21 Escriba un programa que elimine las secuencias "por" y "POR" de un objeto string. 15.22 Escriba un programa que reciba como entrada una línea de texto, que sustituya lodos los signos de pun tuación con espacios y que utilice la función strtok de la biblioteca de cadenas de C para segmentar el objeto string en palabras individuales. 15.23 Escriba un programa que reciba como entrada una línea de texto y lo imprima al revés. Use ¡teradores en su solución.

15.24 Escriba una versión recursiva del ejercicio 15.23. 15.25 Escriba un programa que demuestre el uso de las funciones erase que toman argumentos tipo iterator. 15.26 Escriba un programa que genere lo siguiente a partir del objeto string "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{*: a beb edede defgfed efghihgfe fghijkjihgf ghijklmlkj ihg hi jklmnonmlkj ih ijklmnopqponmlkji jk lxmopqr srqp onml k j klsmopqr stut srqponmlk lmnopqr stuvwvut srqponml mnopqrstuvwxyxwvutsrqpomn nopqrstuvwxyz {zyxwvut srqpon


Capitulo 15


879

15.27 En el ejercido 15.27 le pedimos que escribiera un algoritmo de cifrado sencillo. Escriba un programa que intente descifrar un mensaje “rol 13" utilizando una simple sustitución de frecuencia. (Suponga que no conoce la clave.) Las letras más frecuentes en la frase cifrada deben sustituirse con las letras más comúnmente utilizadas en español (a, e, i, o. u. s. t. r. etc.). Escriba las posibilidades en un archivo. ¿Qué hizo que fuera fádl quebrantar el código? ¿Cómo puede mejorarse el mecanismo de rifrado?

15.28 Escriba una versión de la rutina del método de ordenamiento en burbuja (figura 5.15) para ordenar al gunos objetos atring. Use la función swap en su soludón. 15.29 Modifique la clase Emplaado en las figuras 10.13 y 10.24. agregándole una función de utilería privata llamada aaValidoNuunaroSaguroSocial. La función miembro debe validar el formato de un número de seguro sodal (v.g„ • • # - • • - • • # # . en donde # es un dígito). Si el formato es válido, debe regresar trua; de no ser así. debe regresar falsa.


Í6 Programación Web con CGI

Objetivos • Com prender el protocolo Interfaz C om ún d e Puerta de E n lace (CGI). • Com prender el funcionam iento del protocolo de Transferencia de H ipertexto (H T T P) y utilizar en cab ezados HTTP. • Com prender la funcionalidad d e un servidor Web. • Presentar el servidor H TTP Apache. • S olicitar d ocu m entos a un servidor Web. • Im plem entar una secu en cia de com an dos CGI sim p le. • Enviar datos de entrada a las secu en cias d e com andos CGI m ediante el u so de form ularios en X H T M L .

Este e s el aire q u e baña a l globo. Walt W hitman

Se d ice que la p a rte m ás larga d e l viaje e s atravesar la puerta. M arcus Tcrcntius Varro

Las term inales ferroviarias... son nuestras puertas hacia lo glorioso y lo desconocido. A través d e ellas pasam os a la aventura y a la alegría; a ellas, ¡ay d e nosotros! Regresamos. E M . Forster

H ay m om entos en la vida d e l hom bre en que si no hay puerta s ni ventanas, d ebe ca m in a r a través de la pared para llegar a d o nde tiene que ir. Bem ard M alamud


Capitulo 16

Programación Web con CGI

881

Plan general 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9 16.10 16.11 16.12 16.13 16.14 16.15 16.16 16.17

Introducción Tipos de peticiones HTTP Arquitectura de multinivel Acceso a ios servidores Web El servidor HTTP Apache Cóm o pedir documentos de XHTML Introducción a CG I Transacción HTTP simple Secuencia de comandos C G I simple Envío de datos de entrada a una secuencia de comandos CG I Uso de formularios en XHTML para enviar datos de entrada Otros encabezados Ejemplo práctico: Una página Web interactiva Cookles Archivos del lado del servidor Ejemplo práctico: carrito de compras Recursos en Internet y Web

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoemluación • Ejercicios

16.1 Introducción C on la llegada d e World W ide W eb. Internet obtuvo una enorm e popularidad. Esto increm entó enor m em ente e l volum en de p eticiones h ech as por lo s usuarios para obtener inform ación de sitios Web. S e h izo evidente que el grado de interactividad entre el usuario y e l sitio W eb sería crucial. El poder de W eb resid e n o s ó lo en servir co n ten id o a su s usuarios, sin o tam bién en responder a las p eticio nes d e lo s m ism os y en generar con ten ido W eb en form a dinám ica. En este cap ítulo hablarem os sobre e l softw are esp ecia liza d o (co n o cid o co m o s e n id o r Web) que responde a las peticiones d e los clien tes (por ejem p lo, un navegador W eb) sum inistrándoles recursos (tales co m o lo s docu m entos d e X H T M L 1). Por ejem p lo, cuando los usuarios escriben la dirección de un Localizador uniform e de recursos (U RL) tal co m o w w w . d e i t e l . c o m en un navegador W eb, están solicitand o un docum ento esp e cífic o d e un servidor Web. Este servidor W eb asign a e l U R L a un archivo en el servidor ( o a un archivo en la red de éste ) d evu elve e l d ocu m ento so licita d o al clien te. Durante esta interacción, el servidor W eb y el clien te se com unican a través del P rotocolo de transferencia d e hipertexto (H TTP ), que es independiente de la plataform a y e s un p rotocolo para transferir p eticion es y archivos a través de Internet (es decir, entre servidores y navegadores Web).

I. XHTML (Lenguaje cxtcnsiblc de marcación de hipertexto) ha reemplazado al HTML (Lenguaje de marcación de hipertexto) como la principal forma de describir el contenido Web. Se recomienda a los lectores que no estén fami liarizados con XHTML que lean el apéndice E. Introducción al XHTML, antes de leer este capítulo.


882

ftogramación Web con CGI

Capftulo 16

En nuestra d iscusión sobre servidores W eb presentam os a l s e n id o r H TTP Apache. Para fines ilustrativos, utilizarem os Internet Explorer para pedir d ocu m entos y, posteriorm ente, mostrar el con ten ido devuelto por las “secu en cias d e com an dos C G I”.

16.2 Tipos de peticiones HTTP H TTP define varios tipos de peticiones (también con ocid os co m o m étodos de petición), cada uno de lo s cu ales esp ecifica la forma en que un clien te hace peticiones a un servidor. L os dos tipos de peti cio n es más com u nes son get y po st. Estos tipos d e peticiones recuperan y envían datos de formularios del clien te desde y hacia un servidor Web. Un form ulario es un elem en to de X H TM L que puede c o n tener cam pos d e texto, botones de op ción , casillas d e verificación y otros com ponentes d e interfaz grá fica que permiten a los usuarios introducir datos en una página Web. L os form ularios también pueden contener cam pos ocu ltos que no están exp u estos com o com ponentes de la GUI. Una petición get se utiliza para enviar datos al servidor. Una petición p o st también se usa para enviar datos al servidor. Una petición get envía los datos de un form ulario co m o parte del U R L (por ejem plo, www.buscar algo.com/buscar7consulta•consultausuarió). En esta petición ficticia, la información después del sign o ? (consulta•consultausuario) indica la entrada especificada por el usuario. Por ejem p lo, si el usuario realiza una búsqueda con “M assachussets,” la últim a parte del U R L sería ?consulta-Massachussots. Una petición get lim ita la cadena de consulta (por ejem p lo, consulta-Mas-

sachussets) a un núm ero predefinido de caracteres. Este lím ite varía d e servidor en servidor. Si la cadena d e consulta se ex ced e de este lím ite, debe utilizarse una petición post. Observación de ingeniería de software 16.1 Los datos que se envían en una petición post no son parte del URL y, por lo tanto, no pueden ser vis tos por los usuarios. Los formularios que contienen muchos campos generalmente se envían mediante una petición post. ¡as campos delicados de un formulario, como las contraseñas, por lo general se en vían utilizando este tipo de petición. C om únm ente, una petición H TTP envía datos a un m anejador de fo rm u la rio s d e l lado del ser vidor para q u e éste lo s procese. Por ejem p lo, cu an do un usuario participa en una en cu esta basada en W eb, el servidor Web recibe la inform ación esp ecificad a en e l form ulario co m o parte d e la petición y procesa la en cu esta en el m anejador d e formularios. L os navegadores a m enudo guardan las páginas W eb en caché (se guardan en e l d isco local) para volverlas a cargar rápidam ente y a sí reducir la cantidad de datos que el navegador necesita descar gar. Sin em bargo, lo s navegadores generalm ente n o guardan en caché la s respuestas a las peticiones

p o st, ya que las p eticiones su bsecu en tes d e este tipo tal v e z no contengan la m ism a inform ación. Por ejem p lo, lo s usuarios que participan en una en cu esta basada en W eb podrían pedir la m ism a página Web. La respuesta d e cada usuario m odifica el resultado general de la encuesta, por lo que la infor m ación presentada en la página W eb resultante e s distinta para cada petición. Los navegadores Web por lo general guardan en caché la s respuestas del servidor a las peticio n es get. U na página Web estática, tal co m o e l programa d e estu d ios de un curso, se guarda en caché en c a so de que el usuario pida e s e m ism o recurso otra vez.

16.3 Arquitectura de multinivel Un servidor Web es parte d e una aplicación m ultinivel, algunas v e c e s con ocida co m o a p licación de n n iveles. Las ap licacion es de m u ltin iveles dividen la funcionalidad en n iveles separados (es decir, agrupam icntos ló g ic o s de funcionalidad). L os n iveles pueden estar ubicados en la m ism a com pu tadora o pueden estar esparcidos entre varios eq u ipos. La figura 16.1 presenta la estructura básica de una aplicación de tres niveles.


Capitulo 16

R g u ra 16.1


883

M odelo de una aplicación d e tres niveles.

El n ivel de inform ación (tam bién con ocid o co m o el n ivel de datos o nivel inferior ) m antiene lo s datos para la aplicación. Este nivel generalm ente alm acena lo s datos en un R D R M S (sistem a de a d

m inistración de bases de d atos relaciónales). Por ejem p lo, una tienda de ventas a l m enudeo podría tener una base d e datos d e inform ación sobre lo s productos, co m o las descrip ciones, lo s p recios y la existen cia en e l alm acén. La m ism a base d e datos podría también contener inform ación sobre lo s clien tes, co m o lo s nom bres de usuario para iniciar sesión en la tienda en lín ea, d ireccion es de factu ración y núm eros d e tarjetas de crédito. E l nivel interm edio im plem enta la lógica d e negocios y la lógica de presentación para controlar las interacciones entre lo s clien tes y lo s datos d e la aplicación. El nivel interm edio actúa co m o un in termediario entre los datos en el nivel de inform ación y lo s clien tes de la aplicación. La lógica d el controlador d el nivel interm edio procesa las p eticiones de lo s clien tes del nivel superior (por ejem plo, una petición para ver el catálogo de productos) y recupera lo s datos de la base de datos. La ló g ic a d e presentación del nivel interm edio procesa a continuación los datos d el nivel d e inform ación y presenta el con ten ido al cliente. En las ap lica cio n es basadas en W eb, la ló g ica de presentación del nivel interm edio generalm ente presenta el con ten ido en form a de docum entos de X H TM L. La lógica d e n eg o cio s en el nivel interm edio hace valer las reglas de negocios y asegura que lo s datos sean con fiab les antes de actualizar la b ase d e datos o de presentarlos a un usuario. Las reglas de n egocios rigen la manera en que los clien tes pueden o no tener a cceso a los datos de la aplicación y có m o puede ésta procesar lo s datos. El n ivel de clien te o n ivel s u p e rio re s la interfaz d e usuario de la aplicación. L os usuarios inte ractúan directam ente con la aplicación a través d e la interfaz d e usuario. F.1 clien te interactúa con el nivel interm edio para hacer p eticiones y recuperar datos d el nivel d e inform ación. D esp u és e l clien te m uestra al usuario los datos recuperados d el nivel interm edio.

16.4 A cce so a los servidores Web Para pedir docu m entos a los servidores W eb, lo s usuarios deben con ocer lo s U R L s en lo s q u e r e s i den d ich os docum entos. U n U R L con tien e e l nom bre d e un equipo (co n o cid o co m o nom bre de host) en e l que reside el servidor Web. I-os usuarios pueden solicitar d ocu m entos de senadores Web loca


884


Capítulo 16

les (es decir, lo s que residen en lo s equipos del usuario) o de servidores Web rem otos (e s decir, los que residen en equipos esparcidos a lo largo d e una red). S e p uede tener acceso a lo s servidores W eb lo ca les de d o s formas: por m edio d el nom bre del eq u ip o o por m ed io de localhost (un nom bre de host q u e hace referencia al equipo local). En este capítulo em plearem os a localhost. Para determ inar e l nom bre d el eq u ip o en W indow s M e, haga clic con el botón derecho del ratón en Mis sitios de red y se lec cio n e la o p ció n Propie

dades del m enú contextual para mostrar el cuadro d e d iálogo Red. En este cuadro de d iá lo g o haga c lic en la ficha Identificación. El nom bre del eq u ip o se muestra en el cam po Nombre del equipo:. Haga clic en Cancelar para cerrar el cuadro de d iá lo g o Red. En W indow s 2 0 0 0 , haga c lic co n el botón derecho del ratón en Mi PC y se le c c io n e la op ción Propiedades del m enú contcxtual para mostrar el cuadro de d iálogo Propiedades del sistema. Haga clic en la ficha Identificación de red en este cuadro de d iálogo. E l cam p o Nombre completo de equi po m uestra el nom bre con el que se recon oce que tiene asignado e se equipo. En W indow s XP, se le c cio n e Inicio j Panel de control J Cambiar a vista clásica y haga d oble clic en el icono Sistema para ver el cuadro d e d iálogo Propiedades del sistema. En este cuadro de d iálo g o se le c c io n e la ficha Nombre de equipo. Un nom bre de d om in io representa a un grupo de h osts en Internet; se com b ina co n el nombre d e un host (por ejem p lo, www para World W ide W eb) y un dom inio d e nivel su p erior ( T I D ) para for mar un nom bre d e host com pletam ente calificado, que o frece una manera conveniente al usuario de identificar un sitio en Internet. En un nom bre d e host com p letam en te calificad o, el T L D generalm en te describe el tipo de organización q u e p o see e s c nom bre de dom in io. Por ejem p lo, el T L D cam c o m únm ente se refiere a un n egocio com ercial, m ientras que e l T L D o r g por lo general se refiere a una organización sin fin es d e lucro. Aparte d e e s o cada país tien e su propio T L D , co m o e n para C hi na,

et para Etiopía, mx para M é x ic o y us para E stados U nidos.

Cada nom bre d e host com pletam ente calificad o recibe una dirección única, conocida co m o direc ción IP, q u e es algo m uy parecido al d om icilio de una casa. A l igual que la s personas utilizan las d i reccion es para localizar ca sa s o com ercios en una ciudad, las com putadoras utilizan la s direcciones IP para localizar a otras com putadoras en Internet. Un D N S (servidor de sistem a d e nom bres d e d o m inio). una com putadora que m antiene una base d e datos de nom bres d e host y su s direcciones IP correspondientes, traduce lo s nom bres de host com pletam ente ca lifica d o s en d ireccio n es IP. Esta tra d ucción se co n o ce co m o búsqueda de D N S. Por ejem p lo, para tener a cc eso al sitio W eb d e D eitcl, escriba el nombre de host ( w v A i - . d e i t e l . c o m ) en un navegador W eb. El servidor D N S traduce w w w .d e i t e l . c o m en la dirección IP d c l servidor W eb de D eitcl (es decir, 63.110.43.82), La dirección IP d e l o c a l h o s t siem pre es 1 2 7 . 0 . 0 . 1 .

16.5 El servidor HTTP A p a c h e 23 Este servidor c u y o m antenim iento está a cargo de A pache Softw are Foundation, es actualm ente el servidor W eb más popular d eb ido a su estabilidad, c o sto , eficien cia y portabilidad. Es un producto d e có d ig o fuente abierto que se ejecuta bajo las plataform as U nix, L inux y W indow s. Para descargar el servidor H TTP A pache, visite el sitio www.apache.org.' Para obtener ins trucciones en in glés sobre có m o instalar el servidor A pache, visite el sitio www.deitel .com Para obtener instrucciones en español, visite la página h ttp ://w w w .ib a cn et.co m /tu to ria les/a p a ch e.h tm l. D esp u és de instalar el servidor H T TP A pache, si se lec cio n ó la op ción predeterm inada, éste deberá estar funcionando. En la barra de tarcas deberá aparecer el ico n o del M onitor d el servidor HTTP A pache, co m o s e m uestra en la figura 16.2.

2. Esta sección se aplica para los usuarios de Windows 98/NTÍ2OOO/Me/XP. Unix y Linux. 3. En este capítulo utilizamos la versión 2.0.43.


Capitulo 16


7MB

885

g M .P C E i [ S f c v >) 1 0 3 1 «

Rgura 16.2

Monitor del servidor A p a ch e .

C uando el m onitor muestra una flecha verde, sign ifica que el servidor A pache está funcionan do. C uando m uestra un cuadro rojo, sign ifica que el servidor A pache está detenido. Para iniciar, d ete ner o reiniciar el servidor A pache, haga d o b le clic sobre e l ¡cono del M onitor y se lec cio n e la opción

Start, stop o Restart. según lo q u e necesite.

16.6 C óm o pedir documentos de XHTML Esta sección muestra cóm o pedir un docum ento X H TM I. al servidor HTTP Apache. En la estructura de directorios d e este servidor, lo s docum entos de X H T M L deben guardarse en el directorio h t d o c a . En plataformas W indow s este directorio reside en C: \ Archivos do programa\Apache Group\ Apache: en plataformas Linux el directorio htdocs reside en el directorio /usr/local/httpd4. C opie el d ocu m ento prueba.html d el directorio de ejem p los d el capítulo 16 que se in clu ye en el C D -R O M d el libro, al directorio htdocs. Para pedir el d ocu m ento, inicie un navegador W eb tal c o m o Internet Explorer, N etscape o su s equivalentes y escriba el U R L en el cam po Dirocción (e s decir, http://localhost/prueba.html). La figura 16.3 m uestra el resultado de pedir el docum ento prueba.html. [Nota: En A pache, la raíz d el URL s e refiere al directorio predeterm i nado, htdocs. por lo q u e no n ecesitam os escribir e l nombre d e este directorio en e l cam po Di rección.]

16.7 Introducción a C G I C G I (Interfaz com ún de pu erta de enlace) es un estándar para permitir que las ap licacion es (co m ú n m ente con ocid as com o program as o secuencias d e com andos C G I) interactúen con los servidores Web y (en form a indirecta) con lo s clien tes (e s decir, lo s navegadores Web). C G I se utiliza com ú n m ente para generar contenido Web dinám ico m ediante el uso de lo s datos d e entrada por parte d el clien te, las bases de datos y dem ás servicios de inform ación. Una página W eb es dinám ica si su c o n tenido se genera por m ed io d e la program ación al m om ento en q u e s e p ide la página, a diferencia d el contenido Web estático, que no se genera de esta forma cuando la página se pide (e s decir, la p ági na ya existe antes d e q u e se haga la p etición). Por ejem p lo, p odem os utilizar CGI para hacer que una página W eb pida a lo s usuarios sus cód igos p ostales y luego rcdirigirlos hacia otra página W eb que

R g u ra

16.3

El proceso d e pedir la p ágin a

prueba.html al servidor A p a ch e .

4. Los usuarios de Linux probablemente ya tengan instalado al servidor Apache de manera predeterminada. El direc torio h td o c a puede encontrarse en varios lugares, dependiendo de la distribución de Linux.


886

Rogramación Web con CGI

Capítulo 16

se a esp ecíficam en te para la s personas en esa área geográfica. En este capítulo presentarem os los fun dam entos de C G I y utilizarem os C + + para escribir nuestras primeras secu en cia s d e com an dos CGI. lai Interfaz com ún de puerta d e en la ce es “com ún” en el sen tid o en que no e s esp ecífica para ningún sistem a operativo en particular (com o Linux o W in dow s) o para ningún lenguaje de progra m ación. CGI se d iseñ ó para utilizarse con casi cualquier lenguaje de program ación. Por lo tanto, pue den escribirse secu en cias d e com an dos CGI en C , C + + , Perl, Python o V isual B a sic sin dificultad. CGI se d esarrolló en 1993 por la N C SA (Centro N acional para A plicaciones de Supercóm puto, w w w . n c s a . u i u c . e d u ) para utilizarse con su popular s e n id o r Web H TTPd. A diferencia de los p rotocolos Web y lo s lenguajes que tienen esp ecifica cio n es form ales, la d escripción con cisa inicial d e CGI escrita por la N C S A dem ostró con la su ficiente sim pleza que C G I se adoptó co m o un están dar no oficial a nivel mundial. El soporte para CGI se incorporó rápidamente en otros servidores W eb, incluyendo Apache.

16.8 Transacción HTTP simple A n tes d e explorar có m o opera el protocolo CGI, e s necesario tener una com prensión básica de las redes y de có m o funciona la World W idc Web. En esta secció n exam inarem os el funcionam iento in tem o d el HTTP (Protocolo d e transferencia de hipertexto) y hablarem os sobre lo que ocurre tras bam balinas cuando un navegador pide y lu ego m uestra una página Web. H TTP d escrib e un conjun to d e m étodos y encabezados que perm ite a clien tes y servidores interactuar c intercam biar inform a ción d e una m anera uniform e y predecible. Una página Web en su forma m ás sim p le es un docum ento X H T M L , el cual es un archivo de texto sim p le q u e con tien e marcas (m arcado o elem entos ) que describen la estructura de lo s datos que con tien e e l docum ento. Por ejem p lo, el có d ig o d e XHTM L:

Mi página Web indica al navegador que el texto entre el elem ento de inicio < t i t l e > y el elem ento de fin < / t i t l e > e s el título d e la página Web. L os docu m entos de X H T M L también pueden contener inform a ció n de Itiperte.xto (que por lo general se co n o ce co m o hipervínculos) para crear vín cu los hacia otras páginas Web o hacia otros lugares en la m ism a página. C uando un usuario activa un hipervínculo (generalm ente haciendo c lic e n él con el ratón), el navegador W eb “sig u e" el hipervínculo al cargar la nueva página Web ( o una parte distinta d e la m ism a página). Cada archivo de X H T M L d ispon ib le para verlo a través d e la W eb tiene un URI. (lo c a liza d o r universal d e recursos) asociad o co n él: una esp ecie d e dirección. El URL co n tien e inform ación que dirige a un navegador hacia el recurso (generalm ente una página W eb) que el usuario d esea utilizar. Por ejem p lo, considere e l URL:

http://w w w .pearsonedlat ino.com/libros/descarga».html La parte h t t p s / / indica que el navegador Web debe pedir el recurso utilizando el P rotocolo d e transferencia de hipertexto. La porción de en m edio, w w w . p e a r 8 o n e d l a t i n o . c o m . e s el nom bre de h o st para el servidor. Éste es el nom bre del eq u ipo en el que reside e l recurso; de igual form a, esta com putadora se c o n o c e com únm ente co m o el host, ya que da alojam iento y m anteni m iento al recurso. El nombre d el recurso q u e se está pidiendo, / l i b r o s / d e s c a r g a s . h t m l (un docum ento de X H T M L ) e s el resto del URL. Esta porción d el U R L esp ecifica tanto el nombre del recurso ( d o s c a r g a s . h t m l ) com o su ruta ( / l i b r o s ) . La ruta podría representar a un directorio real en el sistem a d e archivos del servidor Web. Sin em bargo y por cu estion es d e seguridad, la ruta general m ente es un directorio virtual. En este caso, e l servidor traduce la ruta a una ubicación real en el ser


Capitulo 16


887

vidor (o in clu so en otra com putadora), ocultando a s í la verdadera ubicación d el recurso. D e hecho, es in clu so p osible que el recurso se cree en form a dinám ica y n o resida en ningún lugar en e l eq u i po servidor. C o m o verem os, lo s U R L s tam bién pueden utilizarse para proporcionar datos de entrada a un programa en el servidor. A hora considerarem os có m o un navegador, cu an do recibe un URL, realiza una transacción H TTP sim p le para recuperar y mostrar una página Web. La figura 16.4 m uestra la transacción con detalle. Esta transacción se lleva a cabo entre un navegador W eb y un servidor Web. En e l paso 1 de la figura 16.4, el navegador envía una petición H TTP al servidor. Esta petición (en su form a m ás sim p le) tien e la sigu ien te apariencia:

GET /libros/deseargas.html HTTP/1.1 Hoat: www.paaraonadlatino.com La palabra o e t es un m étodo http que indica que el clien te desea recuperar un recurso. El resto d e la petición proporciona el nom bre y la ruta del recurso (un docum ento d e X H T M L ), jun to co n el nom bre del protocolo y el núm ero de versión (HTTP/1.1). C ualquier servidor q u e entienda HTTP (versión 1.1) podrá traducir esta p etición y responder en forma apropiada. E l p aso 2 d e la figura 16.4 m uestra lo s resultados de una p etición exitosa. E l ser vidor prim ero responde con una línea indicando la versión d e HTTP, seguida por un có d ig o num éri-

(T ) Lo petición OET se envía del

Servidor Web ( 2 ) Después de recibir la petición, el servidor Web busca el recurso en su sistema.

Figura 16.4

El cliente Interactuando con el servidor y el servidor W eb. Paso 1: La petición g e t .O E T /libros/descargas.html HTTP/1.1. (Parte 1 d e 2.)

Servidor Web

Otente

R g u ra 16.4

El servidor responde a la petición con un mensaje apropiodo. junto con el contenido del recurso.

El diente Interactuando con el servidor y el servidor W eb. Paso 2: La respuesta HTTP HTTP/1.1 200 OK. (Parte 2 d e 2.)


888


Capftulo 16

c o y una frase que describe el estad o de la transacción. Por ejem plo:

HTTP/l.l 200 OK indica que la transacción tuvo éxito;

HTTP/l.l 404 Not found inform a al c lie n te que el recurso solicita d o n o se en con tró en el servidor, en la u bicación e sp e c i ficada. D esp ués el servidor en vía uno o m ás encabezados H TTP, que ofrecen inform ación acerca de los datos que se van a enviar al clien te. En este caso el servidor va a enviar un d ocu m ento de X H TM L, por lo que el en cab ezado H TTP dice:

Content-Type: text/html La inform ación en el encabezado Content-Type identifica al tipo M IM E (E xtensiones multipnop ó sito de correo Internet) d el contenido. Cada tipo d e datos que se en vía d esd e el servidor tiene un tipo M IM E , en base al cual el navegador determ ina có m o procesar lo s datos que recibe. Por ejem p lo, el tipo M IM E text /plain indica que lo s datos contienen texto que d eb e m ostrarse sin trata d e interpretar e l con ten ido com o m arcado d e X H TM L. D e manera sim ilar, el tipo M IM E image-

/gif indica que el con ten ido es una im agen GIF. C uando el navegador recibe e ste tipo M IM E , in tenta mostrar los datos com o una im agen. L os encabezados van segu id os de una línea en blanco que indica al clien te que el servidor ha term inado de enviar en cab ezados HTTP. D esp ués el servidor envía el con ten ido d el docum ento X H T M L que s e pidió (en este caso, descargas.html). La con exión termina al com pletarse la transferencia del recurso. El navegador d el lado d el clien te interpreta el X H TM L que recibe y pre senta (o muestra) lo s resultados.

16.9 Secuencia de com andos C G I simple M ientras que un archivo X H T M L en el servidor perm anezca sin m odificacion es, su U R L asociado mostrará el m ism o con ten ido en lo s navegadores de lo s clien tes cada vez que s e tenga a cceso al ar chivo. Para que e s e con ten ido cam bie (por ejem p lo, para incluir nuevos vín cu lo s o la s n oticias más recientes d e la com pañía), algu ien debe alterar el archivo en el servidor d e form a manual, probable m ente con un editor de texto o m ediante softw are de d iseñ o d e páginas Web. Esta necesidad de un cam b io manual representa un problem a para lo s autores de páginas Web que d esean crear páginas interesentes y dinám icas. Es ted ioso hacer q u e una persona altere continua m ente una página Web. Por ejem p lo, si usted d esea que su página Web siem pre m uestre la fecha ac tual o las con d icion es clim atológicas, la página requeriría d e una actualización continua. Es bastante se n c illo escribir un programa en C + + que m uestre la hora y la fecha actuales (en el m onitor del eq u ip o local). D e h ech o só lo se requieren unas cuantas líneas de código:

time_t horaActual; // t i m et está definido en time( &horaActual ); // asetime y localtime están definidas en cout << asetime( localtime ( &horaActual ) ); C uando la fun ción de b iblioteca l o c a l t i m e d e C ++ recibe una variable t i m e _ t (en este caso,

horaActual), d evu elve un apuntador a una estructura que co n tien e la hora local “desglosada" (es decir, se colocan los días, las horas, etcétera, en m iem bros individuales dentro de la estructura). La


Capitulo 16


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f u n c ió n asctime. q u e to m a c o m o p a r á m e tr o u n a p u n ta d o r a u n a e s tr u c tu r a q u e c o n tie n e la h o ra “d e s g lo s a d a ” , d e v u e lv e u n a c a d e n a ta l c o m o :

Wed Jul 31 13:10:37 2002 ¿ Q u é p a s a si q u e r e m o s e n v ia r la h o ra a c tu a l a la v e n ta n a d e l n a v e g a d o r d e u n c l ie n te p a r a q u e é s te la m u e s tr e ( e n lu g a r d e im p r im ir la e n la p a n ta lla ) ? C G I h a c e e s t o p o s ib le a l p e r m itir q u e e l s e r v id o r re d ir ija la s a lid a d e u n p ro g ra m a h a c ia e l m is m o s e rv id o r W e b , e n v ia n d o a s í la s a lid a al n a v e g a d o r d e u n c lie n te . L a r c d ir c c c ió n d e la s a lid a p e r m ite q u e é s ta ( p o r d e c ir , la q u e p ro v ie n e d e u n a in s tr u c c ió n cout) s e e n v íe h a c ia a lg u n a o tr a p a r te q u e n o s e a la p a n ta lla . L a f ig u ra 16.5 m u e s tra e l lis ta d o c o m p le to d e l p r o g ra m a p a ra n u e s tra p r im e ra s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I. O b s e r v e q u e e l p r o g ra m a c o n s is te p r in c ip a lm e n te d e in s tru c c io n e s cout (lín e a s 1 5 - 2 9 ). H a s ta a h o r a , la s a lid a d e cout s ie m p r e s e h a m o s tra d o e n la p a n ta lla . S in e m b a r g o y té c n ic a m e n te h a b la n d o , e l d e s tin o p r e d e te r m in a d o p a r a cout e s la

salida estándar. C u a n d o

un p ro g ra m a e n C + +

s e e je c u ta c o m o s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I , e l s e r v id o r W e b r e d ir ig e la s a lid a e s tá n d a r h a c ia e l n a v e g a d o r W e b c lie n te . P a r a e j e c u ta r e l p r o g r a m a c o lo c a m o s e l a r c h iv o e je c u ta b le y a c o m p ila d o d e C + + e n el d ir e c to r io egi-bin d e l s e rv id o r W eb . P a ra lo s f in e s d e e s te c a p ítu lo , h e m o s c a m b ia d o la e x te n s ió n d e l a r c h iv o e je c u ta b le d e .exe a .cgi5.S u p o n ie n d o q u e e l s e r v id o r W e b s e e n c u e n tra en su e q u ip o lo c a l, p u e d e e je c u ta r la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s e s c r ib ie n d o

http://loc&lhoat/cgi-bin/horalocal.cgi e n el c a m p o

Dirección

(o

Location) d e

s u n a v e g a d o r. S i e s tá p id ie n d o e s ta s e c u e n c ia d e c o m a n d o s

a u n s e r v id o r W e b r e m o to , te n d r á q u e r e e m p la z a r a localhost c o n e l n o m b r e d e h o st d e l s e r v i d o r o c o n s u d ir e c c ió n 1P.

1

// Fig. 16.5: horalocal.cpp

2

// Muestra la hora y la fecha actuales en un navegador Web.

3

4 •Inelude 5 6 uslng std::cout; 7 8 finclude 9 10 lnt main() 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

(

time_t horaActual;

// variable para almacenar la hora

// mostrar encabexado cout << "Content-type: text/html\n\n"; // mostrar declaración de XML y DOCTYPE cout << * " « "<1DOCTYPE html PUBLIC \*-//W3C//DTD XHTML 1.0 » << "Transitional//EN\* \"http://www.tr3.org/TR/xhtmll" << "/DTD/xhtmll-translttonal.dtd\">";

Figura 16.5

Su primera secuencia d e com andos C G I. (Parte 1 d e 2.)

5. F.n un servidor que se ejecute en Microsoft Windows, el archivo puede ejecutarse directamente en su forma . exe.


890


Capítulo 16

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

time( &hor&Actual );

// almacenar la hora en horaActual

// mostrar los elementos de html y algo de su contenido cout << "" << "Fecha y hora actuales'r << "" << asctime( localtime( &horaActual ) ) << **; return 0/ } // fin de main

Figura 16.5

Su primero secuencia d e com andos C G I. (Parte 2 d e 2.)

1.a n o c ió n d e s a lid a e s tá n d a r e s s im ila r a la d e e n tra d a e s tá n d a r, a la q u e f re c u e n te m e n te s e h a c e r e f e r e n c ia c o n la e x p r e s ió n

cin. A l

ig u a l q u e la e n tra d a e s tá n d a r s e r e f ie r e a l m é to d o e s tá n d a r d e in

tr o d u c ir d a to s e n u n p r o g ra m a (g e n e ra lm e n te c o n e l te c la d o ), la s a lid a e s tá n d a r s e r e f ie re a l m é to d o e s tá n d a r d e m o s tra r la s a lid a p r o v e n ie n te d e u n p r o g ra m a ( g e n e r a lm e n te e n la p a n ta lla ). E s p o s ib le r e d ir ig ir (o

canalizar)

la s a lid a e s tá n d a r h a c ia o t r o d e s tin o . P o r e n d e , c u a n d o e n n u e s tra s e c u e n c ia

d e c o m a n d o s C G I m o s tr a m o s c o m o s a lid a u n e n c a b e z a d o H T T P ( lín e a 15) o e le m e n to s d e X H T M L ( lin c a s 18-21 y 2 6 -2 9 ), la s a lid a s e e n v ía a l s e r v id o r W e b e n v e z d e e n v ia r s e a la p a n ta lla . E l s e rv id o r e n v ía e s a s a lid a a l c l ie n t e m e d ia n te e l H T T P , q u e in te r p re ta lo s e n c a b e z a d o s y lo s e l e m e n to s c o m o s i fu e ra n p a r te d e la r e s p u e s ta n o r m a l d e u n s e rv id o r a la p e tic ió n d e u n d o c u m e n to d e X H T M L . L a f ig u ra 16.6 m u e s tr a e s te p ro c e s o c o n m á s d e ta lle . E n e l p a s o 1, e l c lie n te s o lic ita e l re c u rs o d e n o m b re

horalocal.cgi

a l s e rv id o r , ig u a l q u e c o m o s o lic itó a

descargas.html

e n el

e je m p lo a n te rio r. S i e l s e rv id o r n o e s tá c o n f ig u r a d o p a ra m a n e ja r s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s C G I , p o d r ía d e v o lv e r s im p le m e n te e l c o n te n id o d e l a r c h iv o e je c u ta b le d e C + + a l c lie n te , c o m o si fu e ra c u a l q u ie r o tr o d o c u m e n to . S in e m b a r g o y c o n b a s e e n la c o n f ig u r a c ió n d e l s e r v id o r W e b , é s te e j e c u ta a

horalocal.egi

y e n v ía la s a lid a d e l p r o g ra m a C G I al n a v e g a d o r W eb .

S in e m b a r g o , u n s e r v id o r W e b c o n f ig u r a d o a p r o p ia d a m e n te d e b e r e c o n o c e r q u e c ie r to s re c u rs o s s e m a n e ja n d e m a n e r a d is tin ta . P o r e je m p lo , c u a n d o e l r e c u rs o e s u n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I, e l s e rv id o r d e b e e je c u ta rla . P o r lo g e n e ra l u n r e c u rs o s e d e s ig n a c o m o s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I e n u n a d e d o s fo rm a s: y a s e a q u e e l n o m b r e d e a rc h iv o te n g a u n a e x te n s ió n e s p e c ia l ( c o m o . o q u e s e e n c u e n tr a e n un d ir e c to r io e s p e c íf ic o ( c o m ú n m e n te e n

egi-bin). A d e m á s ,

egi o . exe) e l a d m in is tr a

d o r d e l s e rv id o r d e b e o to r g a r p e rm is o e n f o rm a e x p líc ita p a r a q u e lo s d i e n t e s r e m o to s p u e d a n te n e r a c c e s o a la s s e c u e n r i a s d e c o m a n d o s C G I y q u e p u e d a n e je c u ta r la s .6

6. Si usted utiliza el servidor ffTTP Apache y le gustaría obtener más información sobre su configuración, consulte la página de inicio de Apache en w w . a p a c h e . o r g .


Capitulo 16


( T ) La petición QET se envía

Servidor Web

CGI

Aplicación de C++

( 2) Después de recibir la petición, el servidor Web busca el recurso en su sistema.

Rgura 16.6

Paso 1: La petición g e t. GET /cgi-bin/horalocal .cgi HTTP/1.1. (Parte 1 d e 4.)

Servidor Web

R g u ra 16.6

Aplicación de C++

Paso 2: El servidor W eb Inicia la secuencia d e com andos C G I. (Parte 2 d e 4.)

Servidor Web

j S 5 3 ¡ S r ^ Cliente

Rgura 16.6

CGI

CGI

Aplicación de C++

La salida producida por la secuencia de comandos se envía de vuelta al servidor Web.

Paso 3: La salida de la secuencia de comandos se envía al servidor Web. (Parte 3 de 4.)


891

892


Capítulo 16

Servidor W eb

Rgura 16.6

CGI

Aplicación de C++

Paso 4: La respuesta HTTP, HTTP/1.1 200 OK. (Parte 4 d e 4.)

E n c! p a s o 2 d e la f ig u ra 1 6 .6 , e l s e r v id o r re c o n o c e q u e e l r e c u rs o e s u n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I y la e je c u ta . E n e l p a s o 3 s e e je c u ta n la s tre s in s tru c c io n e s

cout (lín e a s

15, 18-21 y 2 6 -2 9

e n la f ig u ra 1 6 .5 ) y e l te x to s e e n v ía a la s a lid a e s tá n d a r y s e re g r e s a a l s e rv id o r W eb . F in a lm e n te , e n e l p a s o 4 e l s e rv id o r W e b a g r e g a u n m e n s a je a la s a lid a q u e in d ic a e l e s ta d o d e l a tr a n s a c c ió n H T T P (co m o

HTTP/1.1 200 OK

p a r a in d ic a r q u e se r e a liz ó c o n é x ito ) y e n v ía to d a la s a lid a d e l p r o g ra

m a C G I a l c lie n te . A c o n tin u a c ió n , e l n a v e g a d o r W e b d e l la d o d e l c lie n te p ro c e s a la s a lid a d e X H T M L y m u e s tra lo s r e s u lta d o s . E s im p o r ta n te o b s e r v a r q u e e l n a v e g a d o r n o s e d a c u e n ta d e lo q u e s u c e d e e n e l s e r v id o r. E s d e c ir, e n l o q u e a l n a v e g a d o r r e s p e c ta , é s te s o lic ita u n r e c u r s o c o m o c u a lq u ie r o tr o y re c ib e u n a r e s p u e s ta c o m o c u a lq u ie r o tra . F.1 c lie n te r e c ib e e in te r p re ta la s a lid a p r o d u c id a p o r la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s ju s t o ig u a l q u e c o m o s i fu e ra u n d o c u m e n to d e X H T M L s im p le y e s tá tic o . D e h e c h o , u s te d p u e d e v e r e l c o n te n id o q u e e l n a v e g a d o r r e c ib e s i e je c u ta a

egi

horalocal.

d e s d e la lín e a d e c o m a n d o s , c o m o s e e je c u ta r ía n o r m a lm e n te c u a lq u ie r a d e lo s p r o g ra m a s d e

lo s e je r c ic io s a n te r io r e s .

[Nota:

L a e x te n s ió n d e l a r c h iv o d e b e c a m b ia rs e a .

exe a n te s

d e e je c u ta r

lo d e s d e la lín e a d e c o m a n d o s e n u n s is te m a q u e o p e r e b a jo W in d o w s .] I>a f ig u ra 16.7 m u e s tr a la s a lid a . P a r a lo s fin e s d e e s te c a p ítu lo , d im o s u n f o rm a to a la s a lid a p a r a m e jo r a r s u le g ib ilid a d .

Contant-Typa: text/html chtml xmlns - \"http://www.w3 .org/1999/xhtml\‘r>

Pecha y hora actualas</tltl«> </h«ad> <body> Mon Nov 11 22:40:17 2002 </body> </html> Rgura 16.7 La salida de horalocal.egi c u a n d o se ejecuta desde la línea de com andos. http://alexyniorlls.blogspot.com 948 of 1380. Capitulo 16 Programación Web con CGI O b s e r v e q u e c o n la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I d e b e m o s m o s tra r e l e n c a b e z a d o Type 893 Content- m ie n tra s q u e , p a r a u n d o c u m e n to d e X H T M L , e l s e r v id o r W e b in c lu y e e l e n c a b e z a d o . R e p a s a r e m o s lo s c o n c e p to s q u e h e m o s v is to h a s ta a h o ra . U n p r o g r a m a C G I im p rim e e l e n c a b e zado Content-Type, u n a lín e a e n b la n c o y lo s d a to s ( X H T M L , te x to s im p le , e tc é te r a ) e n la s a lid a e s tá n d a r. E l s e r v id o r W e b r e c u p e r a e s ta s a lid a , in s e rta la r e s p u e s ta H T T P a l p r in c ip io d e lo s d a to s y e n tre g a el c o n te n id o a l c lie n te . D e s p u é s v e r e m o s o tr o s tip o s d e c o n te n id o q u e p u e d e n u tiliz a rs e d e e s ta m a n e ra , a s í c o m o o tr o s e n c a b e z a d o s q u e p u e d e n u tiliz a rs e a d e m á s d e E l p r o g r a m a d e la f ig u ra 1 6 .8 m u e s tra la s variables Je enlomo q u e Content-Type. p r o p o r c io n a el s e rv id o r W e b a l e je c u ta r la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I. E s ta s v a r ia b le s c o n tie n e n in fo rm a c ió n a c e r c a d e l e n to r n o d e l c lie n te y d e l s e rv id o r, c o m o e l tip o d e n a v e g a d o r W e b q u e s e e s tá u tiliz a n d o y l a u b ic a c ió n d el d o c u m e n to e n el s e rv id o r. t a s lín e a s 15 a 2 4 in ic ia liz a n u n a r r e g lo d e o b je to s string c o n lo s n o m b r e s d e la s v a r ia b le s d e e n to rn o d e C G I. L a lín e a 41 e m p ie z a l a ta b la d e X H T M L e n l a q u e se v an a m o s tra r lo s d a to s . L a s lín e a s 4 5 a 4 8 m u e s tra n c a d a fila d e la ta b la . E x a m in a r e m o s d e ta lla d a m e n te c a d a u n a d e e s ta s lín e a s . L a lín e a 4 5 m u e s tr a u n a m a r c a d e in ic io <tr> ( fila d e ta b la ) d e X H T M L . la c u a l in d ic a e l c o m ie n z o d e u n a n u e v a fila d e ta b le . L a lín e a 4 8 m u e s tra su c o r r e s p o n d ie n te m a rc a d e fin </tr>, q u e in d ic a e l fin d e la fila. C a d a fila d e la ta b la c o n tie n e d o s c e ld a s . C a d a fila c o n tie n e e l n o m b r e d e u n a v a r ia b le d e e n to rn o y lo s d a to s a s o c ia d o s c o n e s a v a r ia b le . L a m a rc a d e in ic io c o m ie n z a u n a n u e v a c e ld a e n la ta b la . E l c ic lo o b je to s string. E l for ( lín e a <td> ( lín e a 4 5 ) 4 4 ) ite ra a tr a v é s d e c a d a u n o d e lo s 2 4 n o m b r e d e c a d a v a r ia b le d e e n to r n o s e m u e s tr a e n la c e ld a iz q u ie r d a d e la ta b la . E l v a lo r a s o c ia d o c o n la v a r ia b le d e e n to r n o s e m u e s tr a lla m a n d o a la f u n c ió n g e t e n v d e <cstd- 1 // Pig. 16.8: entorno.cpp 2 // Programa para mostrar las variables de entorno de COI. 3 tinclude <iostream> 4 5 using std: : c o u t ; 6 7 •inelude <string> 8 9 using std::string; 10 11 •inelude <cstdlib> 12 13 int main() 14 { 15 string variablesDeEntorno [ 24 ] - < 16 "COMSPEC", "DOCUMENTROOT*, "QATEWAYINTERFACE", 17 *HTTP_ACCEPT» , "HTTPACCEPTENCODINQ", 18 "HTTP_ACCEPT_LANQUAGE», "HTTP_CONNECTION", 19 "HTTP HOST", "HTTP OSER AOENT", "PATH", 20 "QUERYSTRING", "REMOTEADDR", "REMOTEPORT*, 21 "REQTJESTMETHOD" , "REQUESTURI" , "SCRIPT_FILENAME" , 22 "SCRIPT. ÑAME", "SERVER. ADDR», "SERVER.ADHIN*, 23 "SERVER ÑAME»,"SERVER PORT»,"SERVER PROTOCOL», 24 "SERVERSIONATURE","SERVERSOFTWARE» }; 25 26 // mostrar encabezado 27 cout << "Content-type: text/html\n\n»; Figura 16.8 Cómo recuperar las variables de entorno mediante la tinción ge te n v. (Parte 1 de 3.) http://alexyniorlls.blogspot.com 949 of 1380. 894 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Rogramación Web con CGI Capítulo 16 // mostrar declaración XML y DOCTYPE cout << *<?xml versión - \"1. OX*?»" << "<!DOCTYPE html PUBLIC \»-//W3C//DTD XHTHL 1.0 * << "Transitional//EN\" \*httpí//www.w3.org/TR/xhtmll* << */DTD/xhtmll-transitional.dtd\*>"; // mostrar elemento html y algo de su contenido cout << "<html xmlns - \"http»//www.w3 .org/1999/xhtml\*><' << "<headxtitle>Variables de entomo</titlex/head>" << %*<body>,r; // empezar a mostrar tabla cout << "<table bordar - \"0\* cellspacing - \ " 2 \ ' * > " ¡ // iterar a través de las variables de entorno for ( int i - 0; i < 24; i++ ) cout << "<trxtd>* << variablesDeEntorno[ i ] << "K/tdxtd»* << getenv ( variablesDeEntorno[ i ].data() ) << *</tdx/tr>*; cout << m</tablex/bodyx/html>w; 51 52 53 54 return 0; ) // fin de main Rgura 16.8 Cóm o recup erar las variab les d e entorno m e d a n te la función getenv.(Parte 2 d e 3.) http://alexyniorlls.blogspot.com 950 of 1380. Capitulo 16 Rgura 16.8 lib > Programación Web con CGI C ó m o re cu p e ra r las v a ria b le s d e entorn o m e d ian te la fu n ció n getenv. (P a rte 3 d e 3 .) y p a s á n d o le e l v a lo r d e c a d e n a d e v u e lto p o r la lla m a d a a la f u n c ió n . n o [ i] .d a ta cadena 895 ( ) . L a f u n c ió n d a ta d e v u e lv e u n a c a d e n a s t r i n g v a ria b le s D e E n to rn o [ i char v a ria b le s D e E n to r- * e s tilo C c o n e l c o n te n id o d e la ]. Error común de programación 16.1 Olvidar colocar una línea en blanco después de un encabezado es un error lógico. 16.10 Envío de datos de entrada a una secuencia de comandos CGI A u n q u e la s v a r ia b le s d e e n to r n o p r e e s ta b le c id a s p r o p o rc io n a n m u c h a in f o rm a c ió n , s e ría c o n v e n ie n te p o d e r s u m in is tr a r c u a lq u ie r tip o d e d a to s a n u e s tra s s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s C G I , c o m o e l n o m b re d e un u s u a rio o la c o n s u lta d e u n m o to r d e b ú s q u e d a . L a v a ria b le d e e n to rn o QUERY_s t r i n q o f re c e u n m e c a n is m o p a ra h a c e r j u s t a m e n te e s o . E s ta v a r ia b le c o n tie n e in f o rm a c ió n q u e s e a n e x a a u n U R L e n u n a p e tic ió n get. P o r e je m p lo , e l U R L : w w .algunsitio. co«n/cgi-bin/»cr±pt.cgi?eetado-Cali£ornia o c a s io n a q u e e l s e r v id o r W e b s o lic ite u n r e c u r s o d e w w w . a lg u n sitio . c o m . E l r e c u r s o e s u n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I ( c g i - b i n / s c r i p t . c g i ) . E l s e r v id o r W e b g u a rd a l o s d a to s q u e s ig u e n d e s p u é s d e l s ig n o ? ( e s t a d o - C a l i f o r n i a ) e n la v a r ia b le d e e n to r n o Q U E R Y _ S T R IN G . L a c a d e n a d e c o n s u lta p r o p o rc io n a p a r á m e tr o s q u e p e r s o n a liz a n la p e tic ió n p a ra u n c lie n te e s p e c ífic o . H a y q u e te n e r e n c u e n ta q u e e l s ig n o d e in te r ro g a c ió n n o e s p a r te d e l r e c u r s o s o lic ita d o , n i ta m p o c o f o r m a p a r te d e la c a d e n a d e c o n s u lta . S irv e c o m o d e l im it a d o r ( o s e p a r a d o r ) e n tr e lo s d o s . L a f ig u ra 1 6 .9 m u e s tr a u n e je m p lo s e n c illo d e u n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I q u e le e lo s d a to s q u e s e p a s a n m e d ia n te la v a ria b le Q U E R Y _ S T R lN O . O b s e r v e q u e s e p u e d e d a r f o rm a to a lo s d a to s e n u n a c a d e n a d e c o n s u lta e n v a ria s fo rm a s . L a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I q u e le e la c a d e n a d e b e s a b e r c ó m o in te r p re ta r lo s d a to s c o n fo rm a to . E n e l e j e m p lo d e la f ig u ra 1 6 .9, la c a d e n a d e c o n s u lta c o n t ie n e u n a s e rie d e p a r e s n o m b r e - v a lo r d e lim ita d o s p o r e l s ig n o nombre-Jill&edad-22 http://alexyniorlls.blogspot.com 951 of 1380. &, c o m o en : 896 ftogramación Web con CGI Capítulo 16 E n la lín e a 15 d e la f ig u r a 1 6.9, p a s a m o s “QUERY_STRING" a la f u n c ió n qetenv. q u e d e v u e lv e la c a d e n a d e c o n s u lta y la a s ig n a a la v a r ia b le string d e n o m b r e query. D e s p u é s d e im p r im ir u n e n c a b e z a d o , a lg u n a s m a rc a s d e in ic io d e X H T M L y e l títu lo (lín e a s 2 1 -2 9 ), p ro b a m o s s i query c o n tie n e d a to s ( lín e a 3 4 ). S i n o e s a s í, m o s tr a m o s u n m e n s a je in d ic a n d o a l u s u a rio q u e a g r e g u e u n a c a d e n a d e c o n s u lta a l U R L . T a m b ié n p r o p o r c io n a m o s u n v ín c u lo a u n U R L q u e in c lu y e u n a c a d e n a d e c o n s u lta d e e je m p lo . L o s d a to s d e la c a d e n a d e c o n s u lta p u e d e n e s p e c if ic a r s e c o m o p a r te d e u n h ip e rv ín e u lo e n u n a p á g in a W e b c u a n d o s e c o d if ic a n d e e s ta m a n e ra . E l c o n te n id o d e la c a d e n a d e c o n s u lta se m u e s tr a e n la lín e a 4 2 . 1 2 3 4 5 // Fig. 16.9: cadenaconsulta.cpp // Demostración de QÜERY_STRING. Vinclude <ioatream> using std::cout; 6 7 #inelude <string> 8 9 using std::string; 10 11 tinclude <cstdlib> 12 13 int main () 14 { 15 string consulta ■ getenv( “QUERY_STRING" ); 16 17 // mostrar encabezado 18 cout << “Content-type: text/html\n\n*/ 19 20 // mostrar declaración de XML y DOCTYPE 21 cout << “<?xml versión - \"1.0\*?>* 22 « "<1DOCTYPE html PUBLIC \ " - / / W3C//DTD XHTML 1.0 " 23 << "Transitional//EN\" \“http://www.w3.org/TR/xhtmll* 24 << w/DTD/xhtmll-transitional.dtd\* >*; 25 26 // mostrar elemento html y algo de su contenido 27 cout << “<html xmlns ■ \"http: //www.w3 .org/1999/xhtml\“>,r 28 << “<headxtitle>Pares noxnbre/valor</titlex/head>" 29 << “cbody>" t 30 31 cout << ”<h2>Pares nombre/valor</h2>*r; 32 33 //si consulta no contiene datos 34 if ( consulta ■■ ) 35 cout << “Por favor agregue algunos pares nombre-valor al URL " 36 << “anterior. 0 pruebe * 37 << *<a hre£«\"cadenaconsulta.cgi?nombre-Joe&edad-29\“ rel="nofollow">" 38 << “esto</a>.w; 39 40 //el usxxario escribió la cadena de consulta 41 else 42 cout « “La cadena de consulta es: * << consulta << “"; 43 Rgura 16.9 Cóm o leer los datos de entrada de Q U E R Y _S TR lN O (Parte 1 de 2.) http://alexyniorlls.blogspot.com 952 of 1380. Capitulo 16 44 45 46 47 48 Programación Web con CGI 897 cout << ''</body></html>',; return 0/ ) // fin de main Ak**»v C4r*x> V» favoflim Hanamrtot ‘•urit > Aiin • J ü d 8"****» MpAtocatott/c^tav'cadanaixneiAac? aiflgj D * #MUn*¿a J J c*» 3 P a r e s n o m b r c /v a lo r Por favor «pegue aigimoi parer nombre-valor al URLanterior 0 pruebe tito 3 ¿ U to ^ lojüjI **'.rrea Cao» Ver favo** I»1— *» Atula O * • -• J j) -2 jjfaeotoi ^TUUrwle J Drecran| lap/AocafcM/C^teVcatonacaraiAac9>unCw.Joe*toe0-29 zJ ó'8 3 P a r e s n o m b r e /v a lo r ^ m a s s !B = B s s = js = = E r z La cadena de consulta « Bombre=Joe&ed»d=29 ¿U to Inkantftoc4 _____ d *101 *j| D Aittno (ikir Vat Fnota Manameeraa Ajmü -¿'Aaa. • J J} (3 a**®** _sJÍ»s.fc>« 0—coón|£] NBp/Aoc¿hMtStQft*v^+dmr>*con*jL* ’J P a r e s n o m b r e /v a lo r 3 La cadena de consiAa ec nomfcre^BiI&edadsJd _____ d ¿U to Figura 16.9 1 6 .1 1 CJ»Miar*boa C ó m o leer los datos d e entrada d e Q U E R Y _ S T R I N Q (Parte 2 d e 2.) U s o d © f o r m u l a r i o s ©n XHTML p a r a © n v ia r d a t o s d © © n t r a d a H acer que un clien te introduzca datos de entrada directam ente en un U R L no e s un m étodo c o n veniente para el usuario. Por fortuna. X H T M L proporciona las herram ientas para incluir fo rm u la rio s en p áginas Web de manera q u e lo s usuarios dispongan de una m anera m ás intuitiva para introducir la inform ación que s e vaya a enviar a una secu en cia d e com an dos CGI. E l elem en to form encierra a un form ulario de X H TM L. Este elem en to por lo general lleva d os atributos. El primer atributo e s actlon . q u e esp ecifica la acción a realizar cuando e l usuario en vía el formulario. El segundo atributo que se utiliza en el elem en to f o r m e s m o ta d . Este atributo identi fica el tipo de petición HTTP a utilizar cuando e l navegador envíe el form ulario al servidor Web. En esta sección m ostrarem os ejem p los sobre có m o utilizar am bos m étodos para ilustrarlos con detalle. http://alexyniorlls.blogspot.com 953 of 1380. 898 ftogramación Web con CGI Capftulo 16 Un form ulario de X H T M L puede contener cualquier número d e elem en tos d e formulario. La fi gura 16.10 m uestra una breve d escripción de varios elem en to s d e form ulario. La figura 16.11 dem uestra el uso de un form ulario b ásico de X H T M L m ediante el m étodo gel d e HTTP. El form ulario se m uestra en las lín eas 35 a 38 con el elem en to £ o r a O bserve que el atri buto m e t h o d tiene el valor "get" y el atributo a c t i o n tien e el valor "obtenerconsulta. egi" (e s decir, la secu en cia de com an dos se llam a a s í m ism a para manejar los datos d el form ula rio, una v ez q u e esto s se envían). El form ulario con tien e dos cam pos input. El prim ero (lín ea 36) e s un cam p o de texto de una sola lín ea (type - "text") llam ado palabra. El segundo (lín ea 3 7 ) muestra un botón llamado E n v i a r palabra, para enviar lo s datos del formulario. Nombre ctel elemento input Vbtor del atributo t y p e (para elementos input) Descripción text Proporciona un campo de texto de una sola línea, para introducir texto. password Igual que text, pero cada carácter escrito por el usuario aparece como un asterisco (*). checkbox Muestra una casilla de verificación que puede activarse (true) o desactivarse (false). radio Los botones de opción son como las casillas de verificación, con la diferen cia de que sólo puede seleccionarse un botón de opción a la vez en un grupo de botones de opción. button Un botón. submi t Un botón que envía los datos del formulario, de acuerdo con el atributo a c t i o n del formulario. image Igual que submit. pero muestra una imagen en vez de un botón. reset Un botón que restablece los campos del formulario a sus valores predetermi nados. file Muestra un campo de texto y un botón que permiten al usuario especificar un archivo para enviar a un servidor Web. Al hacer clic en este botón se abre un cuadro de diálogo que permite al usuario seleccionar un archivo. hidden Los datos ocultos del formulario que puede utilizar el manejador del formulario en el servidor. Estos elementos i n p u t no están visibles para el usuario. select Menú desplcgable o cuadro de selección. Este elemento se utiliza con el elemento o p t i o n para especificar una serie de elementos selcccionables. textarea Fs un campo de texto con varias líneas, en el que puede introducirse o mostrarse texto. R g u ra 16.10 Elementos d e un formulario d e XHTML. http://alexyniorlls.blogspot.com 954 of 1380. Capitulo 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Programación Web con CGI // F i g . 1 6 . 1 1 : o b t e n e r c o n s u l t a . c p p // D e m o s t r a c i ó n d e l m é t o d o G E T c o n u n f o r m u l a r i o d e X H T M L . •inelude <iostream> using std::cout; •inelude <string> using std::string; •inelude <cstdlib> int m a i n ( ) { s t r i n g n o m b r e S t r i n g ■ **; s t r i n g p a l a b r a S t r i n g ■ mmt string consulta - getenv( "QUERY_STRINO" // m o s t r a r e n c a b e z a d o c o u t << " C o n t e n t - t y p e : ); text/html\n\n"; // m o s t r a r d e c l a r a c i ó n d e X M L y D O C T Y P E c o u t << * < ? x m l v e r s i ó n - \ " 1 . 0 \ " ? > " « * < ! D O C T Y P E h t m l P U B L I C \ " - / / W 3 C / / D T D X H T M L 1.0 * << " T r a n s i t i o n a l / / E N \ " \" h t t p : / / w w w . w 3 . o r g / T R / x h t m l l " << "/DTD/xhtmll-transitional.dtd\w>"; // m o s t r a r e l e m e n t o d e h t m l y a l g o d e su c o n t e n i d o c o u t << " c h t m l x m l n s ■ \" h t t p : / / w w w . w 3 . o r g / 1 9 9 9 / x h t m l \ " > " << " < h e a d x t i t l e > U s o d e G E T c o n f o r m u l a r i o s < / t i t l e x / h e a d > " << " " ; // m o s t r a r f o r m u l a r i o d e x h t m l c o u t << * E s c r i b a u n a d e s u s p a l a b r a s f a v o r i t a s a q u i : " << * < f o r m m e t h o d ■ \ " g e t \ ,‘ a c t i o n ■ \ » o b t e n a r c o n s u l t a . c g i \ * > " << * " << %*<input t y p e - \"s\ibmit\,‘ v a l u é - \ " E n v i a r p a l a b r a \ * / > " << ~ < / f o r m > " ; // c o n s u l t a e s t é v a c i a if ( c o n s u l t a ■■ ** ) c o u t << **Por f a v o r e s c r i b a u n a p a l a b r a . " ; //el u s u a r i o e s c r i b i ó la c a d e n a de consulta else { int p o s i c i o n P a l a b r a ■ c o n s u l t a . f i n d _ f i r s t _ o f ( " p a l a b r a - " p a l a b r a S t r i n g - c o n s u l t a . s u b s t r ( p o s i c i o n P a l a b r a ); // n o se e s c r i b i ó n i n g u n a p a l a b r a if ( p a l a b r a S t r i n g -- *" ) c o u t < < * P o r f a v o r e s c r i b a u n a p a l a b r a ."; Figura 16.11 Uso de G E T con un formularlo de XHTML. (Parte 1 de 3.) http://alexyniorlls.blogspot.com 955 of 1380. ) ♦ 8; 899 900 Rogramación Web con CGI 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 ) Capítulo 16 //se escribió una palabra else cout « *Su palabra est " << palabraString << *"j ) cout << *</body>< /html>w/ return 0/ // fin de main R gura 16.11 Uso d e G E T con un formulario d e XHTML. (Parte 2 d e 3.) http://alexyniorlls.blogspot.com 956 of 1380. Capitulo 16 Programación Web con CGI Wm láaert Vm Frxttm HanmwMi Aiuli ífMAui. j 901 D .y - Ewrfca un» di rui patorat ftrcrUi aquí Errwvpaiatva | Su patota» «van»<Ja &W»*n**local Kqum Figura 16.11 •JJ Uso d e GET con un formularlo de XHTML. (Parte 3 d e 3.) L a p r im e ra v e z q u e s e e je c u ta la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s n o d e b e h a b e r n in g ú n v a lo r e n q u e r y _ s t r i n o ( a m e n o s q u e e l u s u a rio h a y a a g r e g a d o la c a d e n a d e c o n s u lta a l U R L ). U n a v e z q u e e l u s u a rio e s c r ib a u n a p a la b r a e n e l c a m p o palabra y o p r im a e l b o tó n Enviar palabra, la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s s e s o lic ita d e n u e v o . E s ta v e z e l e x p l o r a d o r c o l o c a e l n o m b r e d e l c a m p o d e e n tra d a (palabra) y e l v a lo r e s c r ito p o r e l u s u a rio e n la v a r ia b le QUERY_STRING. P o r e je m p lo , si el u s u a rio e s c r ib e la p a la b r a “tecnología” y o p r im e Enviar palabra, a QUERY_ STRINO s e le a s ig n a e l v a lo r palabra-tecnología y la c a d e n a d e c o n s u lta s e a g r e g a a l U R L e n la v e n ta n a d e l n a v e g a d o r. D u ra n te la s e g u n d a e je c u c ió n d e la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s , la c a d e n a d e c o n s u lta se d e c o d ific a . L a s lín e a s 4 6 a 4 8 e n la f ig u ra 16.11 b u s c a n e n consulta la p r im e ra o c u rre n c ia d e palabra-, u s a n d o el m é to d o f ind_f irst_of d e la c la s e string q u e d e v u e lv e u n v a lo r e n te ro c o r r e s p o n d ie n te a la p o s ic ió n e n la c a d e n a string e n d o n d e se e n c o n tr ó la p r im e ra c o in c id e n c ia . S e a g r e g a u n v a lo r d e 8 a la p o s ic ió n p a ra d e s p la z a r l a p o s ic ió n e n la c a d e n a string a l p r im e r c a r á c te r d e la p a la b r a fa v o r ita d e l u s u a rio . E l m é to d o substr ( lín e a 4 8 ) d e v u e lv e e l r e s to d e la c a d e n a string, e m p e z a n d o e n la p o s ic ió n e s p e c ific a d a p o r posicionPalabra. q u e lu e g o se a s ig n a a pa labras- tring. L a lín e a 51 d e te r m in a si e l u s u a rio e s c r ib ió o n o u n a p a la b ra . S i la e s c r ib ió , la lín e a 5 6 m u e s tra la p a la b r a e s c r ita p o r e l u s u a rio . L o s d o s e je m p lo s a n te r io r e s u tiliz a n a get p a r a p a s a r d a to s a la s s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s C G I p o r m e d io d e u n a v a r ia b le d e e n to rn o , l^ o s n a v e g a d o r e s W e b g e n e r a lm e n te in te r a c tú a n c o n lo s s e r v id o r e s W e b e n v ia n d o fo rm u la r io s m e d ia n te e l m é to d o c o n te n id o d e la s p e tic io n e s post post d e h ttp . L o s p r o g r a m a s C G I le e n el u tiliz a n d o la e n tr a d a e s tá n d a r. P a ra f in e s c o m p a r a tiv o s , a h o r a re im - p lc m c n ta r c m o s la a p lic a c ió n d e la f ig u ra 1 6 .1 1 , u tiliz a n d o POST ( c o m o e n la f ig u ra 1 6 .1 2 ). O b s e r v e q u e el c ó d i g o e n la s d o s f ig u r a s e s v ir tu a lm e n te id é n tic o . E l f o rm u la r io d e X H T M L in d ic a q u e a h o r a e s ta m o s u tiliz a n d o e l m é to d o POST p a ra e n v ia r l o s d a to s d e l fo rm u la rio . 1 // Fig. 16.12: post.cpp 2 // Demostración del método POST con un formulario de XHTML. 3 tinclude <iostream> 4 5 6 using std::cout; using std::cin; 7 8 tinclude <string> 9 10 using std::string; 11 Rgura 16.12 Uso d e P O ST con un formularlo d e XHTML. (Parte 1 de 4.) http://alexyniorlls.blogspot.com 957 of 1380. 902 Rogramación Web con CGI 12 ffinclude <cstdlib> 13 14 int main() 15 { 16 char postString! 1024 ] consulta 17 string datosString ■ *»; 18 string nombreString ■ **» 19 string palabraString 20 int contenidoLongitud ■ 0; Capítulo 16 // variable para guardar cadena de 21 22 //se envió contenido 23 if ( getenv( «CONTENT LENGTH" ) ) { 24 contenidoljongitud ■ atoi ( getenv( "CONTENT LENGTH" ) ); 25 26 cin.read( postString, contenidoLongitud ); 27 datosString • postString; 28 } // fin de instrucción if 29 30 // mostrar encabezado 31 cout << "Content-type: text/html\n\n"; 32 33 // mostrar declaración de XML y DOCTYPE 34 cout << *<?xal versión - \"1.0\"?>" 35 << "<!DOCTYPE html PUBLIC \*-//W3C //DTD XHTML 1.0 " 36 << "Transitional//EN\" \*httpi//www.w3.org/TR/xhtmll* 37 << "/DTD/xhtmll-transitional.dtd\">"; 38 39 // mostrar elemento html y algo de su contenido 40 cout << "<html xmlns ■ \"http*//www.w3 .org/1999/xhtml\,,>', 41 << w<head><title>Uso de POST con formularios" 42 << *"; 43 44 // mostrar formulario de xhtml 45 cout << "
Escriba una de sus palabras favoritas aquix/p>w 46 << *
" 47 << " " 48 << **" 49 « »
«j 50 51 // se enviaron datos mediante el uso de POST 52 if ( contenidoLongitud > 0 ) ( 53 int nombrePosicion 54 datosString.find_first_of( "palabra-" ) ♦ 8; 55 56 int finPosicion - datosString .find_first_of ( ) - 1; 57 58 // recuperar la palabra que se escribió 59 palabraString - datosString.substr(nombrePosicion, 60 finPosicion - nombrePosicion ); 61

62 63 64

// no se escribieron datos en elcampo de texto if ( palabraString -- ** ) cout << "
Por favor escriba una palabra.
";

Rgura 16.12

Uso d e POST con un formularlo de XHTML. (Parte 2 d e 4.)


Capitulo 16

65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80


// mostrar la palabra elsa cout << **
Su palabra asi

"

<< palabraString << *

) // fin de instrucción if / /n o se enviaron datos sise cout << *
Por favor escriba una palabra.
"/ cout << "ir/ return 0; ) // fin de main í

mIQUSi

b e ú 'mJ

táain V«t f«vtrtm McnansnSai Ayj* •¿•A»* * J j] 3 C'noaon Hip/

¿fcsOJBl»

o J -&• "

C9

ZJ <*"

Escribí uní
í

palabra J

Par Íarír escribí uní pílibri

¿)U*o

Figura 16.12

..___________ J fj? Ingresbcé

Uso d e P O ST con un formularlo d e XHTML. (Parte 3 de 4.)


"j

903

904


Capftulo 16

■aifllJSj O £

•*>

£

i

11 lito C4aan V» fuatxm Xmmmrtti ¿yud. • J j] í &Ka»ada ^jFonjém

3 J

Escriba unade tus palabras favoritas aqia Esmwpafebto | Su palabra es avanzada ¿¡f inun*toe*

BBS

Figura 16.12

Uso de

POST con un formularlo de XHTML. (Parte 4 d e 4.)

E l s e rv id o r W e b e n v ía lo s d a to s d e la p e tic ió n

lae n tr a d a

post a

u n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I m e d ia n te

e s tá n d a r. L o s d a to s s e c o d ific a n ( e s d e c ir, s e le s d a fo rm a to ) j u s t o ig u a l q u e e n q u e r y _

s t r i n g (e s d e c ir, c o n lo s p a re s n o m b r e - v a lo r c o n e c ta d o s p o r lo s s ig n o s - y &). p e ro e s ta v a r ia b le d e

e n to rn o n o s e e s ta b le c e . E n v e / d e e s o , e l m é to d o p o s t e s ta b le c e la v a ria b le d e e n to r n o c o n t e n t

_l e n o t h

p a ra in d ic a r e l n ú m e ro d e c a r a c te r e s d e d a to s q u e s e e n v ia ro n e n la p e tic ió n

post.

L a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I u tiliz a e l v a lo r d e la v a r ia b le d e e n to rn o c o n t e n t _ l e n g t h p a r a p r o c e s a r la c a n tid a d c o r r e c ta d e d a to s . L a lín e a 2 3 d e te r m in a si

CONTENT_LENGTH c o n tie n e

o n o u n v alo r. L a lín e a 2 4 le e e l v a lo r y lo c o n v ie r te e n u n e n te r o m e d ia n te u n a lla m a d a a la fu n c ió n

atol d e .

L a lín e a 2 6 lla m a a la fu n c ió n

cin. read p a r a

le e r c a r a c te r e s d e la e n tr a

d a e s tá n d a r y g u a rd a lo s c a r a c te r e s e n e l a r r e g lo poatstring. L a lín e a 2 7 c o n v ie r te lo s d a to s d e poststring e n u n a c a d e n a string, a s ig n á n d o lo s a datosString. E n c a p ítu lo s a n te r io r e s le im o s d a to s d e la e n tra d a e s tá n d a r u tiliz a n d o u n a e x p r e s ió n ta l c o m o :

cin >> datos; E l m is m o e n f o q u e p o d r ía fu n c io n a r e n n u e s tra s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I c o m o s u s titu c ió n p a ra la in s tru c c ió n

cin.read.

R e c u e rd e q u e

cin

le e d a to s d e la e n tra d a e s tá n d a r h a s ta , e in c lu y e n d o , el

p r im e r c a r á c t e r d e n u e v a lín e a , e s p a c io o ta b u la d o r, lo q u e e n c u e n tre p rim e ro . I-a e s p e c ific a c ió n d e C G I n o r e q u ie re q u e se a g r e g u e u n c a r á c te r d e n u e v a lín e a d e s p u é s d e l ú ltim o p a r n o m b re -v a lo r. A u n q u e a lg u n o s n a v e g a d o r e s a g r e g a n u n a n u e v a lín e a o EOF, n o s e r e q u ie re h a c e r lo . S i s e u tiliz a p a r e s n o m b r e - v a lo r ( c o m o lo in d ic a la e s p e c ific a c ió n d e

cin c o n u n n a v e g a d o r q u e e n v ía s ó lo lo s C G I ) , cin d e b e r á e s p e r a r u n c a r á c te r d e

n u e v a lín e a q u e n u n c a lle g a rá . E n e s te c a s o e l s e rv id o r

e v e n tu a l m e n te c e r r a r á la c o n e x ió n d e b id o a q u e s e h a e x c e d id o e l tie m p o d e in a c tiv id a d o “tim e o u t” y la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I te rm in a r á . P o r lo ta n to , s e p re f ie r e e l u s o d e cin.read a cin. y a q u e e l p r o g r a m a d o r p u e d e e s p e c if ic a r e x a c ta m e n te c u á n to s d a to s s e d e b e n leer. A u n q u e la s s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s C G I d e e s ta s e c c ió n s o n ú tile s p a r a e x p lic a r c ó m o o p e ra n lo s m é to d o s

get

y

post,

n o in c lu y e n m u c h a s d e la s c a r a c te r ís tic a s d e s c r ita s e n la e s p e c ific a c ió n d e

C G I. P o r e je m p lo , s i e s c r ib im o s la s p a la b r a s

eubmit, la “traducci%F3n+incorrecta’\ y h a c e m o s c l ic e n e l b o tó n

“traducción incorrecta” e n

e l c a m p o d e te x to

s e c u e n c ia d e c o m a n d o s n o s in f o rm a q u e n u e s tra p a la b r a e s

¿ Q u é o c u r r ió a q u í ? L o s n a v e g a d o r e s W e b

codifican en formato de URL lo s

d a to s d e l fo rm u la rio

d e X H M L q u e e n v ía n . E s to s ig n ific a q u e lo s e s p a c io s s e s u s titu y e n p o r s ig n o s d e s u m a y lo s d e m á s s ím b o lo s ( c o m o la s le tr a s c o n a c e n to ) s e tr a d u c e n e n s u v a lo r A S C II e n f o rm a to h c x a d c c im a l y se le s a n te p o n e un s ig n o d e p o r c ie n to . L a c o d ific a c ió n e n f o r m a to d e U R L e s n e c e s a ria y a q u e lo s U R L s n o p e rm ite n c ie r to s c a r a c te r e s , ta le s c o m o lo s e s p a c io s y la s le tr a s c o n a c e n to .


Capitulo 16


905

16.12 Otros encabezados E n la s e c c ió n 1 6 .9 m e n c io n a m o s q u e h a y v a r io s e n c a b e z a d o s H T T P a d e m á s d e Content-Type. U n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I p u e d e s u m in is tr a r o tr o s e n c a b e z a d o s H T T P a d e m á s d e Content-

Type. E n l a m a y o ría d e lo s c a s o s , e l s e r v id o r p a s a e s to s e n c a b e z a d o s a d ic io n a le s a l c lie n te s in e je c u ta r lo s . P o r e je m p lo , e l s ig u ie n te

encabezado R e f r e s h

r e d ir ig c a l c lie n te h a c ia u n a n u e v a u b i

c a c ió n d e s p u é s d e c ie r ta c a n tid a d d e tie m p o :

Refresh: "5; URL - http://www.peorsonadlatino.com/nuevapagina.html* C in c o s e g u n d o s d e s p u é s d e q u e e l n a v e g a d o r W e b r e c ib a e s te e n c a b e z a d o , s o lic ita r á e l r e c u rs o e n el U R L e s p e c ific a d o . D e m a n e r a a lte r n a tiv a e l e n c a b e z a d o Refresh p u e d e o m itir e l U R L , e n c u y o c a s o a c tu a liz a r á la p á g i n a a c tu a l d e s p u é s d e q u e h a y a tr a n s c u r r id o e l tie m p o e s p e c ific a d o . L a e s p e c ific a c ió n d e C G I in d ic a q u e c ie r to s tip o s d e e n c a b e z a d o s p r o d u c id o s p o r u n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I d e b e n s e r m a n e ja d o s p o r e l s e rv id o r , e n v e z d e p a s a r lo s d ir e c ta m e n te a l c lie n te . FJ p r im e r o d e e l lo s e s e l

encabezado L o c a tio n .

A l ig u a l q u e Refresh. Location r e d ir ig c a l

c lie n te h a c ia u n a n u e v a u b ic a c ió n :

Location: http:/ /www.pearsonedlati.no.com/nuevapagina.html Si s e u tiliz a c o n u n U R L r e la tiv o ( o v ir tu a l) ( p o r d e c ir , Location: /nuevapagina .html), e l e n c a b e z a d o Location in d ic a a l s e rv id o r q u e la rc d ir c c c ió n d e b e lle v a r s e a c a b o e n e l la d o d e l s e r v id o r, sin e n v ia r e l e n c a b e z a d o Location d e v u e lta a l c lie n te . E n e s te c a s o a l u s u a rio le a p a r e c e c o m o s i el d o c u m e n to p r e s e n ta d o e n su n a v e g a d o r W e b fu e r a e l r e c u rs o q u e so lic itó . L a e s p e c ific a c ió n d e C G I ta m b ié n in c lu y e u n

encabezado S t a t u s ,

q u e in d ic a a l s e r v id o r q u e

e n v íe u n a lín e a d e e n c a b e z a d o c o r r e s p o n d ie n te al e s ta d o ( c o m o HTTP / 1.1 200 OK). P o r lo g e n e ra l, e l s e r v id o r e n v ia r á la lín e a d e e s ta d o a p r o p ia d o a l c l ie n t e ( a g re g a n d o , p o r e je m p lo , la lín e a d e e s ta d o 200 OK e n la m a y o ría d e lo s c a so s). S in e m b a r g o , C G I p e r m ite a lo s p r o g ra m a d o r e s c a m b ia r e l e s ta d o d e la re s p u e s ta . P o r e je m p lo , s i s e e n v ía e l e n c a b e z a d o :

Status: 204 No Rssponss s e in d ic a q u e , a u n q u e la p e tic ió n tu v o é x ito , e l c lie n te n o d e b e m o s tra r u n a n u e v a p á g in a e n la v e n ta n a d e l n a v e g a d o r. E s te e n c a b e z a d o p o d r ía s e r ú til si u s te d d e s e a p e r m itir q u e lo s u s u a rio s e n v íe n fo rm u la r io s sin c a m b ia r d e u b ic a c ió n h a c ia u n a n u e v a p á g in a . C o n e s to h e m o s c u b ie r to lo s fu n d a m e n to s d e la e s p e c ific a c ió n d e C G I. P a ra re p a s a r, c a b e m e n c io n a r q u e C G I p e rm ite q u e la s s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s in te r a c tú e n c o n lo s s e rv id o r e s d e tr e s m a n e r a s b á s ic a s : 1. A tra v é s d e l e n v ío d e e n c a b e z a d o s y c o n te n id o s a l s e rv id o r p o r m e d io d e la s a lid a e s tá n d a r, 2. M e d ia n te e l p r o c e s o e n e l q u e e l s e r v id o r e s ta b le c e la s v a r ia b le s d e e n to rn o ( in c lu y e n d o la v a ria b le Q ü e r y _

s t r in o

c o d ific a d a e n f o r m a to d e U R L ), c u y o s v a lo re s e s tá n d is p o n ib le s

d e n tr o d e la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s ( p o r m e d io d e getenv); y 3. A tr a v é s d e lo s d a to s c o d ific a d o s c o n f o rm a to d e U R L y e n v ia d o s c o n e l m é to d o POST. q u e e l s e r v id o r e n v ía a la e n tr a d a e s tá n d a r d e la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s .

16.13 Ejemplo práctico: una página Web interactiva L a s f ig u ra s 1 6 .1 3 y 1 6 .1 4 m u e s tr a n la im p le m e n ta c ió n d e u n s im p le p o rta l in te ra c tiv o p a r a e l s itio W e b fic tic io V ia je s B u g 2 B u g . E l e je m p lo p id e a l c lie n te u n n o m b re y u n a c o n tra s e ñ a , y d e s p u é s m u e s tra in fo rm a c ió n a c e r c a d e lo s v ia je s e s p e c ia le s s e m a n a le s , c o n b a s e e n lo s d a to s in tro d u c id o s . P o r c u e s tio n e s d e s im p le z a , e l e je m p lo n o c if r a lo s d a to s q u e s e e n v ía n a l se rv id o r.


906


Capítulo 16

La figura 16.13 m uestra la página inicial. E s un d ocu m ento estático d e X H T M L que contiene un form ulario que envía lo s datos m ediante p o s t a la secu en cia d e com an dos CGI llam ada por tal .cgi (lín ea 16). El form ulario con tien e un cam po para recolectar el nom bre del usuario (línea 18) y otro cam p o para la contraseña (línea 19). [Nota: Este docum ento de X H T M L s e c o lo c ó en el directorio de d ocu m entos d el servidor W eb.] La figura 16.14 con tien e la secu en cia de co m a n d o s CGI. Prim ero exam inarem os có m o se re cuperan los datos de la entrada estándar y se almacenan en cadenas string. 1.a función de biblioteca

find de la clase string busca en datosString (lín ea 30) una ocurrencia d e cuadronombre». 1.a función find devuelve la posición en la cadena en donde se encontró a cuadronoxnbre». 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

<1— Pig. 16.13: viajes.html — > <1-- Página de inicio de Viajes Bug2Bug

— >

chtml xmlns ■ *http://www.w3.org/1999/xhtmlw> Viajes Bug2Bug

12

13 14 Bienvenido a Viajes Bug2Bug 15 16
17
Por favor escriba su nombre:
18 19 20
la contrasenia no esta cifrada
21 22
23 24 25

R gura 16.13

Portal Interactivo para crear una p ágin a W eb protegida por contraseña.


Capitulo 16


907

P a ra r e c u p e r a r e l v a lo r a s o c ia d o c o n cuadronombre> ( e l v a lo r in tr o d u c id o p o r e l u s u a rio ) la p o s i c ió n e n l a c a d e n a a v a n z a 1 3 c a r a c te r e s h a c ia d e la n te . R e c u e rd e q u e u n a c a d e n a d e c o n s u lta c o n tie n e p a r e s n o m b r e - v a lo r s e p a r a d o s p o r s ig n o s -

y &. P a ra e n c o n tr a r la p o s ic ió n fin a l p a r a lo s d a to s q u e

d e s e a m o s r e c u p e r a r , b u s c a m o s e l c a r á c te r & e n la lín e a 3 1 . E l p r o g r a m a a h o r a c o n tie n e u n e n te ro “a p u n t a n d o ” a la p o s ic ió n in ic ia l. L a lo n g itu d d e la p a la b r a e s c r ita s e d e te r m in a m e d ia n te e l c á lc u lo

f InNombrePoslclon - nombrePosicion. E n la s lín e a s d e la 3 7 a la 41 a s ig n a m o s lo s v a lo r e s d e lo s c a m p o s d e l f o rm u la r io a la s v a r ia b le s nombreString y contraseniaString. E n la lín e a 5 8 u tiliz a m o s a nombreString p a r a m o s tr a r u n s a lu d o p e r s o n a liz a d o al u s u a rio . L o s e s p e c ia le s s e m a n a le s v ig e n te s s e m u e s tra n e n la s lín e a s d e la 5 8 a la 6 2 . ( E n e s te e je m p lo in c lu im o s e s ta in f o rm a c ió n c o m o p a r te d e l a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s .) S i la c o n tra s e ñ a d e m ie m b r o e s c o r r e c ta , se m u e s tra n e s p e c ia le s a d ic io n a le s ( lín e a s 6 6 -6 7 ). Si la c o n tr a s e ñ a e s in c o rr e c ta , s e in f o r m a a l c lie n te q u e la c o n tr a s e ñ a e s in v á lid a . O b s e r v e q u e a q u í u tiliz a m o s u n a c o m b in a c ió n d e u n a p á g in a W e b e s tá tic a y u n a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I. P o d ría m o s h a b e r in c o r p o r a d o e l f o rm u la r io d e X H T M L d e a p e r tu r a y e l p r o c e s a m ie n to d e lo s d a to s e n u n a s o la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s C G I, c o m o lo h ic im o s e n lo s e je m p lo s a n te r io r e s d e e s te c a p ítu lo . E n e l e je r c ic io 16.8 p e d im o s a l le c to r q u e h a g a e sto .

Tip de rendimiento 16.1 Siempre es mucho más eficiente para el servidor proporcionar contenido estático en vez de ejecutar una secuencia de comandos CCI. ya que al servidor le lleva tiempo cargar la secuencia de comandos del disco duro a la memoria y ejecutarlo (mientras que un archivo de XHTMl. sólo necesita enviarse al cliente). Es una buena práctica el utilizar una mezcla de XHTMl. estático (para el contenido que ge nendmente permanece sin cambio) y secuencias de comandos CGI (para el contenido dinámico). Es ta práctica permite al servidor Web responder a los clientes con muclui mayor eficiencia que cuaiulo se utilizan sólo secuencias de conumdos CGI. 1 2 3 4 5 6 7 8

// Fig. 16.14: portal.cpp //Se encarga de la entrada a viajes Bug2Bug tiñelude uslng std:rcout; using std::cinj tlnclude

9 10 uslng std::string; 11 12 tlnclude 13 14 lnt main() 15 { 16 char postStringt 1024 ] - n"; 17 strlng datosString - n " ¡ 18 strlng nombreString ■ ; 19 strlng contrasenlaStrlng -; 20 lnt contenídoLongitud « 0; 21 22 / /se enviaron datos con post 23 lf ( getenv( "CONTEWT LENGTH* ) ) 24 contenidoLongitud • atol( getenv( "CONTENT 25 R g u ra 16.14

length"

Manejador d e portal Interactivo. (Parte 1 d e 3.)


) );

908

26 27 28 29 30 31 32 33 34 36 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


cin.read( postString, contenidoLongitud ); datoaString - postString; // buscar en la cadena loa datoa de entrada int nombrePosición • datoaString.find( "cuadronombre*" ) ♦ 13; int finNombrePosicion - datoaString.find( *£* ); int contraaenia ■ datoaString.find( "cuadrocontrásenla-" ) + 18; int finContraaenia - datoaString.find( "fcboton" ); // obtener loa valorea para el nombre y la contraaeña nombreString ■ datoaString.aubatr( nombrePoaicion, finNombrePosicion - nombrePoaicion ); contraseniaString - datoaString.aubatr( contraaenia, finContraaenia contraaenia ); // mostrar encabezado cout << "Content-types text/html\n\n"; // mostrar declaración de XML y DOCTYPE cout << "* << *<1DOCTYPE htrnl PUBLIC \ " - / / W3C//DTD XHTML 1.0 * << *Transitional//EN\" \"httpi //www.w3 .org/TR/xhtmll" << VDTD/xhtmll-tranaitional .dtdX'*»''; // mostrar elemento html y algo de au contenido cout << *w << *Viajea Bug2Bug* << *"'; // mostrar eapecialea cout << **Bienvenido " « nombreString << *l» << *
He aqui nuestros eapecialea de la semana:
" << **Boston a Taiwan ($875) " << *
San Diego a Hong Kong ($750)
'r << %,
Chicago a México, D.F. ($568)"; / / l a contraseña es correcta if ( contraseniaString -■ "pearson" ) cout << "
Especial vigente para miembros: " << "Seattle a Tokyo ($400)
";

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77

Capítulo 16

//la contraseña es incorrecta elae cout << *
Lo siento. La contraaenia que escribió " << "no es correeta
"; cout << ""; return 0; ) // fin de main

Rgura 16.14 Manejador d e portal Interactivo. (Parte 2 d e 3.)


Capitulo 16

Figura 16.14


909

Manejador d e portal Interactivo. (Parte 3 d e 3.)

16.14 Cookies E n la s ú ltim a s d o s s e c c io n e s h a b la m o s s o b r e d o s f o rm a s e n la s q u e s e p u e d e p a s a r in fo rm a c ió n e n tre p r o g ra m a s ( o e je c u c io n e s d e l m is m o p r o g ra m a ) a tra v é s d e u n n a v e g a d o r. E s ta s e c c ió n s e c o n c e n tra e n c ó m o g u a r d a r in f o rm a c ió n d e e s ta d o e n e l e q u i p o c lie n te m e d ia n te e l u s o d e

cookies.

E s to s c o m

p o n e n te s s o n e n e s e n c ia p e q u e ñ o s a r c h iv o s d e te x to q u e u n s e r v id o r W e b e n v ía a s u n a v e g a d o r, el c u a l a s u v e z e s c r ib e la s c o o k ie s e n s u c o m p u ta d o r a . M u c h o s s it io s W e b u tiliz a n c o o k ie s p a r a r a s tr e a r el p r o g re s o d e u n u s u a rio a tr a v é s d e s u s itio ( c o m o e n u n a a p lic a c ió n d e c a r rito d e c o m p r a s ) o p a r a a y u d a r a p e r s o n a liz a r e l s itio p a r a u n u s u a rio in d iv id u a l. L a s c o o k ie s n o ir ru m p e n e n s u c o m p u ta d o r a n i b o r r a n d a to s d e s u d is c o d u ro . S in e m b a r g o , p u e d e n u tiliz a rs e p a r a id e n tif ic a r a lo s u s u a rio s y lle v a r e l r e g is tro d e q u é ta n f r e c u e n te m e n te v is ita n un s itio o q u é u s u a rio s c o m p ra n e n u n o . P o r e s ta ra z ó n , la s c o o k ie s s e c o n s id e r a n c o m o u n a c u e s tió n d e s e g u rid a d y p riv a c id a d . L o s n a v e g a d o r e s W e b p o p u la re s in c lu y e n s o p o r te p a r a la s c o o k ie s . E s to s n a v e g a d o r e s ta m b ié n p e r m ite n a lo s u s u a r io s q u e s e p r e o c u p a n p o r s u p riv a c id a d y s e g u r id a d d e s h a b ilita r e s te s o p o rte . L a m a y o ría d e lo s s itio s W e b u tiliz a n c o o k ie s . U s te d c o m o p r o g ra m a d o r d e b e e s -


910


Capítulo 16

tar con scien te de la posibilidad d e que sus clientes podrían deshabilitar el uso de cookies. Las figuras 16.15, 16.16 y 16.17 utilizan cook ics para guardar y manipular información acerca de un usuario. La figura 16.15 es una página de X H TM L que co n tien e un form ulario e n el que se van a intro ducir ciertos valores. El form ulario en vía su inform ación m ediante una petición p o st a escribircookie . e g í (figura 16.16). E ste programa recupera lo s datos con ten idos en la variable de entorno CONTENT_LENGTH. La línea 24 de la figura 16.16 declara e inicial iza la cadena string expira para guardar la fecha d e expiración de la co o k ic (es decir, cuánto tiem po debe residir el có d ig o en el eq u ipo del clien te). Este valor puede ser una cadena, co m o la que s e muestra en e ste ejem p lo, o pue d e ser un valor relativo. Por ejem plo, + 30d establece que la co o k ic debe existir durante 3 0 días. Para lo s fines d e este capítulo, la fecha de expiración se establece deliberadam ente para expirar en el 2 0 10, para asegurar que el programa funcione sin problem as en el futuro. Usted puede establecer la fecha de expiración de este ejem plo a cualquier fecha futura, según lo necesite. El navegador elim ina las c o o k ies cuando éstas expiran.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

< IDOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml 1/DTD/xhtmll-transitional .dtd"> <1-- Fig. 16.15: cookieform.html <1— Demostración del uso de cookies

--> -->

Escritura de una cookie en el equipo cliente

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21

Haga clic en Escribir cookie para guardar los datos de su cookie.

Nombre:

22

23
Edad:
24 < input type ■ "text" ñame ■ "edad" /> 25
26 27
Color favorito:
28 29
30 31
32 33
34
35 36 37 Figura 16.15

Docum ento d e XHTML qu e contiene un formulario p ara enviar datos al servidor mediante el m étodo p o s t . (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 16

Hgura 16.15

1 2 3 4 5 6 7 8 9


Docum ento d e XHTML q u e contiene un formularlo para enviar datos al servidor mediante el m étodo p o s t . (Parte 2 de 2.)

// Fig. 16.16: escribírcookie.cpp // Programa para escribir una cookie en el equipo de un cliente. iinclude using std::cout; using std::cin; Iinclude Iinclude

10

11

using std::string;

12

13 14 15 16 17 18 19

int main () { char consulta[ 1024 ] ■ string datosString string nombreString «* string edadString « string colorString ■ ;

20

21

int conten!doljongitud >0;

22

23 24 25

// fecha de expiración de cookie string expira ■ "Viernes, 14-MAY-04 16:00x00

Hgura 16.16

911

GM T";

C ó m o escribir una cookie. (Parte 1 d e 3.)


912

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

Ragramación Web con CGI

Capítulo 16

//se escribieron datos if ( getenv( "CONTENT LENGTH" ) ) { contenidoLongitud « atoi( getenv( "CONTENT_LENQTH" ) ); // leer datos de la entrada estándar cin.readt consulta, contenidoLongitud ); datosString - consulta; // buscar en cadena los datos y almacenar posiciones int nombrePosicion - datosString.find( "Nombre-" ) ♦ 7/ int finNombre - datosString.find( ); int edadPosicion - datosString.£ind( "edad-" ) + int finEdad - datosString.£ind( "ácolor" );

5;

int colorPosicion - datosString.£ind( "color-" ) «■ 6; int finColor ■ datosString.£ind( "&boton" ); // obtener el valor del nombre del usuario nombreString - datosString.substr( nombrePosicion, finNombre nombrePosicion ); // obtener el valor de la edad del usuario if ( edadPosicion > 0 ) edadString - datosString.substr( edadPosicion, finEdad edadPosicion ); // obtener el valor del color favorito del usuario if ( colorPosicion > 0 ) colorString - datosString.substr{ colorPosicion, finColor - colorPosicion ); // establecer cookie cout << "Set-cookie: Ñame-" << nombreString << "edad:" << edadString << "color:" << colorString << "; expires-" << expira << "; path-\n"; ) // fin de instrucción if // mostrar encabezado cout << *Content-type: text/html\n\n"; // mostrar declaración de XML y DOCTYPE cout << *" << ""; // mostrar elemento html y algo de su contenido cout << "chtml xmlns - \"http://www.w3.org/1999/xhtml\">" << "Cookie almacenada" << "";

Figura 16.16



Capitulo 16

79 80 81 82 83 84 85 86

87


913

// mostrar la información del usuario cout << "
La cookie se ha establecido con los siguientes'’' << * datos:
" << "
Nombre: " << nombreString << *
" << %*
Edad:w << edadString << *
" << "
Color:* << colorString << *
" << "
Haga clic w << *aqui para leer los datos de la cookie almacenada i
* << *'rj

88

89 90 91

ratura 0; ) // fin de main

Rgura 16.16


D esp ués de obtener lo s datos d el form ulario, el programa crea una co o k ie (lín eas 5 9 -6 1 ). En e s te ejem plo cream os una c o o k ie agregando una línea de texto q u e contiene los pares nom bre-valor de los datos en viad os m ediante post, d elim itados por el sig n o de d o s puntos (* ). La línea d eb e enviarse antes de escribir el encabezado en el cliente. La línea d e texto em pieza co n el en cab ezad o SetC o o k i e j , indicando que el navegador debe guardar lo s datos entrantes en una cookie. Establecem os tres valores para la cookie: un par nombre-valor que contiene los datos a guardar, un par nom bre-valor que con tien e la fecha de expiración y un par nom bre-valor que con tien e el URL d el dom inio del ser vidor (por ejem p lo, w w w . d e i t e l . c o m ) para el que la co o k ie es válida. Para este ejem plo, p a t h no se estab lece en ningún valor, haciendo que la co o k ie pueda leerse d esd e cualquier servidor que se encuentre en el d om in io del servidor que escrib ió originalm ente la cookie. Las líneas 6 6 a 87 envían una página Web que indica que la cook ie se ha escrito en el cliente.

Tip de potabilidad 16.1 Los navegadores Web almacenan la información sobre cookies en una manera que es específica para cada distribuidor de software. Por ejemplo. Internet Explorer almacena las cookies como archivos de texto en el directorio A rc h iv o s te m p o r a le s d o In to rn o t del equipo cliente. Netscape almacena sus cookies en un solo archivo llamado c o o k i e a . t x t . La figura 16.17 lee la cook ie que se escribió en la figura 16.16 y m uestra la inform ación. C uando se realiza una petición d esd e el navegador W eb clien te, éste localiza cualquier co o k ie previam ente escrita por el servidor al q u e s e le está haciendo la petición. El navegador envía estas c o o k ie s co m o


914


Capítulo 16

parte d e la petición. En el servidor, la variable d e entorno HTTP_C O O K lE alm acena las co o k ie s del clien te co m o parte de la petición. La lín ea 2 0 llam a a la función g e t e n v co n la variable d e entor n o HTTP_COOKlE co m o el primer parámetro. El valor devuelto s e alm acena en d a t o s S t r i n g . L os pares nom bre-valor s e decodifican y alm acenan en cadenas en las líneas 2 2 a 3 6 , de acuerdo con el esquem a de co d ificación n o m b r e i v a l o r utilizado en la figura 16.16. E l con ten ido de la cook ie s e m uestra co m o una página Web en las lín eas 3 9 a 5 8 .

Observación de ingeniería de software 16.2 Las cookies presentan un riesgo de seguridad. Si algún usuario no autorizado obtiene acceso a una computadora, puede examinar el disco duro local y ver los archivas, incluyendo las cookies. Por esta razón, los datos sensibles tales como las contraseñas nunca deben guardarse en cookies.

1 // Pig. 16.17: leercookie.cpp 2 // Programa para leer loa datos da una cookie. 3 iinclude A

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

ualng std::cout; ualng atd::cin; iinclude •Inelude ualng atd::atring; int main() { atring datoaString - *"; string nombreString ■ atring edadString « ""/ atring colorString ■ **; datoaString - getenv( "HTTP .COOKIE" ); // buscar en cookie la cadena de datos int nombrePosicion - datoaString.find( "Nombre-" ) ♦ 7, int finNombre - datosString.find( "edad:" ); int edadPosicion - datosString.£ind( "edad:" ) + 5; int finEdad - datoaString.find( "color:" ); int colorPosicion - datosString.find( "color:" ) ♦ 6; // almacenar los datos de la cookie en cadenas nombreString - datosString.subatr( nombrePosicion, finNombre nombrePosicion ); edadString - datosString.subatr( edadPosicion, finEdad edadPosicion); colorString - datoaString.subatr( colorPosicion >í // mostrar encabezado cout << "Content-type: text/html\n\n";

Rgura 16.17

Programa para leer cookies d e la com putadora del cliente. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 16

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68


915

// mostrar declaración de XML y DOCTYPE cout << "*’ << **<1DOCTYPE html PUBLIC \»-//W3C//DTD XHTML 1.0 * << "Transitional//EN\" \"http://www.w3 .org/TR/achtmll" << "/DTD/xhtmll-transitional.dtd\*>"; // mostrar elemento html y algo de su contenido cout << "#' << "Leer cookies" << *w; //se encontraron datos if ( datosString 1- ** ) cout << "
Los siguientes datos están guardados en una cookie en" « " su computadora
lf << n
Nombre: " « nombreString << *
» << *
Edad: " << edadstring << *
* << "*
Color: " << colorString « '‘Kbr/x/p»"; // no se encontraron datos else cout << *
No hay datos en la cookie.
"; cout << **ri return 0/ ) // fin de main «ICU »«— • -

t>». M(tj

j

j

-3

L« il(alna
e * —— j

> j

*

~D e* m mu raaUt n IM

GémU*

R gura 16.17

Programa para leer cookles d© la com putadora del diente. (Parte 2 de 2.)

16.15 Archivos del lado del servidor El otro m ecanism o por el cual se puede mantener información sobre el estado e s mediante la creación de archivos d e l lado del s e n idor (es decir, archivos que se encuentran en e l servidor o en la red de éste). E ste m ecanism o e s un m étodo ligeram ente más seguro con el que se puede m antener inform a ción vital. En este m ecanism o, só lo algu ien con a cceso y perm iso para cam biar archivos en el servi dor puede alterar lo s archivos. Las figuras 16.18 y 16.19 piden a los usuarios inform ación de contacto que lu ego alm acenan en el servidor. El archivo creado por la secu en cia d e com an dos se m uestra en la figura 16.20.


916

Ragramación Web con CGI

Capítulo 16

El docum ento X H T M L de la figura 16.18 envía lo s datos del form ulario m ediante el m étodo

p o st a la secu en cia de com andos CGI d e la figura 16.19. En la secuencia d e com andos C G I, las líneas 4 6 a 106 d ecod ifican lo s parámetros en viad os por e l cliente. La línea 123 crea una instancia d el flu j o de archivo de salida ( a r c h i v o S a l i d a ) que abre un archivo para agregarle datos. Si el archivo c l i e n t e s . t x t no existe, se crea. L as líneas 132 a 136 im prim en la inform ación personal en el archivo. (En la figura 16.20 s e puede ver el con ten ido del archivo.) El resto del programa m uestra un d ocu m ento de X H T M L que sintetiza la inform ación del usuario. H ay que tener en cuenta unos cuantos puntos im portantes acerca d e este programa. En primer lugar, no validam os lo s datos antes d e escribirlos en el d isco. Por lo general, la secu en cia de com an d o s debe encargarse de verificar que lo s datos sean correctos, q u e no estén in com pletos, etcétera. En segun do lugar, nuestro archivo se encuentra en el directorio e g i - b i n , q u e es de a cc eso público. Si algu ien c o n o c e el nom bre del archivo, sería relativam ente fácil tener a cceso a la inform ación de co n tacto de algu ien más. 1 2

<1DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-transitional.dtd">

3 4 — > 5 7 8 chtml xmlns - "http://www.w3.org/1999/xhtml"> 9 10 Por favor escriba su información de contacto 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Por favor escriba su información en el formularlo de abajo.

Nota: Debe llenar todos los campos.

Primer nombre: Apellido:

Figura 16.18

Dirección: Ciudad: Codigo postal:

ñame ■ "dirección" size ■ *25" />

ñame ■ "ciudad" size - *10" /> ñame - "estado" size » *2" /> ñame - "codpostal" size ■ *5" /> ñame - "pais" size - *10" />

Docum ento d e XHTML para leer la Información d e co n ta cto d e un usuario. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 16

39

917

40 41

Dirección de e-mail: cinput type - "text* ñame - "email® />

42

43 44 45 46 47


Figura 16.18

Docum ento d e XHTML para leer la Información d e co n ta cto d e un usuario. (Parte 2 d e 2.)

Esta secu en cia d e com an dos no e s lo suficientem ente robusta co m o para desplegarla en Internet, pero m uestra un ejem plo d e cóm o utilizar archivos del lado del servidor para guardar inform ación. Una v ez q u e lo s archivos s e guardan en el servidor, lo s usuarios no pueden m odificarlos a m en o s que el administrador d el servidor lo permita. Por lo tanto, guardar esto s archivos en el servidor es m u ch o m ás seguro que guardar los datos d el usuario en cook ies. [Nota: M uchos sistem as alm acenan la inform ación d e lo s usuarios en b ases de datos protegidas co n contraseñas para tener m ayores nive les d e seguridad.]

1 2 3 4 5

// Fig. 16.19: guardararchivo.cpp // Programa para introducir la información da contacto da un usuario en un // archivo dal lado dal servidor. •inelude

6

7

using std::cerr;

Figura 16.19

Creación d e un archivo del lado del servidor para alm acenar los datos d e los usuarios. (Parte 1 d e 5.)


918


Capítulo 16

8 using 8td::cout; 9 using std::cin; 10 using std::ios; 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

ffinclude using stdz:o£stream; ffinclude using std::string; ffinclude int main() { char postString! 1024 1 » »•; int contenidoLongitud - 0; // variables para almacenar datos del usuario string datosString ■ **; string primernombre string apellido ; string dirección string ciudad ; string estado ; string codpostal ■ string pais string email ■ //se enviaron datos mediante post if ( getenv( "CONTENT LENGTH" ) ) contenidoljongitud - atoi( getenv( wCONTENT_LENOTH" ) ); cin.read( postString, contenidoLongitud ); datosString - postString; // buscar el primer carácter '«■' int caracterPosicion - datosString.find(

);

// buscar el siguiente carácter *+' while ( caracterPosicion < string::npos ) { datosString.replace( caracterPosicion, 1, * * ); caracterPosicion - datosString.£ind( caracterPosicion ♦ 1 ); ) // fin de instrucción while // buscar posición de primernombre int primerlnicio - datosString.find( "primernombre-" ) ♦ 13; int finPrimer - datosString.find( "fcapellido" ); primernombre - datosString.substr( primerlnicio, finPrimer - primerlnicio );

Figura 16.19



Capitulo 16

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99


919

// buscar posición de apellido int apellidolnicio - datosString.find( "apellido-" ) ♦ 9; int finApellido - datosString.find( "¿dirección" ); apellido - datosString.substr( apellidolnicio, finApellido - apellidolnicio ); // buscar posición de dirección int direccionlnicio - datosString.find( "dirección-" ) ♦ 10; int finDireccion - datosString.find( "¿ciudad" ); dirección - datosString.substr( direccionlnicio, finDireccion - direccionlnicio ); // buscar posición de ciudad int ciudadlnicio - datosString.find( "ciudad-" ) ♦ 7; int finCiudad - datosString.find( "¿estado" ); ciudad - datosString.substr( ciudadlnicio, finCiudad - ciudadlnicio); // buscar posición de estado int estadolnicio - datosString.find( "estado-" ) ♦ 7; int finEstado - datosString.find( "¿codpostal" ); estado - datosString.substr( estadolnicio, finEstado - estadolnicio ); // buscar posición de codpostal int epinicio - datosString.find( "codpostal-" ) ♦ 10; int finCP - datosString.find( "¿pais" ); codpostal - datosString.substr( epinicio, finCP - epinicio ); // buscar posición de pais int paislnicio - datosString.find( "pais-" ) + 5; int finPais - datosString.findi "¿email" ); pais - datosString.substr( paislnicio, finPais - paislnicio );

100

101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

// buscar posición de dirección de e-mail int emaillnicio - datosString.find( "email-" ) ♦ 6; int finRmail - datosString.find( "¿submit" ); email - datosString.substr( emaillnicio, finEmail - emaillnicio ); // mostrar encabezado cout << "Content-type: text/html\n\n";

Rgura 16.19



920

111 112

113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161


Capítulo 16

/ / m o s t r a r d e c l a r a c i ó n d e XML y DOCTYPE c o u t << * < ? x m l v e r s i ó n - \ * 1 . 0 \ * ? > "

« "<1DOCTYPE html PUBLIC \"-//W3C//DTD XHTML 1.0 " << *Transitional//EN\" \*http://www.w3 .org/TR/xhtmll" << */DTD/xhtmll-transitional.dtd\">"; // mostrar elemento html y algo de su contenido cout << *" << "Se escribió la información del contacto" << *"; // enviar al archivo ofstream archSalida( "clientea.txt", iostiapp ); / / e l archivo no se abrió correctamente if { larchSalida ) { c err

<< " E r r o r i

e x it(

1

no se pudo a b r ir a rc h iv o de

c o n ta c to s." ;

);

) // fin de instrucción if // agregar datos al archivo clientes.txt archSalida << primernombre < < * " < < apellido << *\n" << dirección << "\n" << ciudad << * " << estado < < « " < < pais << " " << codpostal << "\n" << email << *\n\n"; / / m o stra r d a to s a l u s u a rio cout « * < ta b le x tb o d y > " << * < t r x t d > P r i m e r n o m b r e : < / t d x t d > " << << << < " " < trx td > A p e llid o í< /td x td > " a p e l l i d o << * < / t d x / t r > " * < trx td > D ire c c io n :< /td x td > "

<< << << <<

d i r e c c i ó n << * < / t d x / t r > " " < trx td > C iu d a d s < /td x td > * c i u d a d << * < / t d x / t r > " * < trx td > E s ta d o :< /td x td > "

<< e s t a d o << * < / t d x / t r > " << " < t r x t d > C o d i g o p o s t a l : < / t d x t d > " << c o d p o s t a l << * < / t d x / t r > " << << << << << << re tu rn } //

Figura 16.19

fin

» < trx td > P a is:< /td x td > * p a i s << * < / t d x / t r > " " < trx td > E m a il:< /td x td > " e m a i l << * < / t d x / t r > * * < /tb o d y x /ta b le > " " \n < /h tm l> \n " ; 0;

d e m ain



Capitulo 16


3 5* fic9

921

jJEU.*í

_^J f>fc

Vroi* J

F re n a nombre Juan

Apeldo

P« ti

D ueccion

C a le Pnacf>al 123

C iudad

M onterrey

E< udo

ML

Co^ go portal 66460 Pan

M e sco

Ernas

juan^ perez com

imanal loca/

* l-o Figura 16.19

J


Juan Peres Calle Principal 123 Monterrey NL México 66460 juan9perez.com

Rgura 16.20

El contenido del archivo d e datos clientes.txt.

16.16 Ejemplo práctico: carrito de compras L o s sitio s W e b d e m u c h a s e m p re s a s c o n tie n e n a p lic a c io n e s d e c a r rito s d e c o m p ra s , q u e p e rm ite n a lo s c l ie n te s c o m p r a r a r tíc u lo s e n f o rm a c o n v e n ie n te a tr a v é s d e la W eb . L o s s itio s re g is tra n lo q u e el c o n s u m i d o r d e s e a c o m p r a r y o f re c e n u n a m a n e r a fá c il e in tu itiv a d e c o m p r a r e n lín e a . P a r a e llo u tiliz a n u n c a r r ito d e c o m p r a s e le c tr ó n ic o , a l ig u a l q u e la s p e r s o n a s u tiliz a n lo s c a r rito s d e c o m p r a s fís ic o s e n la s tie n d a s d e v e n ta a l m e n u d e o . A m e d id a q u e lo s u s u a r io s a g r e g a n a r tíc u lo s a s u s c a r rito s d e c o m p ra s , lo s s itio s a c tu a liz a n e l c o n t e n id o d e lo s c a r rito s . C u a n d o lo s u s u a r io s d e s e a n “ s a lir d e la tie n d a ” , p a g a n lo s a r tíc u lo s e n s u s c a r rito s d e c o m p ra s . P a ra v e r un c a r r ito d e c o m p r a s e le c tró n ic o re a l y e n fu n c io n a m ie n to , le s u g e rim o s ir a la tie n d a e n lín e a Am a z o n .com (www.amazon.cosa). E l c a rrito d e c o m p ra s q u e s e im p lc m c n ta e n e s ta s e c c ió n (fig u ra s 16.21 a 1 6 .2 4 ) p e rm ite a lo s u s u a rio s c o m p r a r lib r o s d e u n a lib r e r ía fic tic ia q u e v e n d e c u a tr o lib r o s ( v e a la f ig u ra 1 6 .2 3 ). E s te e j e m p lo u tiliz a c u a tr o s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s , d o s a r c h iv o s d e l la d o d e l s e r v id o r y c o o k ie s . L a f ig u ra 16.21 m u e s tr a la p r im e ra d e e s ta s s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s , la p á g in a d e in ic io d e s e s ió n . E s ta s e c u e n c ia d e c o m a n d o s e s la m á s c o m p le ja d e to d a s e n e s ta s e c c ió n . L a p r im e ra c o n d ic ió n

if ( lín e a 3 9 ) d e te r m in a s i se e n v i a r o n o n o d a t o s a l p r o g r a m a m e d ia n t e post. L a s e g u n d a c o n d ic ió n i f ( lín e a 7 0 ) d e te r m in a s i s e e s ta b le c ió la c a d e n a datosString ( e s d e c ir, s i la d e c o d if ic a c ió n s e c o m p le tó c o r r e c ta m e n te ). L a p r im e ra v e z q u e e je c u ta m o s e s te p r o g ra m a a m b a s c o n d ic io n e s s o n fa ls a s , p o r lo q u e la s lin c a s 7 5 a 8 6 m u e s tr a n u n f o r m u la r io d e X H T M L a l u s u a rio , c o m o se m u e s tra e n la p rim e ra c a p tu ra d e p a n ta lla d e la fig u ra 16.21. C u a n d o e l u s u a rio lle n a e l fo rm u la rio y h a c e c lic e n e l b o tó n iniciar sesión, se v u e lv e a s o lic ita r e l a rc h iv o iniciosesion.cgi.


922

1 2 3 4 5 6 7 8 9


Capítulo 16

// Fig. 16.21: iniciarsesion.cpp // Programa para mostrar un formularlo da XHTML, verificar al // nombra da usuario y la contrasaña escritos, y agregar miembros. •inelude using using using using

std::cerr; std::cout; std::cin; std::ios;

10

11

•ineluda

12

13 14 15 16 17 18 19 20

using std::ifstraam; using std::ofstraam; •inelude using std::string; •inelude

21

22 void encabezado(); 23 void escribirCookieO; 24 25 int main() 26 { 27 char consulta[ 1024 ] ■ *•; 28 string datosString - ""; 29 30 // cadenas para almacenar nombre de usuario y contraseña 31 string nombreüsuario ■ *"; 32 string contrasenia - *"; 33 string nuevoVerificacion ■ *•; 34 35 int contenidoLongitud -0; 36 int finContrasenia - 0; 37 38 //se enviaron datos mediante post 39 if ( getenv( "CONTENTLENOTH" ) ) { 40 41 // recuperar la cadena de consulta 42 contenidoLongitud ■ atoi( getenv( "CONTENT_LENOTH" ) ); 43 cin.read( consulta, contenidoLongitud ); 44 datosString - consulta; 45 46 // buscar posición del nombre de usuario 47 int usuarioPosicion - datosString.find( "usuario-" ) ♦ 8; 48 int finüsuario - datosString.find( "fc" ); 49 50 // buscar posición de contrasenia 51 int contraseniaPosicion - datosString.find( "contrasenia-" ) ♦ 12;

52 53

finContrasenia - datosString.find("fcnuevo" );

Rgura 16.21

Programa qu© muestra una p á g in a de Inicio d e sesión. (Parte 1 de 7.)


Capitulo 16

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65


923

// se solicita nuava membresia if ( finContrasania > 0 ) contraaania - datosString.aubstr( contrasaniaPosicion, finContrasania - contrasaniaPosicion ); // miembro existente alsa contrasania - datosString.substr( contrasaniaPosicion ); nombreUsuario - datosString.substr( usuarioPosicion, finUsuario usuarioPosicion );

66

67

) // fin de instrucción if

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

//no se recuperaron datos if ( datosString ** ) { encabezado() ; cout << *
Por favor inicia sesión.
"; // mostrar formulario de inicio de sesión cout << *
" << "Nombre de usuario: * << "* << "Contrasenia: " « "
" << "Nuevo? " << "" << "
"; ) // fin da instrucción if // procesar datos introducidos alsa { // agregar nuevo miembro if ( finContrasania > 0 ) { string archivoNombreUsuario ■ •"/ string archivoContrasenia - *"; bool nombreExiste - falsa; // abrir archivo de contraseñas ifstraam usuarioDatos( "usuariodatos.txt", ios:sin );

101

102 103 104 105 106 Figura 16.21

// no se pudo abrir archivo, verificar si as porque no está creado if ( IusuarioDatos ) { ofstream usuarioDatos{ "usuariodatos.t x t mf iosssout ); if ( IusuarioDatos ) { // si no pueda crearse, tal vez el disco esté llano encabezado(); Programa q u e muestra una p ágina d e Inicio d e sesión. (Parte 2 d e 7.)


924


107 108 109

cout << "No se pudo abrir la base de datos.”; exit(1); ) // fin de instrucción if ) // fin de instrucción if

110 111 112

// leer nombre de usuario y contrasenia del archivo while ( usuarioDatoa >> archivoNombreUauario >> archivoContra■enia ) {

113 114 115 116 117 118 119

/ /el nombre ya existe if ( nombreüsuario ■■ archivoNombreUauario ) nombreExiste - true; } // fin de instrucción while

120 121 122

123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

Capítulo 16

// el nombre de usuario ya existe if ( nombreExiste ) { encabezado(); cout << "
Este nombre ya existe.
” << "” << "Intente de nuevo”; ) // fin de instrucción if // procesar datos else < // escribir cookie escribirCookie(); encabezado(); // abrir archivo de datos de usuarios ofstream usuarioDatos( "usuariodatos.txt”, ios::app ); // no se pudo abrir el archivo if ( IusuarioDatoa ) { encabezado(); cout << "No se pudo abrir la base de datos.”; •xit( 1 ); ) // fin de instrucción if // escribir datos de usuario en el archivo usuarioDatos << "\n” << nombreüsuario << "\n” << contrasenia; cout << "
Su información ha sido procesada.” << "” << "Iniciar compras”; ) // fin de instrucción else ) // fin de instrucción if // buscar contraseña si se escribió else {

Figura 16.21

// cadenas para guardar nombre de usuario y contraseña provenientes del archivo Programa qu e muestra una p á g in a de Inicio d e sesión. (Parte 3 de 7.)



160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202

s s b b

trin trin ool ool

g a rch iv o N o m b reü su ario » " " ; g a rc h iv o C o n trá se n la - "*; a u te n tic a d o - fa ls a ; u su a rio K n co n tra d o ■ f a ls a ;

// a b rir ifstre a m // if

)

a rc h iv o da c o n tra se ñ a s u su a rio D a to s( " u s u a rio d a to s .tx t" ,

no sa pudo a b r ir a l a rc h iv o ( iu su a rio D a to s ) { encabezado(); c o u t << " N o s a p u d o a b r i r l a e x it< 1 ); / / f in da in s tru c c ió n if

basa

io stsin

);

da d a to s ." ;

/ / le e r lo s d a to s d a l u su a rio w h i l e ( u s u a r i o D a t o s >> a r c h i v o N o m b r e ü s u a r i o a rch iv o C o n tra se n ia ) {

>>

/ / e l nom bre d a u s u a r i o y l a c o n tr a s e ñ a c o n c u e rd a n i f ( n o m b r e U s u a r i o ■ » a r c h i v o N o m b r e ü s u a r i o && c o n t r a s a n i a ■■ a r c h i v o C o n t r a s e n i a ) a u te n tic a d o - tru e ; // if ) // // if

s a e n c o n tr ó a l nom bra d a u s u a r i o ( n o m b re U su a rio ■» a rc h iv o N o m b re ü s u a rio u su a rio K n co n tra d o ■ tr u e ; f i n da in s tr u c c ió n w h ile

)

u su a rio as a u te n tic a d o ( a u te n tic a d o ) { e sc rib irC o o k ie (); encabezado();

c o u t << " Q r a c i a s p o r r e g r e s a r , " « n o m b r e ü s u a r i o << " l " << " < a h r e f - \ " / c g i - b i n / c o m p r a r . c g i \ " > " << " I n i c i a r c o m p r a s < / a > * ; > / / f in da in s tru c c ió n if / / u s u a rio no a s e ls e { encabezado();

a u te n tic a d o

203 204 205 206 207 208 209

// if

210 211 212

/ / u s u a rio no e s tá re g is tra d o e ls e c o u t << " ü s t e d n o a s u n u s u a r i o

c o n tra sa n ia as in c o rre c ta ( u su a rio K n co n tra d o ) c o u t << " H a e s c r i t o u n a c o n t r a s a n i a " « " i n c o r r e c t a . P o r f a v o r i n t e n t a da n u e v o . " << " < a h r e f « \ " / c g i - b i n / i n i c i a r s e s i o n . c g i \ " > " << " V o l v e r a i n i c i a r s e s i o n < / a > * ;

re g is tra d o . "

Programa q u e muestra una p ágina d e Inicio d e sesión. (Parte 4 d e 7.)


925

926

213 214 215 216 217 218 219 220 221


Capítulo 16

<< "* << "Regístrese aqui"; ) // fin de instrucción else } // fin de instrucción else } // fin de instrucción else cout << *\n\n*; return 0;

222

223 ) // fin de main 224 225 // función para mostrar encabezado 226 void encabe zado() 227 { 228 // mostrar encabezado 229 cout << "Content-type: text/html\n\n"; 230 231 // mostrar declaración XML y DOCTYPE 232 cout << "* 233 << "<1DOCTYPE html PUBLIC \w-//W3C//DTD XHTML 1.0 " 234 << "Transitional//EN\" \*http://www.w3.org/TR/xhtmll* 235 << "/DTD/xhtmll-transitional.dtd\">"; 236 237 // mostrar elemento html y algo de su contenido 238 cout << * m 239 << "Pagina de inicio de sesion" 240 « *'r; 241 242 } // fin de encabezado 243 244 // función para escribir datos de cookie 245 void escribirCookie() 246 { 247 string expira ■ "Friday, 14-MAY-04 16:00:00 GMT"; 248 cout << "set-cookie: CARRITO-; expires-* 249 << expira << path-\n*; 250 251 ) // and escribirCookie

Rgura 16.21

Programa qu© muestra una p á g in a de Inicio d e sesión. (Parte 5 de 7.)


Capitulo 16

Figura 16.21


Programa q u e muestra una p ágina d e Inicio d e sesión. (Parte 6 d e 7.)


927

928


Capftulo 16

.«101 *1

n r ' . T u i L T g a x !: lliil AK»mv Cdodn V» frafe» * • -* J i) í3 Jt8úu»jwi« ¡jFtn*.

Uned no e*un

m

H*«H j *J ‘v * V»oá» " J

»
P-fgmttt ¡®tn¿

Figura 16.21

Cif Irtum

zl

Programa qu e muestra una p á g in a de Inicio d e sesión. (Parte 7 de 7.)

Si e l u s u a rio a c tiv ó la c a s illa d e v e rific a c ió n

Nuevo en la p á g in a W e b p a ra c re a r u n a n u e v a m e m true. A c o n tin u a c ió n a b r im o s usuarioda-

b re sía , la c o n d ic ió n d e la lín e a 9 4 se e v a lú a c o m o

tos.txt

(lín ea 100), e l a rc h iv o q u e c o n tie n e to d o s lo s n o m b re s d e u su a rio y c o n tra se ñ a s. S i e l a rc h iv o

no s e h a c re a d o a ú n p o r s e r la p rim e ra v e z q u e s e e je c u ta e s ta s e c u e n c ia d e c o m a n d o s o h a y u n e r r o r al tra ta r d e a b rirlo , se e je c u ta la in s tru c c ió n i f

ostream. S i n o in s tru c c ió n if d e la lín e a

d e la lín e a 103 a la 104 tra ta d e c r e a r e l a rc h iv o m e d ia n te

u n f lu jo d e s a lid a

se p u e d e c r e a r e l a r c h iv o , ta l v e z p o rq u e e l d is c o e s tá lle n o , se

e je c u ta la

105, s e im p rim e u n m e n s a je d e e r r o r y e l p ro g ra m a te rm in a . S i el

arc h iv o p u d o c re a rs e , e l c o n tro l d e l p ro g ra m a p a s a a la lín e a 112. L a s lín e a s 113 a 119 le e n lo s d a to s d e este a rc h iv o , c o m p a ra n d o c a d a n o m b re d e u s u a rio c o n e l n o m b re q u e s e e s c rib ió . S i e l n o m b re y a e x is te e n la lis ta , la s lín e a s 124 a 126 m u e s tra n u n m e n sa je a l u s u a rio in d ic a n d o q u e e l n o m b re y a e x is te y s e p r o p o r c io n a u n v ín c u lo p a r a r e g r e s a r a l f o rm u la rio . D e n o s e r a s í. e l u s u a rio s e a g r e g a a la lis ta . E l a rc h iv o s e a b r e d e n u e v o e n la lín e a 137, e s ta v e z p a ra a g re g a rle d a to s . L a lín e a 147 a g re g a la in f o r m a ció n d el n u e v o u s u a rio a

uauariodatos.txt en

e l s ig u ie n te fo rm a to :

Arla* Guadalcazar C a d a n o m b r e d e u s u a r io y c o n tra s e ñ a e s tá n s e p a r a d o s p o r u n c a r á c te r d e n u e v a lín e a . L a s lín e a s 149 a 151 p ro p o rc io n a n u n h ip e rv ín e u lo a la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s d e la fig u ra 1 6 .2 2 , q u e p e r m ite a lo s u s u a r io s c o m p r a r a r tíc u lo s . E l ú ltim o c a s o p o s ib le p a r a e s ta s e c u e n c ia d e c o m a n d o s e s p a r a lo s u s u a r io s q u e re g r e s a n ( lí n e a s 1 5 7 -2 1 7 ). E s ta p o r c ió n d e l p r o g r a m a s e e j e c u ta c u a n d o e l u s u a r io e s c r ib e u n n o m b r e y u n a c o n tra s e ñ a p e ro n o s e le c c io n a la c a s illa d e v e rific a c ió n

Nuevo (e s

d e c ir, s e e v a lú a la in s tru c c ió n

else d e

la lín e a 157). E n e s te c a s o s u p o n e m o s q u e e l u s u a r io y a tie n e u n n o m b r e d e u s u a rio y u n a c o n tr a s e ñ a e n e l a r c h iv o

t os.txt e n

usuariodatos.txt.

L a s lín e a s 176 a 186 le e n e l a rc h iv o

usuarioda-

u n in te n to p o r lo c a liz a r e l n o m b r e d e u s u a rio q u e s e e s c r ib ió . S i é s te s e e n c u e n tra y la

autenticado s e e s ta b le c e e n L a f u n c ió n escribirCookie se

c o n tra s e ñ a e s c rita e s c o r r e c ta (lín e a s 1 7 9 -1 8 0 ), la v a ria b le b o o le a n a

true.

L a lín e a 18 9 d e te r m in a s i e l u s u a r io h a s id o a u te n tic a d o .

lla m a p a r a in ic ia liz a r la c o o k ie y p a r a e lim in a r lo s d a to s e x is te n te s d e s e s io n e s a n te r io r e s ( lín e a 190). L a c o o k ie . c u y o n o m b re e s c a r r i t o ( lín e a 2 4 8 ) , e s u tiliz a d a p o r la s o tr a s s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s p a ra g u a rd a r in fo rm a c ió n s o b r e lo s lib ro s. E n la s lín e a s 193 a 1 9 6 s e m u e s tra u n m e n s a je d a n d o la b ie n v e n id a a l u s u a rio d e v u e lta a l s itio W e b y s e o f r e c e u n v ín c u lo p a r a c o m p r a r lib r o s ( com

prar, cgi). S i el u s u a r io n o f u e a u te n tic a d o , e l p r o g r a m a d e te r m in a s i s e e n c o n tr ó o n o ( lín e a 2 0 4 ). S i é s te s e e n c o n tr ó p e ro n o fu e a u te n tic a d o , se m u e s tra u n m e n s a je in d ic a n d o q u e la c o n tra s e ñ a e s in c o rr e c ta. S e p r o p o rc io n a u n h ip e rv ín e u lo h a c ia la p á g in a d e in ic io

sesión. cgi">), e n

(
d o n d e e l u s u a r io p u e d e in te n ta r in ic ia r s e s ió n o tr a v e z . S i n o s e e n c o n tra ro n

e l n o m b r e d e u s u a rio n i la c o n tra s e ñ a , q u ie r e d e c ir q u e u n u s u a r io n o r e g is tra d o h a in te n ta d o in ic ia r


Capitulo 16


929

s e s ió n ( lín e a 2 1 1 ). S e m u e s tr a u n m e n s a je in d ic a n d o q u e e l u s u a r io n o tie n e la a u to riz a c ió n a p r o p ia d a p a ra o b te n e r a c c e s o a e s ta p á g in a y la s lín e a s 2 1 2 a 2 1 4 p r o p o r c io n a n u n v ín c u lo q u e p e rm ite al u s u a rio in te n ta r o tro in ic io d e se sió n . 1.a f ig u ra 1 6 .2 2 u tiliz a lo s v a lo re s e n catalogo, txt ( fig u ra 1 6 .2 5 ) p a ra m o s tr a r lo s a r tíc u lo s q u e e l u s u a rio p u e d e c o m p ra r. L a e s tr u c tu r a while (lín e a s 7 4 - 9 4 ) m u e s tr a u n a ta b la q u e c o n tie n e lo s a rtíc u lo s . L a ú ltim a c o lu m n a d e c a d a fila in c lu y e un b o tó n p a ra a g r e g a r e l a r tíc u lo a l c a r rito d e c o m p ra s . S e e s p e c ific a n c a m p o s o c u lto s e n el f o rm u la r io p a r a c a d a lib r o y s u in fo rm a c ió n a s o c ia d a . L a s lín e a s 7 4 a 7 8 m u e s tr a n lo s d is tin to s v a lo re s p a r a c a d a lib ro y la s lín e a s d e la 8 4 a la 9 4 m u e s tr a n un f o rm u la r io q u e c o n tie n e b o to n e s subrnlt p a ra c o m p r a r lib ro s. C u a n d o u n u s u a rio c o m p r a u n lib ro s e s o lic ita la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s vercarrito.cgi y el IS B N d e l lib r o q u e v a a c o m p ra rs e , s e e n v ía a la s e c u e n c ia d e c o m a n d o s , l a fig u ra 16.23 e m p ie z a p o r le e r e l v a lo r d e la c o o k ic a lm a c e n a d a e n e l s is te m a d e l u s u a r io , e n la lín e a 3 8 . C u a lq u ie r d a to e x is te n te e n la c o o k ie s e a lm a c e n a e n la c a d e n a string cookieString ( lín e a 3 9 ). E l n ú m e ro IS B N q u e s e e s c r ib ió e n e l f o rm u la r io d e la f ig u ra 1 6 .2 2 s e g u a r d a e n la c a d e n a string

isbnEscrito ( lín e a 5 4 ). L a s e c u e n c ia d e c o m a n d o s d e te r m in a si e l c a r rito y a c o n tie n e d a to s o n o ( lín e a 6 5 ). S i n o c o n tie n e d a to s , cookieString r e c ib e e l v a lo r d e l n ú m e r o IS B N e s c r ito ( lín e a 6 6 ). S i la c o o k ie y a c o n tie n e d a to s , e l IS B N e s c r ito s e a g r e g a a lo s d a to s e x is te n te s ( lín e a 7 0 ). E l n u e v o lib ro s e a lm a c e n a e n la c o o k ie CARRITO, e n la s lín e a s 7 3 y 7 4 . E l c o n te n id o d e l c a r r ito s e m u e s tra e n u n a ta b la m e d ia n te u n a lla m a d a a la f u n c ió n mostr&rLibros ( lín e a 9 5 ) .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 16.22: comprar.cpp // Programa para mostrar todos los libros disponibles. tinclude using using using using

std:icerr; std:icout; std::cin; std::ios;

tinclude

11

12 tinclude <£stream> 13 14 using std::ifstream; 15 using std::o£stream; 16

17 tinclude 18 19 using std::string; 20

21

tinclude

22

23 void encabe zado(); 24 25 int main () 26 { 27 // variables para almacenar información del producto 28 char libro [ 50 ] ■ **; 29 char anio[ 50 ] - **; 30 char isbn[ 50 ] ■ 31 char precio [ 50 1 ■ 32 33 string libroString ■ 34 string anioString 35 string isbnString ; 36 string precioString ; figura 16.22

Secuencia de com andos C G I qu e permite a los usuarios com prar un libro. (Parte 1 d e 3.)


930

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85


Capítulo 16

bool nombreExiste - falsa; // abrir archivo en modo de entrada ifstream usuarioDatos( "catalogo.txt", ios::in ); // no se pudo abrir el archivo if ( 1usuarioDatos ) { encabezado(); cout << "No se pudo abrir la base de datos."; exit ( 1 ); ) // fin de instrucción if encabezado(); // mostrar encabezado // mostrar libros disponibles cout << "Llbros disponibles para su venta
“’ << "Completar la compra" << ** << "
"; //el archivo está abierto while ( usuarioDatos ) { // recuperar datos del archivo usuarioDatos.getline( libro, 50 ); libroString - libro; usuarioDatos.getline( anio, 50 ); anioString - anio; usuarioDatos.getline< isbn, 50 ); isbnString - isbn; usuarioDatos.getline( precio, 50 ); precioString - precio; cout << << << << <<

"" "" anioString << "" isbnString << *" precioString << "";

//el archivo sigue abierto después de las lecturas if ( usuarioDatos )

86

87 88

89 Hgura 16.22

// mostrar formulario con botón para comprar cout << * < t d x f o m method-\"post\* ' << *action-\"/cgi-bin/vercarrito.cgi\">" << *" << "* Secuencia de com andos C G I q u e permite a los usuarios com prar un libro. (Parte 2 d e 3.)


Capitulo 16

931

<< "
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101


<< "valué«\"Comprar\*/>\n" << "\n";

cout << "\n"; ) // fin de instrucción while cout << "
" " " " " " "

<< << << <<

libroString << "
"; retura 0; )

102 // función para mostrar información de encabezado 103 void encabezado!) 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118

{ // mostrar encabezado

cout << "Content-type: text/html\n\n"; // mostrar declaración de XML y DOCTYPE cout << ""

<< *"; // mostrar elemento html y algo de su contenido

cout << "" << "Pagina de inicio de sesion" << *";

} // fin de encabezado

Rgura 16.22

S e c u e n c ia d e co m a n d o s C G I q u e p erm ite a los usuario s co m p rar un libro. (P a rte 3 d e 3 .)

L a f ig u ra 1 6 .2 4 p e r m ite a l u s u a r io s a lir d e la s e s ió n d e la a p lic a c ió n d e l c a r r ito d e c o m p ra s . E s ta s e c u e n c ia d e c o m a n d o s m u e s tr a u n m e n s a je a l u s u a rio y lla m a a escribirCookie ( lín e a 2 0 ), b o r ra n d o a s í la in fo rm a c ió n a c tu a l e n e l c a r r it o d e c o m p ra s .

1

// Fig. 16.23: vercarrito.cpp

2

//

3 4 5 6 7 8 9 10

Programa para v e r

lo s l i b r o s

en e l

c a rrito

de compras.

#inelude using using using using

std::cerr; std::cout; std::cin; std::ios;

finclude

11 12

fin c lu d e

13 14 15 16

using std::ifstream; using std::ofstream;

Rgura 16.23

Secuencia d e com andos C G I qu e permite a los usuarios ver el contenido de sus carritos. (Parte 1 de 5.)


932


Capítulo 16

17 ffinclude
21

finclude

22

23 void moatrarLibroa( conat atring &, conat atring 6 ); 24 25 int main () 26 { 27 // variable para almacenar cadena de conaulta 28 char conaulta [ 1024 ] ■ *"; 29 char "carritoDatoa; // variable para guardar el contenido del carrito 30 31 atring datoaString » 32 atring cookieString ■ **; 33 atring iabnEacrito - *"/ 34 int contenidobongitud >0; 35 36 // recuperar datoa de cookie 37 if ( getenv( "HTTP._COOKIE" ) ) { 38 carritoDatoa ■ gatenv( "HTTPCOOKIE" ); 39 cookieString ■ carritoDatoa; 40 ) // fin de inatrucción if 41 42 // se eacribieron datoa 43 if ( getenv( "COOTENTLENGTH" ) ) { 44 contenidoLongitud - atoi ( getenv( wCONTEWr._LENGTH" ) ); 45 cin.read( conaulta, contenidobongitud ); 46 datoaString ■ conaulta; 47 48 // buscar poaición de valor de iabn 49 int agregarPoaicion - datoaString.find( "agregar»" ) + 8; 50 int finAgregar ■ datoaString.find( "fcisbn" ); 51 int iabnPoaicion ■ datoaString.find( "iabn-" ) + 5; 52 53 // recuperar número iabn para agregar al carrito 54 iabnEacrito ■ datoaString.aubatr( iabnPoaicion ); 55 56 // eacribir cookie 57 atring expirea « "Friday, 14-MAY-10 16:00:00 OMT"; 58 int carritoPoaicion ■ cookieString.find( "CARRITO»" ) +8; 59 60 // cookie exiate 61 if { carritoPoaicion > 0 ) 62 cookieString ■ cookieString.aubatr( carritoPoaicion ); 63 64 / / n o exiaten datoa en cookie 65 if ( cookieString »» "" ) 66 cookieString » iabnEacrito; 67 Hgura 16.23

Secuencia de com andos C G I q u e permite a los usuarios ver el contenido de sus carritos. (Parte 2 d e 5.)


Capitulo 16

68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85


// existen datos en cookie else cookieString ■ cookieString ♦

933

♦ isbnEscrito;

// establecer cookie cout << "set-cookie: CARRITO-" << cookieString << *; expires-" << expires << *; path-\n"; } // fin de instrucción if // mostrar encabezado cout << "Content-type: text/html\n\n"; // mostrar declaración de XML y DOCTYPE cout << "" << "< 1DOCTYPE html PUBLIC \"-//W3C//DTD XHTML 1.0'* << "Transitional//EN\" \"http://www.w3.org/TR/xhtmll" << "/DTD/xhtmll-transitional.dtd\">";

86

87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 }

// mostrar elemento html y algo de su contenido cout << *" << *Carrito de compras" << ’*" << *
He aqui su orden actual:
"; // existen datos en cookie if ( cookieString 1- **" ) mostrarLibros( cookieString, isbnEscrito ); cout << "\n"; return 0 ; // fin de main

101

102 // función para mostrar libros en catalogo.txt 103 void mostrarLibros( const string &cookieRef, const string &isbnRef ) 104 { 105 char libro! 50 ] 106 char anio[ 50 ] 107 char isbn[ 50 ] 108 char precio! 50 ] 109 110 string libroString - *"/ 111 string anioString 112 string isbnString 113 string precioString 114 115 // abrir archivo en modo de entrada 116 ifstream usuarioDatos( "catalogo.txt", iosttin ); 117 Rgura 16.23

Secuencia d e com andos C G I qu e permite a los usuarios ver el contenido de sus carritos. (Parte 3 de 5.)


934


118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 )

Capítulo 16

// no se pudo abrir el archivo if ( lusuarioDatos ) ( cout << "No se pudo abrir la base de datos.0 ; cout << *\n0; // terminar el documento de HTML correctamente exit{ 1 ); ) // fin de instrucción if // mostrar vinculo hacia cierre de sesión y tabla para mostrar libros cout << "Campletar la compra0; cout << * < / a x b r x b r > 0; cout << * " j //el archivo está abierto while ( usuarioDatos ) { // recuperar información de libro usuarioDatos.getline( libro, 50 ); libroString - libro; // recuperar información de anio usuarioDatos.getline( anio, 50 ); anioString - anio; // recuperar número isbn usuarioDatos.getline( isbn, isbnString ■ isbn;

50

);

// recuperar precio usuarioDatos.getline( precio, 50 ); precioString - precio; int coincidencia - cookieRef.find( isbn ); // hubo una coincidencia if ( { ( coincidencia >- 0 ) 6& ( isbnString I- *0 ) ) || isbnRef ■■ isbnString ) { // mostrar fila de tabla con información de libro cout << "0 << "0 << libroString << *0 << "0 << anioString << *0 << *0 << isbnString << *0 << *0 << precioString << "0 ; ) // fin de instrucción if cout << ""¡ ) // fin de instrucción while // mostrar vínculo para agregar más libros cout « "Regr«sar a lista de libros0; // fin de mostrarLibros

Figura 16.23

Secuencia de com andos C G I q u e permite a los usuarios ver el contenido de sus carritos. (Parte 4 de 5.)


Capitulo 16

Rgura 16.23


935

Secuencia d e com andos C G I qu e permite a los usuarios ver el contenido de sus carritos. (Parte 5 de 5 .)

L a f ig u ra 16.25 m u e s tr a e l c o n te n id o d e l a rc h iv o c a t a l o g o . t x t . E s te a r c h iv o d e b e re s id ir en e l m is m o d ir e c to r io e n e l q u e re s id e n la s s e c u e n c ia s d e c o m a n d o s C G I p a r a q u e e s ta a p lic a c ió n d e c a r rito d e c o m p r a s p u e d a f u n c io n a r c o r r e c ta m e n te .

1 // Flg. 16.24: cerrarseaion.cpp // Programa para cerrar aeaión en el sistema.

2

3

•inelude

4

5

uaing atd::cout;

6

7

•inelude

8

9 10

uaing atd:tatring;

11

•inelude

12

13 14 15 16 17 18 19

20

•inelude

void escribirCookie() j int main() {

// escribir cookie escribirCookie();

21

22 23 24 25 26 27 28 29

// mostrar encabezado cout << *Content-type: text/html\n\n'rí // mostrar declaración de XML y DOCTYPE cout << *"

Rgura 16.24

<< "
Programa para cerrar sesión. (Parte 1 de 2.)


936


Capítulo 16

30 // mostrar elemento html y su contenido cout << "" 31 32 << "" 33 << **" 34 << "Ahora su sesión esta cerrada
" 35 << "Se le facturara de acuerdo con su compra
" 36 << ''Para iniciar sesión de nuevo, " 37 << **haga clic aqui* 38 << "\n"; 39 40 return 0; 41 42 } // fin de main 43 44 // función para escribir cookie 45 void escribirCookie() 46 { 47 // cadena que contiene la fecha de expiración string expira ■ *Friday, 14-MAY-10 16:00:00 GMT" ; 48 49 // establecer cookie 50 51 cout << "set-cookie: CARRITO-; expires-" << expira 52 << m; path-\n"; 53 54 } // fin de escribirCookie C4c«» V» ».*■« • » J j)

Wimmrtm <«9l

Abon tu kboonú cffTxfa S«!eIk U h Je acwtdo c«oiuunfii ?Mt K-oa Je (Kcrv. trtniln tiPI cji— Figura 16.24

1 6 .1 7

jlÍDJJÍJ

m ss ifb.I aavmciJÉ M ------- 3

J

Programa para cerrar sesión. (Parte 2 d e 2.)

R e c u rs o s e n In te rn e t y W e b

Apache

www.apache.org Ésta es la página de inicio de productos para el servidor HTTP Apache. Los usuarios pueden descargar el ser vidor Apache de este sitio.

www.apacheweek.con Esta revista en línea contiene artículos acerca de trabajos, reseñas de productos y demás información relaciona da con el software Apache.

linuxtoday.com/stories/18780.html Este sitio contiene un artículo acerca del servidor HTTP Apache y las plataformas que ofrecen soporte para el mismo. También contiene vínculos hacia otros artículos de Apache.


Capitulo 16


937

Visual Basic .NET: Como programar 2002

0-13-029363-6 $50.00 Ct 2 Como programar 2002

0-13-062221-4 $49.95 C: Como programar 3e 2001

0-13-089572-5 $50.00 Java Como programar 4e 2002

0-13-034151-7 $49.95 Figura 16.25

El contenido d e catalogo.txt.

CGI w w w .g n u .o r g /s o f tw a r s /c g ic c /c g ic c .h tm l Este sitio contiene una biblioteca gratuita de código fuente abierto de CGI para crear secuencias de comandos CGI en C++. www. h o t S c r i p t s . c o n Este sitio contiene una vasta colección de secuencias de comandos para llevar a cabo la manipulación de imá genes. administración de servidores, trabajo en red. etcétera, mediante eJ uso de CGI. w w w .j m a r s h a ll. c o m / e a s y / c g i Esta página contiene una breve explicación de CGI para aquellos con experiencia en la programación. w w w .s p s a h e a s y .o r g /- c g ir s s Este sitio contiene una colección de tutoriales y secuencias de comandos relacionados con CGI. w w w .w 3 .o r g /C G I Esta página del Consorcio World Wide Web habla sobre las cuestiones de seguridad de CGI. w w w . w 3 .o r g / P r o t o c o l s Este sitio del Consorcio World Wide Web contiene información sobre la especificación HTTP y vínculos a no ticias, listas de correo y artículos publicados.

RESUMEN • Los servidores Web responden a las peticiones de los clientes proporcionándoles recursos, tales como docu mentos de XHTML. • Los servidores Web y los clientes se comunican entre sí mediante el HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto), que es independiente de la plataforma. • Los tipos de peticiones HTTP más comunes son get y post’, estas peticiones envían datos de un formulario del cliente hacia un servidor Web. • La petición get envía el contenido del formulario como parte del URL; la petición post adjunta el contenido del formulario al final de una petición HTTP. Los dalos enviados en una petición post no son parte del URL. por lo que el usuario no puede verlos. • Los navegadores a menudo guardan las páginas Web en caché para poder volver a cargarlas rápidamente. Sin embargo, los navegadores generalmente no guardan en caché la respuesta de un servidor a una petición post, ya que la información podría haber cambiado. • El nivel de información mantiene los datos de la aplicación en una base de datos.


938


Capftulo 16

• Un servidor Web es parte de una aplicación multinivel. algunas veces conocida como aplicación de n nive les. Una aplicación de este tipo divide la funcionalidad en niveles separados. La aplicación de tres niveles contiene un nivel de información, un nivel intermedio y un nivel de cliente. • El nivel intermedio implementa la lógica de negocios y de presentación para controlar las interacciones en tre los dientes de la aplicación y sus datos. Un servidor Web es una aplicadón de nivel intermedio. • El nivel de cliente es la interfaz de usuario de la aplicadón. El cliente interactúa con el nivel intermedio para hacer petidones y recuperar datos del nivd de informadón. Después d cliente muestra al usuario los datos recuperados del nivd intermedio. • El servidor HTTP Apache, desarrollado por Apache Group, es d servidor Web más popular en uso actual mente. Se ejecuta en plataformas Windows y no Windows. • Un directorio virtual es un alias para un directorio existente en un equipo local. • CGI (Interfaz común de puerta de enlace) describe a un conjunto de protocolos mediante los cuales las apli caciones (comúnmente conoddas como se cu endas de comandos CGI o programas CGI) pueden interactuar con los servidores Web y (en forma indirecta) con los clientes. • CGI es “común” en el sentido en que no es específica para ningún sistema operativo en espedal (como L¡nux o Windows) o para ningún lenguaje de programadón. • Una página Web, en su forma más simple, es un documento de XHTML. Este documento es sólo un archivo de texto simple que contiene marcas (marcado o elementos) que describen a un navegador Web cómo mos trar y dar formato a la informadón en el documento. • La informadón de hipertexto crea vínculos hada páginas distintas o hada otras sccdones dentro de la mis ma página. • Cualquier archivo de XHTML disponible para verse a través de Internet tiene un URL (Localizador univer sal de recursos) asociado. El URL contiene información que dirige a un navegador hada el recurso que el usuario desea utilizar. • El nombre de host es el nombre de la computadora en donde reside el recurso y se traduce en una direcdón IP. que identifica al servidor en Internet. • Parasolidtar un recurso, el navegador primero envía un mensaje de petidón http al servidor. Éste responde con una línea indicando la versión de HTTP, seguida por un código numérico y una frase que describe el es tado de la transacción. Luego el servidor generalmente envía uno o más encabezados HTTP, que propordonan informadón adicional sobre los datos que se están enviando. El encabezado o conjunto de encabezados va seguido por una línea en blanco, que indica que el servidor terminó de enviar encabezados HTTP. Después el servidor envía el contenido dd recurso solidtado y se termina la conexión. El navegador del lado del d ien te interpreta d XHTML que redbe y muestra los resultados. • Un servidor Web configurado apropiadamente debe reconocer y ejecutar una secuenda de comandos CGI. Un recurso por lo general se designa como secuenda de comandos CGI en una de dos formas: o tiene una extensión espedfica en su nombre de archivo (como . c g i o . e x e ) . o se encuentra ubicado en un directo rio especial (generalmente en / e g i - b i n ) . El administrador dd servidor debe otorgar el permiso a los clien tes para obtener acceso a las secuencias de comandos CGI y ejecutarlas. • Cuando el servidor reconoce que d recurso solicitado es una secuencia de comandos CGI, el servidor la ejecu ta. La salida se canaliza hada el servidor Web. Finalmente, el servidor Web agrega una línea adidonal a la salida, indicando el estado de la transacción HTTP (como H T T P /1 . 1 200 OK. en caso de éxito) y envía todo el cuerpo de texto al cliente. El navegador en el lado dd diente interpreta entonces la salida y muestra los resultados en forma apropiada. • Con una secuencia de comandos CGI, los programadores deben incluir el encabezado C o n t « n t - T y p « en forma explícita, mientras que con un documento normal de XHTML el encabezado lo agrega el servidor Web. • El protocolo CGI para enviar la salida a un navegador Web consiste en imprimir a la salida estándar el encabe zado C o n t « n t - T y p « . una línea en blanco y los datos (XHTML. texto simple, etcétera) que van a mostrarse. • Los servidores Web habilitados para CGI establecen variables de entorno que proporrionan información acerca dd entorno de ejecudón de secuendas de comandos tanto d d servidor como del cliente.


Capitulo 16


939

• La variable de enlom o Q U E R Y _ S T R I N G proporciona un mecanismo que permite a los programadores sumi nistrar cualquier tipo de datos a sus secuencias de comandos CGI. La variable QUERY. S T R I N G contiene in formación que se agrega a un URL. Un carácter de signo de interrogación (? ) delimita el recurso solicitado de la cadena de consulta. • Los datos que se colocan en una cadena de consulta pueden estructurarse en una variedad de formas, siem pre y cuando la secuencia de comandos CGI que lea la cadena sepa cómo interpretar los dalos codificados. • Los formularios ofrecen otra alternativa a los usuarios para escribir información que se va a enviar a una se cuencia de comandas CGI. • El elemento < f o r m > generalmente lleva dos atributos. El primero es a c t i o n . que especifica la acción a se guir cuando el usuario envía el formulario. El segundo es m a t a d , que puede ser G E T o P O S T . • El uso de get con un formulario hace que los datos se pasen a la secuencia de comandos CGI a través de la variable de entorno q u e r y _ s t r i n g , • El método P O S T permite que las secuencias de comandos CGI interactúen con los servidores por medio de la salida estándar. • Con p o s t , los datos se codifican de igual forma que con la variable Qü e r y _ s t r i n g . sólo que ésta no se establece. En vez de eso, el método P O S T establece la variable de entorno c o n t e n t _ l e n g t h para indicar el número de caracteres de datos que se van a enviar o publicar, después se utiliza la función r e a d oon s t d i n para obtener los datos. • Ix)s navegadores Web codifican los datos del formulario antes de enviarlos. Esto significa que los espacios se sustituyen por signos de suma y otros símbolos (como las letras con acentos) se convierten en su valor A S CII equivalente y se muestran en notación hexadecimal (antecedida por un signo de porcentaje). • Una secuencia de comandos CGI puede suministrar otros encabezados HTTP además de C o n t e n t - T y p a . En la mayoría de los casos, el servidor posa estos encabezados adicionales al cliente sin modificarlos. • El protocolo CGI indica que ciertos tipos de encabezados producidos por una secuencia de comandos CGI deben ser manejados por el servidor, en vez de pasarlos directamente al cliente. • La función g a t a n v de la biblioteca < c a t d l i b > devuelve un arreglo de caracteres que contiene el valor de la variable de entorno CGI que recibe.

TE R M IN O LO G IA aplicación de n niveles aplicación multinivel

aactime atributo action del elemento form atributo de tipo button para dem ento input atributo de tipo checkbox para elemento input atributo de tipo fila para elementos input atributo de tipo hiddan para elementos input atributo de tipo imaga para elemento input atributo de tipo pasaword para elemento input atributo de tipo radio para elemento input atributo de tipo raaat para elemento input tributo de tipo aubmit para dem ento input atributo de tipo taxt para elemento input atributo mathod de elemento form búsqueda DNS caché canalización CGI (Interfaz común de puerta de enlace) código fuente abierto comparatión entre contenido Web dinámico y estático

conexión HTTP contenido Web dinámico contenido Web estático dirección IP directorio /egi-bin directorio htdocs directorio virtual DNS (sistema de nombres de dominio) dem ento dem ento de XHTML elemento form dem ento form de XHTML elemento haad dem ento html dem ento input dem ento aalact dem ento taxtaraa dem ento titla encabezado Contant-Typa encabezado HTTP espedficadón CGI extensión de archivo .cgi


940


extensión de archivo . cpp

Capítulo 16

nombre de host

formulario

nombre de host completamente calificado

formulario de XHTML

pos! (petición HTTP)

función getenv de

programa CGI

get (petición HTTP)

redirigir

host

ruta de archivo

hosl HTTP

salida estándar

HTML (Lenguaje de marcado de hipertexto)

secuencia de comandos CGI

HTTP (Protooolo de transferencia de hipertexto)

servidor HTTP Apache

localhost localtime

servidor Web

marcado

servidor Web remoto

servidor Web local

método de petición

tipo de petición

método HTTP

T U ) (dominio de nivel superior)

nivel de cliente

transacción HTTP

nivel de datos

URL (Localizador universal de recursos)

nivel de información

variable de enlom o CONTENT LENGTH

nivel inferior

variable de entorno H T T P _ ü S E R AGENT

nivel intermedio

variable de enlomo Q U E R Y _ S T R I N O

nivel superior

XHTML (Lenguaje extensible de marcado de hipertexto)

nombre de dominio

E JE R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N 16.1

Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) Los dos tipos de peticiones HTTP más comunes s o n ___________y ___________ . b) Los navegadores generalmente___________las páginas Web para volver a cargarlas rápidamente. c) En una aplicación de tres niveles, un servidor Web es generalmente parle del n iv el___________ . d) En el URL h t t p : / / w w w .p e & r 8 o n e d l a t i n o .c o s & / l i b r o a / d e 8 c & r g & 8 .h t i a . la parte que consiste de w w w .p a a r 8 o n a d la t ln o .c o m es el ___________del servidor, en donde un cliente puede encontrar el recurso deseado. e) O g)

16.2

Un documento d e ___________es un archivo de texto que contiene marcas para indicarle a un na vegador Web cónto mostrar y dar formato a la información en el documento. La variable de entorno___________proporciona un mecanismo para suministrar datos a las secuen cias de comandos CGI. Una manera común de leer la entrada proveniente del usuario es implementar___________ ,

Conteste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser falso, expli que por qué. a)

Los servidores Web y los clientes se comunican entre sí mediante el protocolo HTTP, que es inde pendiente de la plataforma.. b) Los servidores Web a menudo guardan en caché las páginas Web para volver a cargarlas.

c)

El nivel de información implementa la lógica de negocios para controlar el tipo de información que se presenta a un cliente específico. d) Una página Web dinámica es una página Web que no se crea por medio de la programación. e)

Para colocar datos en una cadena de consulta, utilizamos un formato que consiste en una serie de pares nombre-valor unidos mediante signos de exclamación (1).


Capitulo 16


941

f) Es más efectivo utilizar una secuencia de comandos CGI que un documento de XHTML. g) El método post para enviar los datos de un formulario es preferible cuando se envía información personal al servidor Web.

RESPU ESTAS A L O S E J E R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N

16.1

a) get y post. b) guardan en caché, c) intermedio, d) nombre de host. e) XHTML. f) g) formularios.

16.2

a) Verdadero, b) Verdadero. I.os navegadores Web comúnmente guardan en caché las páginas Web pa ra volver a cargarlas rápidamente, c) Falso. El nivel intermedio implemcnta la lógica de negocios y la de presentación para controlar las interacciones entre los clientes de la aplicación y sus datos, d) Falso. Una página Web dinámica es una página Web que se crea mediante la programación, e) Falso. Los pa res se unen con el signo &. 0 Falso. Los documentos de XHTML son más eficientes que las secuencias de comandos CGI. ya que los documentos de XHTML no tienen que ejecutarse en el lado del servidor antes de mostrarse en el cliente, g) Verdadero.

qüery_ s t r in g .

E J E R C IC IO S

16.3

Defina los siguientes términos: a) HTTP. b) Aplicación multinivel. c) Método de petición.

16.4

Explique la diferencia entre el tipo de petición get y el tipo de petición post. ¿Cuándo es conveniente no utilizar el tipo de petición posf*.

16.5

Escriba una secuencia de comandos CGI que imprima el cuadrado de los enteros del 1 al 10 en líneas separadas.

16.6

Escriba una secuencia de comandos CGI que reciba como entrada tres números del cliente y que de vuelva un enunciado indicando si los tres números podrían representar a un triángulo equilátero (los tres lados son de la misma longitud), un triángulo isósceles (dos lados son de la misma longitud) o un triángulo recto (el cuadrado de un lado es igual a la suma de los cuadradas de los otros dos lados.)

16.7

Escriba una secuencia de comandos “adivinadora" que permita al usuario enviar una pregunta. Al en riar esta pregunta, la secuencia de comandos debe elegir una respuesta aleatoria de una lista de respues tas imprecisas y devolver una nueva página en la que muestre la respuesta.

16.8

Modifique el programa de la figura 16.14 para incorporar el formulario de XHTML de apertura y el procesamiento de los dalos en una sola secuencia de comandos CGI (es decir, combine el XHTML de la figura 16.13 en la secuencia de comandos CGI de la figura 16.14). La primera vez que se solicite la secuencia de comandos CGI debe mostrarse el formulario. Al enviar el formulario, la secuencia de co mandos CGI debe ejecutarse.

16.9

Modifique la aplicación del carrito de compras pora permitir a los usuarios quitar artículos del carrito.


17 Estructuras de datos

Objetivos • A p re n d e r a f o r m a r e s tru c tu r a s d e d a to s e n la z a d a s m e d ia n te a p u n ta d o r e s , c la s e s a u to r r e f e r e n c ia d a s y re c u rs i v id a d . • A p re n d e r a c r e a r y m a n ip u la r e s tr u c tu r a s d e d a to s d in á m ic a s c o m o lis ta s e n la z a d a s , c o la s , p ila s y á r b o le s b in a rio s . • C o m p r e n d e r v a ria s a p lic a c io n e s im p o r ta n te s d e la s e s tr u c tu r a s d e d a to s e n la z a d a s . • C o m p r e n d e r c ó m o c r e a r e s tr u c tu r a s d e d a to s r c u tiliz a b le s c o n p la n tilla s d e c la s e s , h e r e n c ia y c o m p o s ic ió n .

D e m uchas cosas a la s q u e estoy atado, no he p o d id o liberarme; Y m uchas d e las que m e liberé, han vuelto a mí. L e e W ils o n D o d d

‘¿P odría cam inar un p o c o m ás rá p id o ? ’ dijo una m erluza a un caracol, 'H ay una m arsopa acercándose m ucho a nosotros y está pisándom e la cola.' L c w is C a rr o ll

Siem pre hay lugar en la cima. D a n ie l W e b s te r

Em pujen; sigan m oviéndose. T h o m a s M o r to n

Creo que nunca veré un poem a tan encantador com o un árbol. J o y c c K ilm c r


Capitulo 17

Estructuras do datos

943

Plan general 17.1 Introducción 17.2 Clases autorreferendadas 17.3 Asignación de memoria y estructuras de datos dinámicas 17.4 Listas enlazadas 17.5 Pilas 17.6 Colas 17.7 Árboles Resumen • Terminología • Ejercicios de auíoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios • Sección especial: Construya su propio compilador

17.1 Introducción H em os estudiado las estructuras de d atos d e tam año fijo co m o lo s arreglos co n un subíndice, con d o s subíndice y lo s datos tipo s t r u c t . Este capítulo presenta las estructuras de datos dinám icas q u e crecen y se reducen durante la ejecución. Las listas enlazadas son co lec cio n es d e elem en tos de datos “alineados en una fila"; pueden insertarse y elim inarse elem en to s en cualquier lugar d e una lista enlazada. L as p ila s son im portantes en los com piladores y sistem as operativos: só lo pueden in sertarse y elim inarse elem en tos en un extrem o d e una pila, su p a rte superior. Las colas representan líneas de espera; s e insertan elem en tos en su parte final y se elim inan d e su parte inicial. L os á rb o

les binarios facilitan la búsqueda d e alta velocid ad y el ordenam iento d e lo s datos, la elim inación eficien te de elem en tos d e datos duplicados, la representación de directorios d el sistem a de archivos y la com p ilación d e exp resion es en lenguaje m áquina. Estas estructuras de datos tienen m uchas otras ap licacion es interesantes. Hablarem os sobre lo s principales tipos de estructuras de datos e im plem entarem os programas pa ra crear y manipular estas estructuras. U tilizarem os clases, plantillas de clases, herencia y com posición para crear y em paquetar estas estructuras de datos para poder reutilizarlas y darles m antenim iento. El estudio de este cap ítulo es una preparación sólida para el cap ítulo 2 1 . B iblioteca estándar de plantillas (ST L ). La ST L forma gran parte de la B ib lio teca estándar d e C ++. C uenta con con ten ed o res, aeradores para recorrer e s o s contenedores y algoritm os para procesar lo s elem en tos que hay en e s o s contenedores. M ás adelante verá que la ST L ha tom ado cada una de las estructuras de datos que verem os en este capítulo y la s ha em paquetado en cla ses convertidas en plantillas. El có d ig o d e la ST L está escrito cuidadosam ente para ser portable, eficien te y cxtcnsib lc. U na vez. que com prenda los principios y la construcción de las estructuras de datos co m o se presentan en este capítulo, podrá aprovechar al m áxim o el u so de la s estructuras de datos, iteradores y algoritm os preem paquetados en la STL, un conjunto d e com p onentes de cla se m undial para ayudar a com prender la v isió n d e reu tilización d el softw are. L os ejem p los del capítulo son programas prácticos q u e usted podrá utilizar en cursos más avan zados y en ap licacion es industriales. L os programas están especialm ente cargados con m anipulacio nes d e apuntadores. L os ejercicios incluyen una vasta co lecció n de ap licacion es útiles. L e recom endam os llevar a cab o el ex ten so proyecto q u e se d escrib e en la secció n especial titula da “Construya su propio com pilador.” H a estado utilizando un com pilador para traducir sus progra m as en C + + a lenguaje máquina, para poder ejecutar esto s programas en su com putadora. En este proyecto creará su propio com pilador. É ste leerá un archivo de instrucciones escritas e n un lenguaje de alto nivel sim p le pero poderoso, sim ilar a las primeras versiones d el popular lenguaje BA SIC . Su


944

Estructuras de datos

Capítulo 17

c o m p ila d o r tr a d u c ir á e s ta s in s tru c c io n e s e n u n a r c h iv o d e in s tru c c io n e s e n L M S ( L e n g u a je m á q u in a S im p lc tr o n ); é s te e s e l le n g u a je q u e a p r e n d ió e n la s e c c ió n e s p e c ia l d e l c a p ítu lo 5 , “C o n s tr u y a su p r o p ia c o m p u ta d o r a " . ¡S u p r o g ra m a S im u la d o r d e S im p le tr o n e je c u ta r á e n to n c e s e l p r o g r a m a L M S p r o d u c id o p o r s u c o m p ila d o r! L a im p le m e n ta c ió n d e e s te p r o y e c to m e d ia n te e l u s o d e u n e n fo q u e f u e r te m e n te o r ie n ta d o a o b je to s le b r in d a r á u n a m a ra v illo s a o p o r tu n id a d p a r a e je r c ita r la m a y o r p a r t e d e lo q u e h a a p r e n d id o e n e s te c u r s o . L a s e c c ió n e s p e c ia l l o lle v a c u id a d o s a m e n te a tr a v é s d e las e s p e c if ic a c io n e s d e l le n g u a je d e a lto n iv e l y d e s c r ib e lo s a lg o ritm o s q u e n e c e s ita r á p a r a c o n v e r tir c a d a tip o d e in s tru c c ió n d e le n g u a je d e a lto n iv e l e n in s tru c c io n e s d e le n g u a je m á q u in a . Si d is fru ta d e e n f r e n ta r r e to s , p o d r ía in te n ta r la s d iv e rs a s m e jo r a s ta n to p a r a e l c o m p ila d o r c o m o p a ra el S im u la d o r d e S im p lc tr o n q u e s e s u g ie re n e n lo s e je r c ic io s d e e s te c a p ítu lo .

17.2 Clases autorreferenciadas U na

clase autorreferenciada

c o n tie n e u n m ie m b ro a p u n ta d o r q u e a p u n ta a l o b je to d e u n a c l a s e del

m is m o tip o d e c la s e . P o r e je m p lo , l a d e fin ic ió n c la a a

Nodo

{

p u b lic : N odo( in t ); v o id e s ta b le c e rD a to s ( in t ); i n t o b t e n e r D a t o s {) c o n s t ; v o id a s t a b l e c e r S i g u i a n t a P t r ( Nodo * Nodo + o b ta n e r S ig u i a n ta P t r () c o n a t;

);

P riv a ta : i n t d a to a ; Nodo #a i g u i e n t e P t r ; };

//

fin

de

d e f in e a u n tip o lla m a d o

la

c la a e

Nodo

Nodo. E s te tip o tie n e d o s d a to s m ie m b r o prívate; e l m ie m b r o e n te ro siguientePtr. E l m ie m b r o siguientePtr a p u n ta a u n o b je to

datos

y e l m ie m b ro a p u n ta d o r

d e tip o

Nodo: o tro

o b je to d e l m is m o tip o q u e e l q u e s e e s tá d e c la ra n d o a q u í, d e a q u í q u e s e u tilic e

siguientePtr s e c o n o c e c o m o u n enlace; e s siguientePtr p u e d e u tiliz a rs e p a ra “e n l a z a r " u n o b je to d e tip o Nodo c o n o tr o o b je to d e l m is m o tip o . E l tip o Nodo a d e m á s tie n e c in c o f u n c io n e s m ie m b ro : u n c o n s tr u c to r q u e r e c ib e u n e n te r o p a r a in ic ia liz a r e l m ie m b r o datos, u n a f u n c ió n establecerDatos p a r a e s ta b le c e r e l v a lo r d e l m ie m b r o datos, u n a f u n c ió n obtenerDatos p a r a d e v o lv e r e l v a lo r d e l m ie m b r o datos, u n a f u n c ió n establecerSiguientePtr p a r a e s ta b le c e r el v a lo r d e l m ie m b r o siguientePtr y u n a f u n c ió n obtenerSiguientePtr p a r a d e v o lv e r e l v a lo r d e l m ie m b r o siguientePtr.

e l té rm in o “c l a s e a u to r r e f e r e n c ia d a " . E l m ie m b ro d e c ir.

L o s o b je to s d e c la s e s a u to r r e f e r e n c ia d a s p u e d e n e n la z a r s e e n tr e s í p a r a f o rm a r e s tru c tu r a s d e d a t o s ú tile s ta le s c o m o lis ta s , c o l a s , p ila s y á rb o le s . L a f ig u ra 17.1 m u e s tra d o s o b je to s d e u n a c l a s e a u to r r c f c r c n c ia d a e n la z a d o s e n tr e s í p a ra fo rm a r u n a lis ta . O b s e r v e q u e s e c o lo c a u n a b a r r a d ia g o n a l in v e rs a , q u e r e p r e s e n ta a u n a p u n ta d o r n u lo ( 0 ) , e n e l m ie m b r o d e e n la c e d e l s e g u n d o o b je to d e la c l a s e a u to r r e f e r e n c ia d a p a ra in d ic a r q u e e l e n l a c e n o a p u n ta h a c ia o t r o o b je to . lu í b a r r a d ia g o n a l in v e rs a e s s ó lo p a r a f in e s ilu s tra tiv o s ; n o c o r r e s p o n d e a l c a r á c te r d e b a r r a d ia g o n a l in v e rs a e n C + + . U n a p u n ta d o r n u lo n o r m a lm e n te in d ic a e l fin a l d e u n a e s tr u c tu r a d e d a to s , a l ig u a l q u e e l c a r á c t e r n u lo ( ' N O ' ) in d ic a el fin a l d e u n a c a d e n a .

_

Error común de programación 17.1 Sino se establece elenlace en elúltimo nodo de una estructurade díaos enlazada en un valornulo (01, se produce un error lógico (posiblementefatal).


944


Capítulo 17

c o m p ila d o r tr a d u c ir á e s ta s in s tru c c io n e s e n u n a r c h iv o d e in s tru c c io n e s e n L M S ( L e n g u a je m á q u in a S im p lc tr o n ); é s te e s e l le n g u a je q u e a p r e n d ió e n la s e c c ió n e s p e c ia l d e l c a p ítu lo 5 , “C o n s tr u y a su p r o p ia c o m p u ta d o r a " . ¡S u p r o g ra m a S im u la d o r d e S im p le tr o n e je c u ta r á e n to n c e s e l p r o g r a m a L M S p r o d u c id o p o r s u c o m p ila d o r! L a im p le m e n ta c ió n d e e s te p r o y e c to m e d ia n te e l u s o d e u n e n fo q u e f u e r te m e n te o r ie n ta d o a o b je to s le b r in d a r á u n a m a ra v illo s a o p o r tu n id a d p a r a e je r c ita r la m a y o r p a r t e d e lo q u e h a a p r e n d id o e n e s te c u r s o . L a s e c c ió n e s p e c ia l l o lle v a c u id a d o s a m e n te a tr a v é s d e las e s p e c if ic a c io n e s d e l le n g u a je d e a lto n iv e l y d e s c r ib e lo s a lg o ritm o s q u e n e c e s ita r á p a r a c o n v e r tir c a d a tip o d e in s tru c c ió n d e le n g u a je d e a lto n iv e l e n in s tru c c io n e s d e le n g u a je m á q u in a . Si d is fru ta d e e n f r e n ta r r e to s , p o d r ía in te n ta r la s d iv e rs a s m e jo r a s ta n to p a r a e l c o m p ila d o r c o m o p a ra el S im u la d o r d e S im p lc tr o n q u e s e s u g ie re n e n lo s e je r c ic io s d e e s te c a p ítu lo .

17.2 Clases autorreferenciadas U na

clase autorreferenciada

c o n tie n e u n m ie m b ro a p u n ta d o r q u e a p u n ta a l o b je to d e u n a c l a s e del

m is m o tip o d e c la s e . P o r e je m p lo , l a d e fin ic ió n c la a a

Nodo

{

p u b lic : N odo( in t ); v o id e s ta b le c e rD a to s ( in t ); i n t o b t e n e r D a t o s {) c o n s t ; v o id a s t a b l e c e r S i g u i a n t a P t r ( Nodo * Nodo + o b ta n e r S ig u i a n ta P t r () c o n a t;

);

P riv a ta : i n t d a to a ; Nodo #a i g u i e n t e P t r ; };

//

fin

de

d e f in e a u n tip o lla m a d o

la

c la a e

Nodo

Nodo. E s te tip o tie n e d o s d a to s m ie m b r o prívate; e l m ie m b r o e n te ro siguientePtr. E l m ie m b r o siguientePtr a p u n ta a u n o b je to

datos

y e l m ie m b ro a p u n ta d o r

d e tip o

Nodo: o tro

o b je to d e l m is m o tip o q u e e l q u e s e e s tá d e c la ra n d o a q u í, d e a q u í q u e s e u tilic e

siguientePtr s e c o n o c e c o m o u n enlace; e s siguientePtr p u e d e u tiliz a rs e p a ra “e n l a z a r " u n o b je to d e tip o Nodo c o n o tr o o b je to d e l m is m o tip o . E l tip o Nodo a d e m á s tie n e c in c o f u n c io n e s m ie m b ro : u n c o n s tr u c to r q u e r e c ib e u n e n te r o p a r a in ic ia liz a r e l m ie m b r o datos, u n a f u n c ió n establecerDatos p a r a e s ta b le c e r e l v a lo r d e l m ie m b r o datos, u n a f u n c ió n obtenerDatos p a r a d e v o lv e r e l v a lo r d e l m ie m b r o datos, u n a f u n c ió n establecerSiguientePtr p a r a e s ta b le c e r el v a lo r d e l m ie m b r o siguientePtr y u n a f u n c ió n obtenerSiguientePtr p a r a d e v o lv e r e l v a lo r d e l m ie m b r o siguientePtr.

e l té rm in o “c l a s e a u to r r e f e r e n c ia d a " . E l m ie m b ro d e c ir.

L o s o b je to s d e c la s e s a u to r r e f e r e n c ia d a s p u e d e n e n la z a r s e e n tr e s í p a r a f o rm a r e s tru c tu r a s d e d a t o s ú tile s ta le s c o m o lis ta s , c o l a s , p ila s y á rb o le s . L a f ig u ra 17.1 m u e s tra d o s o b je to s d e u n a c l a s e a u to r r c f c r c n c ia d a e n la z a d o s e n tr e s í p a ra fo rm a r u n a lis ta . O b s e r v e q u e s e c o lo c a u n a b a r r a d ia g o n a l in v e rs a , q u e r e p r e s e n ta a u n a p u n ta d o r n u lo ( 0 ) , e n e l m ie m b r o d e e n la c e d e l s e g u n d o o b je to d e la c l a s e a u to r r e f e r e n c ia d a p a ra in d ic a r q u e e l e n l a c e n o a p u n ta h a c ia o t r o o b je to . lu í b a r r a d ia g o n a l in v e rs a e s s ó lo p a r a f in e s ilu s tra tiv o s ; n o c o r r e s p o n d e a l c a r á c te r d e b a r r a d ia g o n a l in v e rs a e n C + + . U n a p u n ta d o r n u lo n o r m a lm e n te in d ic a e l fin a l d e u n a e s tr u c tu r a d e d a to s , a l ig u a l q u e e l c a r á c t e r n u lo ( ' N O ' ) in d ic a el fin a l d e u n a c a d e n a .

_

Error común de programación 17.1 Sino se establece elenlace en elúltimo nodo de una estructurade díaos enlazada en un valornulo (01, se produce un error lógico (posiblementefatal).


Capitulo 17

R g u ra 17.1


945

Dos objetos d e una ciase autorreferenclada enlazados entre sí.

17.3 Asignación d© memoria y estructuras de datos dinámicas L a c r e a c ió n y e l m a n te n im ie n to d e e s tr u c tu r a s d e d a to s d in á m ic a s r e q u ie r e d e la a s ig n a c ió n d in á m ic a d e m e m o r ia , q u e p e rm ite a u n p r o g ra m a o b te n e r m á s m e m o r ia e n tie m p o d e e je c u c ió n p a ra a lm a c e n a r n u e v o s n o d o s . C u a n d o e s a m e m o r ia y a n o e s r e q u e rid a p o r e l p r o g ra m a , se lib e r a d e m a n e ra q u e p u e d a r e u tiliz a r s e p a r a a s ig n a r o tr o s o b je to s e n e l fu tu ro . E l lím ite p a r a la a s ig n a c ió n d in á m ic a d e m e m o r ia p u e d e s e r ta n g r a n d e c o m o la c a n tid a d d e m e m o r ia f ís ic a d is p o n ib le e n la c o m p u ta d o r a , o la c a n tid a d d e m e m o r ia v irtu a l d is p o n ib le e n u n s is te m a d e m e m o r ia v irtu a l. A m e n u d o lo s lím ite s s o n m u c h o m e n o re s d e b i d o a q u e la m e m o r ia d is p o n ib le d e b e c o m p a r tir s e e n tre m u c h o s p ro g ra m a s . L o s o p e r a d o re s n ew y delete s o n e s e n c ia le s p a r a la a s ig n a c ió n d in á m ic a d e m e m o ria . E l o p e r a d o r new to m a c o m o a r g u m e n to e l tip o d e l o b je to q u e s e a s ig n a r á e n f o rm a d in á m ic a y d e v u e lv e u n a p u n ta d o r a u n o b je to d e e s c tip o . P o r e je m p lo , la in s tru c c ió n

Nodo *nuevoPtr - new Node( 10 ); a s ig n a el n ú m e r o d e b y tc s d e te r m in a d o p o r sizeof ( Nodo ), e je c u ta e l c o n s tr u c to r d e Nodo y a l m a c e n a u n a p u n ta d o r a e s ta m e m o r ia e n nuevoPtr. S i n o h a y m e m o r ia d is p o n ib le , new la n z a u n a e x c e p c ió n bad_alloc. F.I v a lo r 10 c o n s titu y e lo s d a to s d e l n o d o . E l o p e r a d o r delete e je c u ta e l d e s tr u c to r d e Nodo y lib e r a la m e m o r ia a s ig n a d a c o n new. la m e m o r ia s e d e v u e lv e a l s is te m a p a r a q u e p u e d a v o lv e r a a s ig n a r s e e n el fu tu ro . P a ra lib e r a r la m e m o ria a s ig n a d a e n f o r m a d in á m ic a p o r e l o p e r a d o r new a n te rio r, u s e la in s tru c c ió n

delete nuevoPtr; O b s e r v e q u e nuevoPtr n o e s e l q u e s e e lim in a ; e l e s p a c io a l q u e é s te a p u n ta e s e l q u e s e e lim in a . Si nuevoPtr tie n e e l v a lo r 0 (e s d e c ir, u n a p u n ta d o r a n a d a ) , la in s tru c c ió n a n te r io r n o tie n e e fe c to . L a s ig u ie n te s e c c ió n h a b la s o b r e lis ta s , p ila s , c o la s y á r b o le s . L a s e s tr u c tu r a s d e d a to s q u e se p r e s e n ta n e n e s te c a p ítu lo s e c r e a n y m a n tie n e n p o r m e d io d e la a s ig n a c ió n d in á m ic a d e m e m o r ia y la s c la s e s a u to rr c f e r e n c ia d a s .

Error común de programación 17.2 Si no se devuelve la memoria asignada en forma dinámica cuando ya no se necesite, el sistema puede quedarse sin memoria antes de tiempo. Esto se conoce algunas veces como una “fuga de memoria".

17.4 Listas enlazadas lista enlazada e s u n a c o le c c ió n lin e a l d e o b je to s nodos, q u e e s tá n c o n e c ta d o s m e d ia n te enlaces d e

U na

d e u n a c la s e a u to r r e f e r e n c ia d a , c o n o c id o s c o

mo

a p u n ta d o r e s ; d e a q u í q u e s e u tilic e e l té rm in o

lis ta “e n la z a d a ” . S e p u e d e te n e r a c c e s o a u n a lis ta e n la z a d a m e d ia n te u n a p u n ta d o r a l p r im e r n o d o d e la lis ta . E l a c c e s o a lo s n o d o s s u b s e c u e n te s s e o b tie n e m e d ia n te e l m ie m b r o a p u n ta d o r d e e n la c e a lm a c e n a d o e n c a d a n o d o . P o r c o n v e n c ió n , e l a p u n ta d o r d e e n l a c e e n e l ú ltim o n o d o d e u n a lis ta se e s ta b le c e c o m o n u lo ( c e ro ) p a r a m a r c a r e l fin a l d e l a m is m a . L o s d a t o s e n u n a lis ta e n la z a d a s e a l m a c e n a n e n f o rm a d in á m ic a ; c a d a n o d o s e c r e a s e g ú n s e a n e c e s a rio . U n n o d o p u e d e c o n te n e r d a to s d e c u a lq u ie r tip o , in c lu y e n d o a o b je to s d e o tr a s c la s e s . Si lo s n o d o s c o n tie n e n a p u n ta d o r e s d e u n a c la s e b a s e o r e f e r e n c ia s d e u n a c la s e b a s e a o b je to s d e c la s e b a s e y c la s e d e riv a d a r e la c io n a d o s p o r


946


Capítulo 17

h e r e n c ia , p o d e m o s te n e r u n a lis ta e n la z a d a d e d ic h o s n o d o s y u tiliz a r lla m a d a s a f u n c io n e s vir

tual p a r a p r o c e s a r e s to s o b je to s m e d ia n te el p o lim o rfis m o . L a s p ila s y la s c o la s s o n ta m b ié n e s tr u c tu r a s d e d a to s lin e a le s y, c o m o v e re m o s , p u e d e n v e rs e c o m o v e r s io n e s r e s tr in g id a s d e la s lis ta s e n la z a d a s . L o s á r b o le s s o n e s tr u c tu r a s d e d a to s n o lin e a le s . L a s lis ta s d e d a to s p u e d e n g u a r d a rs e e n a rre g lo s , p e r o la s lis ta s e n la z a d a s o f re c e n v a ria s v e n ta j a s . U n a lis ta e n la z a d a e s a p r o p ia d a c u a n d o e l n ú m e ro d e e le m e n to s d e d a to s a r e p r e s e n ta r e n un m o m e n to d a d o e s ¡ m p rc d c c ib lc . L a s lis ta s e n la z a d a s so n d in á m ic a s , p o r lo q u e su lo n g itu d p u e d e a u m e n ta r o d is m in u ir s e g ú n s e a n e c e s a rio . S in e m b a r g o , e l ta m a ñ o d e u n a r r e g lo “ c o n v e n c io n a l" d e C + + n o p u e d e a lte r a r s e , y a q u e e l ta m a ñ o d e é s te s e fija e n tie m p o d e c o m p ila c ió n . Ix>s a rre g lo s " c o n v e n c io n a le s ” p u e d e n lle n a rs e . L a s lis ta s e n la z a d a s s e lle n a n s ó lo c u a n d o e l s is te m a n o tie n e m e m o ria s u f ic ie n te c o m o p a r a s a tis f a c e r la s p e tic io n e s d e a s ig n a c ió n d e a l m a c e n a m ie n to d in á m ic o .

Tip de rendimiento 17.1 Es posible declarar un arreglo para que contenga más elementos que que la cantidad esperada, pero esto podría desperdiciar memoria. En este caso, las listas enlazadas harían mejor uso de la memoria. Las listas enlazadas permiten que el programa se adapte en tiempo de ejecución. L a s lis ta s e n la z a d a s p u e d e n m a n te n e rs e o r d e n a d a s si s e in s e rta c a d a n u e v o e le m e n to e n e l p u n t o a p r o p ia d o e n la lista. L o s e l e m e n to s e x is te n te s e n la lis ta n o n e c e s ita n m o v e rse .

Tip de rendimiento 17.2 La inserción y eliminación de elementos en un arreglo ordenado pueden llevar mucho tiempo: todos los elementos que van después de los elementos insertados o eliminados deben desplazarse apropiada mente.

Tip de rendimiento 17.3 Los elementos de un arreglo se almacenan contiguamente en la memoria. Esto permite un acceso in mediato a cualquier elemento del arreglo, ya que su dirección puede calcularse directamente con ba se en su posición relativa al inicio del arreglo, lea listas enlazadas no permiten dicho “acceso direc to ” inmediato a sus elementos. L o s n o d o s d e la s lis ta s e n la z a d a s g e n e r a lm e n te n o s e a lm a c e n a n c o n tig u a m e n te e n m e m o ria . S in e m b a r g o , ló g ic a m e n te lo s n o d o s d e u n a lis ta e n la z a d a p a r e c e n e s ta r c o n tig u o s . L a f ig u r a 17.2 m u e s tr a u n a lis ta e n la z a d a c o n v a rio s n o d o s .

Tip de rendimiento 17.4 El uso de la asignación dinámica de memoria (en vez de arreglos) para las estructuras de díaos que crecen y se reducen en tiempo de ejecución puede ahorrar memoria. Sin embargo, debe tener en cuen ta que los apuntadores ocup
p r im a rP tr

Figura 17.2

u ltim o P tr

Una representación gráfica d e una lista.


Capitulo 17

1)


947

in s e rta r u n v a lo r e n la p a r te fro n ta l d e la lis ta , 2 ) in s e r ta r u n v a lo r e n la p a rte f in a l d e la lis ta , 3 )

e lim in a r u n v a lo r d e l a p a r te fro n ta l d e la lis ta , 4 ) e lim in a r u n v a lo r d e la p a r te fin a l d e la lis ta y 5 ) te r m in a r e l p r o c e s a m ie n to d e la lis ta . A c o n tin u a c ió n s e m u e s tr a u n a d e s c r ip c ió n d e ta lla d a d e l p r o g ra m a . F.l e je r c ic io 1 7 .2 0 le p e d irá q u e im p le m e n te u n a f u n c ió n r e c u rs iv a p a r a im p r im ir u n a lis ta e n la z a d a e n o r d e n in v e rso , y e l e je r c ic io 17.21 le p e d irá q u e im p le m e n te u n a f u n c ió n r e c u rs iv a p a ra b u s c a r u n e le m e n to d e d a to s e s p e c íf ic o e n u n a lis ta e n la z a d a .

Lista ( fig u ra 17.4). E n c a d a o b je to Lista s e e n c u e n tr a e n c a p s u la d a u n a lis ta e n la z a d a d e o b je to s NodoLista. L a c la s e NodoLista (fig u ra 1 7.3) c o n tie n e lo s m ie m b ro s p riv a d o s datos y siguientePtr ( lín e a s 1 8 -1 9 ), u n c o n s tr u c to r p a r a in ic ia liz a r e s to s m ie m b r o s y la f u n c ió n obtenerDatos p a r a d e v o lv e r lo s d a to s e n u n n o d o . E L m ie m b ro datos a lm a c e n a u n v a lo r d e tip o TIPONODO, el p a r á m e tr o d e tip o q u e s e p a s a a la p la n tilla d e c la s e . E l m ie m b r o siguientePtr a lm a c e n a u n a p u n ta d o r a l s ig u i e n te o b je to NodoLista e n l a lis ta e n la z a d a . O b s e r v e q u e la lín e a 11 d e la c l a s e d e c la ra a la c la s e Lista c o m o a m ig a d e la c la s e NodoLista. E s to h a c e q u e to d a s la s f u n c io n e s m ie m b r o d e la c l a s e Lista s e a n a m ig a s d e la c l a s e NodoLista y p u e d a n te n e r a c c e s o a lo s m ie m b r o s p r iv a d o s d e lo s o b je to s NodoLista. A d e m á s , o b s e rv e q u e la n o ta c ió n d e p la n tilla s e u tiliz a e n la d e c la ra c ió n friend. y a q u e lo s o b je to s NodoLista d e u n tip o e s p e c ífic o p u e d e n p r o c e s a r s e só lo m e d ia n te u n a Lista d e l m is m o tip o (e s d e c ir , u n a Lista d e v a lo re s int m a n e ja o b je to s NodoLista q u e a lm a c e n a n v a lo re s int). L a s lín e a s 2 7 y 2 8 d e la p la n tilla d e c l a s e Lista ( f ig u r a 1 7.4) d e c la ra n a lo s d a to s m ie m b r o p r i v a d o s primerPtr (u n a p u n t a d o r a l p r im e r NodoLista e n u n a Lista) y ultimoPtr (u n a p u n ta d o r a l ú ltim o NodoLista e n u n a Lista). E l c o n s tr u c to r p r e d e te r m in a d o (lín e a s 3 6 -4 3 ) E l p r o g ra m a u tiliz a la s p la n tilla s d e c l a s e

NodoLista ( fig u ra

1 7 .3 ) y

in ic ia liz a a m b o s a p u n ta d o r e s e n 0 (n u lo s ). E l d e s tr u c to r (lín e a s 4 6 - 6 7 ) s e a s e g u r a d e q u e to d o s lo s o b je to s

NodoLista

Lista s e d e s tru y a n c u a n d o s e d e s tr u y a e s c o b je to Lista. L a s Lista s o n insertarAlPrente (lín e a s 7 0 - 8 4 ). insertarAlFinal quitarDelFrente (lín e a s 1 0 4 -1 2 5 ) y quitarDalFinal (lín e a s 1 2 8 -1 5 8 ). e n u n o b je to

f u n c io n e s p r im a ria s d e ( lín e a s 8 7 -1 0 1 ),

1 2 3 4 5 6 7

// Fia. 17.3: nodolista.h // Definición de la plantilla de claae NodoLista. iifndef NODOLISTA_H «define NODOLISTAH // declaración anticipada de la clase Lista template< class TIPONODO > class Lista;

8

9 10 11

témplate< class TIPONODO > class NodoLista < friend class Lista< TIPONODO >; // hacer de Lista una amiga

12

13 14 15 16 17 18 19

public: NodoLista( const TIPONODO t ); TIPONODO obtenerDatos() const;

// constructor // devolver los datos en el nodo

prívate: TIPONODO datos; // datos NodoLista< TIPONODO > *sigruientePtr; // siguiente nodo en la lista

20

21

}; // fin de la clase NodoLista

Rgura 17.3

Definición de la plantilla de clase N o d o L is t a . (Parte 1 de 2.)


948


Capítulo 17

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Figura

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

// constructor t e m p l a t e < c l a s s T IP O N O D O > N o d o L i s t a < T I PONODO > : : N o d o L i a t a ( : d a to s ( in fo ), sig u ie n te P tr( 0 )

conat

TIPO N O D O & i n f o

)

< // cuerpo vacio }

//

fin

da

c o n stru c to r

da

N o d o L ista

/ / d a v o lv a r c o p ia da lo s d a to s an a l nodo t e m p l a t a < class T IP O N O D O > T I P O N O D O N o d o L i s t a < T IP O N O D O >s:o b t a n a r D a t o s () c o n s t

{ ra tu rn )

//

fin

d a to s; da

la

fu n c ió n

o b ta n a rD a to s

iendif

17.3

Definición d e la plantilla d e clase

NodoLista. (Parte 2 d e 2.)

// Pig. 17.4: lista.h // Definición de la plantilla de clase Lista. iifndaf LISTA H idefine LISTA_H fineluda using std::cout; iineluda iincluda "nodolista.h"

// Definición da la clase NodoLista

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

texnplate< class TIPONODO > class Lista { public: ListaO; // constructor -ListaO; // destructor void insartarAlPrenta( const TIPONODO fc ); void insertarAirinal( const TIPONODO & ); bool quitarDelFrente( TIPONODO & ); bool quitarDelPinal( TIPONODO & ); bool estaVaciaO const; void imprimir() const; privata: NodoLista< NodoLiata<

Rgura 17.4

TIPONODO > *primerPtr; TIPONODO > *ultimoPtr;

// apuntador al primar nodo // apuntador al último nodo

Definición d e la clase d e plantilla L i s t a . (Parte 1 d e 5.)


Capitulo 17

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65


/ / fu n c ió n N o d o L ista< fin

de

949

de u t i l e r í a p a ra a s ig n a r nuevo nodo T IP O N O D O > * o b t e n e r N u e v o N o d o { c o n s t T I P O N O D O & ) ;

);

//

la

//

c o n stru c to r

c la se

L ista

p re d eterm in ad o

t e m p l a t e < c l a s e T IP O N O D O > L i s t a < TIPO N O D O > : : L i s t a ( ) s p rim e rP tr( 0 ), u ltira o P tr( 0 )

( // }

//

cuerpo fin

de

v a c io c o n stru c to r

de

L is ta

/ / d e stru c to r t e m p l a t e < c l a s s T IP O N O D O > L i s t a < TIPO N O D O > : : - L i s t a ( )

{ if

( le s ta V a c ia O ) { c o u t << " D e s t r u y e n d o N o d o L ista< N o d o L ista<

T IP O N O D O T IP O N O D O

> >

w h ile ( a c t u a l P t r I» te m p P tr - a c tu a lP c o u t << t e m p P t r - > a c tu a lP tr ■ a c tu a d e la t e te m p P tr; ) }

//

cout

" a c tu a lP tr "te m p P tr;

-

v a cia

p rim e rP tr;

0 ) { / / e lim in a r tr; d a t o s << ' \ n ' ; lP tr-> sig u ie n te P tr;

//

fin

fin

de

in stru c c ió n

if

"Se

d e stru y ero n

to d o s

<<

de

/ / L is ta no e s tá nodos . . . \ n " ;

in stru c c ió n

nodos

re sta n te s

w h ile

lo s

n o d o s \ n \ n w;

66

67

)

//

fin

del

d e stru c to r

de

L is ta

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

/ / in s e r ta r nodo en p a rte fro n ta l de la l i s t a t e m p l a t e < c l a s s T IP O N O D O > v o i d L i s t a < TIPO N O D O > t i i n s e r t a r A l P r e n t e ( c o n s t

T IP O N O D O

¿ v a lo r

{ N o d o L ista< if

T IP O N O D O

>

"n u e v o P tr

-

o b ten e rN u e v o N o d o (

( e sta V a c ia O ) / / L is ta e s tá v a cía p rim e rP tr ■ u ltim o P tr ■ n u e v o P tr;

e ls e < / / L is ta no e s tá v a cia n u e v o P tr-> s ig u ie n te P tr - p rim e rP tr; p rim e rP tr - n u e v o P tr; }

Rgura 17.4

//

fin

de

in stru c c ió n

e ls e

Definición de la clase d e plantilla L i s t a . (Parte 2 d e 5.)


v a lo r

);

)

950

83 84 85 86

87 88

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99


}

//

fin

de

la

Capítulo 17

fu n c ió n

in a a rta rA lP ra n ta

/ / in s e r ta r nodo en p a rte f in a l de la l i s t a t e m p l a t e < c l a s s TIPO N O D O > v o i d L i s t a < T IP O N O D O > : : i n s e r t a r A l F i n a l ( c o n s t

T IP O N O D O &v a l o r

{ N o d o L ista<

TIPO N O D O

>

* n u e v o P tr

if ( e sta V a c ia O ) // p rim a rP tr - u ltlm o P tr

-

o b ten e rN u e v o N o d o ( v a lo r

L is ta e s tá v a cía - n u a v o P tr;

e ls e { / / L i s t a no e s t á vacia u ltim o P tr - > s ig u ie n te P tr - n u a v o P tr; u ltlm o P tr » n u a v o P tr; )

//

fin

de

in stru c c ió n

de

la

fu n c ió n

e ls e

100

101

}

//

fin

in se rta rA lF in a l

102

103 104 105 106 107 108 109

/ / e lim in a r nodo de p a rte fro n ta l t e m p l a t a < c l a s s TIPO N O D O > bool

L is ta <

TIPO N O D O

de

la

lis ta

> ::q u ita rD e lP re n te (

T IP O N O D O & v a l o r

)

{ if

110

( e sta V a c ia O re tu rn fa ls e ;

e ls e { N o d o L ista<

111

)

// //

T IP O N O D O

L is ta e s tá v a c ia o p e ra c ió n d e la te

>

* tem p P tr

no

e x ito sa

■ p rim a rP tr;

112

113 114 115 116 117 118 119

if

( p rim a rP tr p rim a rP tr -

■■ u l t l m o P t r u ltlm o P tr ■

)

0;

else p rim a rP tr

-

p rim e rP tr-> sig ru ie n te P tr;

v a lo r - te m p P tr-> d a to s; d e la te te m p P tr;

//

lo s

d a to s

se

van

a

q u ita r

120 121

re tu rn tru e ;

//

o p e ra c ió n

d e la te

e x ito sa

122

123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135

} // fin de instrucción else )

//

fin

de

la

fu n c ió n

q u ita rD e lP re n te

/ / e lim in a r nodo de p a rte f in a l de la l i s t a t e m p l a t e < c l a s s TIPO N O D O > b o o l L i s t a < T I P O N O D O > i i q u i t a r D e l P i n a l ( T IP O N O D O f c v a l o r

{

Rgura 17.4

if

{ e sta V a c ia O re tu rn fa ls e ;

) //

o p e ra c ió n

d e la te

no

e x ito sa

else { N o d o L ista<

T IP O N O D O

>

* tem p P tr

»

u ltlm o P tr;

Definición d e la clase d e plantilla L i s t a . (Parte 3 de 5.)


)

);

)

Capitulo 17

136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188


if

( p r i m e r P t r ■■ u l t i m o P t r p rim e rP tr ■ u ltim o P tr ■

)

0;

else { N o d o L ista<

T I PONO DO >

‘a c tu a lP tr

-

p rim e rP tr;

/ / l o c a l i z a r e le m e n to a n t e r i o r a l ú ltim o w h i l e ( a c t u a l P t r - > s i g u i e n t e P t r i« u l t i m o P t r a c tu a lP tr ■ a c tu a lP tr-> sig ru ie n te P tr; u ltim o P tr

-

)

a c tu a lP tr;

actualPtr->siguientePtr ■ 0; } // fin

de

instrucción

e ls e

v a lo r - te m p P tr-> d a to s; d e la te te m p P tr; re tu rn

tru e ;

//

o p e ra c ió n

d e la te

e x ito sa

} // fin de instrucción else }

//

fin

de

la

fu n c ió n

q u ita rD e lF in a l

/ / e s t á L is ta v a cia? t e m p l a t e < c l a s s T IP O N O D O

>

bool Lista< TIPONODO >t:estaVacia() const { r e t u r n p r i m e r P t r ■■ 0; )

//

da

fin

la

fu n c ió n

e sta V a c ia

/ / d e v o lv e r a p u n ta d o r a nodo r e c ié n a sig n a d o t a m p l a t e < c l a s s T IP O N O D O > N o d o L i s t a < T IP O N O D O > * L i s t a < T IP O N O D O > : : o b t e n e r N u e v o N o d o ( c o n s t T IP O N O D O f c v a l o r )

{ re tu rn }

//

fin

new de

N o d o L ista<

la

fu n c ió n

TIPO N O D O

>(

v a lo r

);

o b ten erN u ev o N o d o

/ / m o s tra r c o n te n id o de L is ta t e m p l a t e < c l a s s T IP O N O D O > v o i d L i s t a < T IP O N O D O > : : i m p r i m i r ( )

const

{

Rgura 17.4

if

( e s t a V a c i a () ) { c o u t << " L a l i s t a

e sta

v a c i a \ n \ n w;

return; }

//

fin

de

N o d o L ista<

in stru c c ió n

T IP O N O D O

>

if

‘ a c tu a lP tr

■ p rim e rP tr;

Definición de la clase d e plantilla L i s t a . (Parte 4 d e 5.)


951

952


189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199

Capítulo 17

cout << "La lista es: "t while ( actualPtr !- 0 ) { cout << actualPtr->datos << ' actualPtr ■ actualPtr->siguientePtr; ) // fin de instrucción while

cout «

*\n\n";

} // fin de la función imprimir

200

201

fendif

Figura 17.4

Definición d e la clase d e plantilla Lista. (Parte 5 d e 5.)

I-a f u n c ió n estaVacia ( lin c a s 1 6 1 -1 6 6 ) s e c o n o c e c o m o

Junción predicado:

n o a lte r a a la

Lista, s in o q u e d e te r m in a si e s tá o n o v a c ía ( e s d e c ir, si e l a p u n ta d o r al p r im e r n o d o d e la Lista e s n u lo ). S i la Lista e s tá v a c ía s e d e v u e lv e true; e n c a s o c o n tr a r io s e d e v u e lv e falsa. L a fu n c ió n imprimir ( lín e a s 1 7 8 -1 9 9 ) m u e s tra e l c o n te n id o d e la Lista. L a f u n c ió n d e u tile r ía ob-

tenerNodo ( lín e a s 1 6 9 -1 7 5 ) d e v u e lv e un o b je to NodoLista a s ig n a d o e n f o rm a d in á m ic a . E sta f u n c ió n s e lla m a d e s d e la s f u n c io n e s insertarAlFrente c insertarAlFinal.

Buena práctica de programación 17.1 Debe asignar el valor nulo (cero) al miembro de enlace de un nuevo nodo. Los apuntadores deben inicializarse antes de utilizarlos. E l p r o g r a m a c o n tr o la d o r ( fig u r a 1 7 .5 ) u tiliz a la f u n c ió n d e p la n tilla probarLista p a r a p e r m itir a l u s u a rio m a n ip u la r o b je to s d e la c l a s e Lista. L a s lín e a s 81 y 8 5 c r e a n o b je to s Lista p a ra lo s tip o s int y double. re s p e c tiv a m e n te . L a s lín e a s 8 2 y 8 6 in v o c a n a la p la n tilla d e fu n c ió n probarLista c o n e s to s o b je to s Lista.

1 2 3

// Fig. 17.5: figl7_05.cpp // Programa para probar la claaa Lista. #inelude

4

5 6 7 8 9 10

using std::cin; using std::endl; finelude using std::string;

11

12 13 14 15 16 17 18

finclude "lista.h»

// Definición de la clase Lista

// función para probar una Lista template< class T > void probarLista( Lista< T > &objetoLista, const string &nombreTipo ) { cout << "Probando una Lista de valores " << nombreTipo << " \n";

Figura 17.5

Manipulación d e una lista enlazada. (Parte 1 d e 4.)


Capitulo 17


19

instrucciones();

20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

// mostrar instrucciones

int opciones; T valor; do { cout << *7 " t cin >> opciones; svitch ( opciones ) { case 1: cout << "Escriba * << nombreTipo << *i " j cin >> valor; objetoLista.insertarAlPrente( valor ); objetoLista.imprimir(); bréale; case 2: cout << "Escriba " « nombreTipo << *s " ; cin >> valor; objetoLista.insertarAlFinaM valor ); objetoLista. imprimir(); bréale; case 3: if ( objetoLista.quitarDelFrente( valor ) ) cout << valor << " se quito de la listaXn"; objetoLista.imprimir(); bréale; case 4: if ( objetoLista.quitarDelFinal( valor ) ) cout << valor << " se quito de la listaXn"; objetoLista.imprimir(); bréale; } // fin de instrucción switch } while ( opciones I- 5 );

// fin de instrucción do/while

cout << "Fin de prueba de la lista\n\nw; ) // fin de la función probarLista

67

// mostrar instrucciones del programa al usuario void instrucciones()

68

{

66

69 70 71

cout << "Escriba una de las siguientes opciones:\n" << " 1 para insertar en la parte frontal de la listaXn" << " 2 para insertar en la parte final de la listaXn”

Figura 17.5

Manipulación de una lista enlazada. (Parte 2 d e 4.)


953

954

72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90


<< " << " << *

Capítulo 17

3 para eliminar de la parte frontal de la lista\n" 4 para eliminar de la parte final de la listaXn" 5 para finalizar el procesamiento de la listaXn";

) // fin de la función instrucciones int main() { // probar Lista de valores int Lista< int > listalnteger; probarLista( listalnteger, "integer" ); // probar Lista de valores double Lista< double > listaDoubla; probarLista( listaDouble, "double" ); return 0/ ) // fin de main

Probando una Lista de valores integer Escriba una de las siguientes opciones: 1 para insertar en la parte frontal de la lista 2 para insertar en la parte final de la lista 3 para eliminar de la parte frontal de la lista 4 para eliminar de la parte final da la lista 5 para finalizar el procesamiento de la lista 7 1 Escriba integer: 1 La lista es: 1 ? 1

Escriba integer: 2 La lista es: 2 1 ? 2

Escriba integer: 3 La lista es: 2 1 3 7 2 Escriba integer: 4 La lista es: 2 1 3 4 7 3 2 se quito de la lista La lista es: 1 3 4 7 3 1 se quito de la lista La lista es: 3 4 Rgura 17.5

Manipulación d e una lista enlazada. (Parte 3 d e 4.)


Capitulo 17


? 4 4 se quito de le lista La lista est 3 ? 4 3 se quito de la lista La lista esta vacia ? 5 Fin de prueba de la lista Probando una Lista de valores double Escriba una de las siguientes opciones: 1 para insertar en la parte frontal de la lista 2 para insertar en la parte final de la lista 3 para eliminar de la parte frontal de la lista 4 para eliminar de la parte final de la lista 5 para finalizar el procesamiento de la lista ? 1

Escriba double: 1.1 La lista es: 1.1 ? 1

Escriba double: 2.2 La lista es: 2.2 1.1 ? 2

Escriba double: 3.3 La lista es: 2.2 1.1 3.3 7 2 Escriba double: 4.4 La lista es: 2.2 1.1 3.3 4.4 ? 3 2.2 se quito de la lista La lista es: 1.1 3.3 4.4 7 3 1.1 se quito de la lista La lista es: 3.3 4.4 7 4 4.4 se quito de la lista La lista es: 3.3 7 4 3.3 se quito de la lista La lista esta vacia 7 5 Fin de prueba de la lista Se destruyeron todos los nodos Se destruyeron todos los nodos Rgura 17.5

Manipulación de una lista enlazada. (Parte 4 d e 4.)


955

956


Capítulo 17

E n la s s ig u ie n te s p á g in a s h a b la r e m o s d e ta lla d a m e n te s o b r e c a d a u n a d e la s f u n c io n e s m ie m b r o d e la c l a s e Lista. L a fu n c ió n insertarAlFrente ( fig u r a 1 7 .4 , lín e a s 7 0 - 8 4 ) c o l o c a u n n u e v o n o d o e n la p a r te fro n ta l d e la lis ta . L a f u n c ió n c o n s is te d e v a r io s p a s o s : 1. L la m a r a la fu n c ió n obtenerNuevoNodo ( lín e a 7 3 ) p a s á n d o le valor, q u e e s u n a r e f e r e n c ia c o n s ta n te a l v a lo r d e l n o d o a in s e rta r. 2. L a fu n c ió n obtenerNuevoNodo (lín e a s 1 6 9 -1 7 5 ) u tiliz a e l o p e r a d o r new. q u e c r e a un n u e v o n o d o e n la lis ta y d e v u e lv e u n a p u n ta d o r a e s te n o d o r e c ié n a s ig n a d o , q u e s e a s ig n a a nuevoPtr e n insertarAlFrente. 3. S i la lis ta e s tá v a c ía ( lín e a 7 5 ) e n to n c e s a primerPtr y ult imoPtr s e le s a s ig n a nue

voPtr ( lín e a 7 6 ). 4 . S i la lis ta n o e s tá v a c ía ( lín e a 7 8 ), e n to n c e s e l n o d o a l q u e a p u n ta nuevoPtr s e in s e rta e n l a lis ta c o p ia n d o primerPtr a nuevoPtr->siguientePtr ( lín e a 7 9 ) , d e m a n e ra q u e e l n u e v o n o d o a p u n te a lo q u e s o lía s e r e l p r im e r n o d o d e la lis ta y c o p ia n d o nue

voPtr a primerPtr ( lín e a 8 0 ), d e m a n e r a q u e nuevoPtr a h o r a a p u n te a l n u e v o p r i m e r n o d o d e l a lis ta . L a f ig u ra 1 7 .6 m u e s tr a la f u n c ió n insertarAlFrente. L a p a rte a ) d e la f ig u ra m u e s tr a la lis ta y el n u e v o n o d o a n te s d e la o p e r a c ió n insertarAlFrente. L a s lín e a s p u n te a d a s e n la p a r t e b ) ilu s tra n lo s p a s o s 2 y 3 d e la o p e r a c ió n insertarAlFrente, q u e p e r m ite q u e e l n o d o q u e c o n t ie n e e l v a lo r 1 2 s e c o n v ie r ta e n la n u e v a p a rte fro n ta l d e la lis ta . L a f u n c ió n insertarAlFinal ( fig u ra 1 7 .4, lín e a s 8 7 -1 0 1 ) c o lo c a u n n u e v o n o d o e n la p a r t e fin a l d e l a lis ta . L a f u n c ió n c o n s is te d e v a r io s p a s o s : 1. L la m a r a la fu n c ió n obtenerNuevoNodo ( lín e a 9 0 ) p a s á n d o le valor, q u e e s u n a r e f e r e n c ia c o n s ta n te a l v a lo r d e l n o d o a in s e rta r. 2. L a f u n c ió n obtenerNuevoNodo (lín e a s 1 6 9 -1 7 5 ) u tiliz a e l o p e r a d o r new p a ra c r e a r un n u e v o n o d o e n la lis ta y d e v o lv e r u n a p u n t a d o r a e s te n o d o re c ié n a s ig n a d o , q u e s e a s ig n a a nuevoPtr e n insertarAlFinal.

a)

primerPtr 7

i i

A

nuevoPtr

B-üE

b)

Rgura 17.6

primerPtr

La operación i n s e r t a r A l F r e n t e representada en forma gráfica.


Capitulo 17


957

3. Si la lista está vacía (lín ea 9 2 ), en to n ces a primerPtr y ultimoPtr se les asigna nuevoPtr (lín ea 93). 4. Si la lista n o está vacía (línea 9 5 ), en ton ces e l nodo al que apunta nuevoPtr se inserta en la lista copiando nuevoPtr a ultimoPtr->sigruientePtr (lín ea 9 6), de manera que lo que solía ser el ú ltim o nodo d e la lista apunte al nuevo n odo y cop ian do nuevoPtr a ultimoPtr (lín ea 9 7 ), de manera que ultimoPtr ahora apunte al nuevo últim o nodo de la lista. La figura 17.7 m uestra una operación insertarAlFinal. La parte a) de la figura m uestra la lista y el nuevo n odo antes de la operación. Las líneas punteadas en la parte b ) muestran lo s pasos de la función insertarAlFinal q u e perm iten que un nuevo n odo se agregue al final de una lis ta q u e no está vacía. La función quitarDelFrente (figura 17.4, lín eas 1 04-125) quita el n odo de la parte frontal de la lista y cop ia el valor d el n odo al parámetro de referencia. I-a función d ev u elv e false si s e in tenta quitar un n odo d e una lista vacía (lín eas 1 0 7 -1 0 8 ) y d evu elve t r u e s i la rem oción tuvo éxito. Esta función con siste de varios pasos: 1. A signar tempPtr a la dirección a la que apunta primerPtr (lín ea 111). F.ventualmcntc, tempPtr se utilizará para elim inar e l nodo q u e se va a quitar. 2. Si primerPtr e s igual a ultimoPtr (lín ea 113), es decir, si la lista s ó lo tien e un e le m ento antes d el intento de rem oción, en ton ces a primerPtr y a ultimoPtr se les a sig na el valor de cero (línea 114) para sacar esc n odo de la lista (dejándola vacía). 3. Si la lista tiene m ás de un n odo antes de la rem oción, en ton ces se debe dejar a ultimoPtr co m o está y a primerPtr se le asigna primerPtr->siguientePtr (lín ea 116), es decir, m odificar primerPtr para que apunte a lo que so lía ser el segun do n odo antes de la rem oción (y que ahora es e l nuevo primer nodo). 4. U na v e z que se com pleten todas estas m anipulaciones de apuntadores, se debe copiar al pa rámetro de referencia valor el m iem bro datos del nodo que se va a quitar (lín ea 118).

Figura 17.7

a)

p rim a rP tr

u ltim o P tr

n u a v o P tr

b)

p r im e rP tr

u ltim o P tr

n u a v o P tr

La operación

insertarAlFinal representada en forma gráfica.


958


Capítulo 17

5. A hora se debe elim inar m ediante delete el nodo al que apunta tempPtr (lín ea 119). 6. D evolver true, indicando que la rem oción tuvo éx ito (lín ea 121). La figura 17.8 muestra la función quitarDelFrente. La parte a) muestra la lista antes de la operación d e rem oción. La parte b ) m uestra las m anipulaciones d e apuntadores que se llevan a cabo. La función quitarDelFinal (figura 17.4, lincas 128-158) quita el n odo final de la lista y cop ia el valor d el n odo al parámetro de referencia. La función d evu elve f a l s e si se intenta quitar un n odo d e una lista vacía (lín eas 131-132) y d evu elve true si la rem oción tuvo éxito. 1.a función co n siste d e varios pasos:

1. A signar a tempPtr la dirección a la que apunta ultimoPtr (lín ea 135). Eventualm entc. tempPtr se utilizará para elim inar el n odo que se va a quitar. 2. S i primerPtr es igual a ultimoPtr (lín ea 137), es decir, si la lista só lo tien e un ele m en to antes del intento de rem oción, en ton ces a primerPtr y a ultimoPtr se le s a sig na el valor d e cero (lín ea 138) para sacar e s e nodo de la lista (dejándola vacía). 3. S i la lista tiene m ás d e un n odo antes de la rem oción, en ton ces se d eb e asignar a actualPtr la dirección a la que apunta primerPtr (línea 140). 4. A hora hay que “avanzar por la lista” con actúalPtr hasta que apunte al n odo anterior al últim o. Esto se hace m ediante un c ic lo while (lín eas 1 43-144) q u e seguirá reem plazando a actualPtr por actúalPtr->siquientePtr m ientras que actualPtr->siguientePtr no sea ultimoPtr. 5. A signar ultimoPtr a la d irección a la que apunta actualPtr (lín ea 146) para sacar el n od o final de la lista. 6. A signar a actualPtr->siquientePtr el valor de cero (lín ea 147) en el últim o nue vo n odo de la lista.

o)

p r im e r P tr

u ltim o P tr

b)

p rim e rP tr

u ltim o P tr

0 te m p P tr

Rgura 17.8

La operación

quitarDelFrente representada en forma gráfica.


Capitulo 17


959

7. Una v e z que se com pleten todas las m anipulaciones d e apuntadores, se debe copiar al pa rámetro de referencia valor el m iem bro datos del nodo que s e va a quitar (lín ea 151). 8. Ahora s e d eb e elim inar m ediante delete el n odo al que apunta tampPtr (línea 152). 9. D evolver true (lín ea 154), indicando que la rem oción tuvo éxito. La figura 17.9 m uestra la función quitarDelFlnal. La parte a) de la figura muestra a la lis ta antes d e la operación de rem oción. La parte b) d e la figura m uestra las m anipulaciones de apun tadores que se llevan a cabo. La función Imprimir (lín ea s 178-199) primero determ ina si la lista está vacía (lín ea 181). D e ser así. imprimir im prim e e l m ensaje ”l*a lista asta vacia" y regresa (lín ea s 182-183). D e n o ser a sí, im prim e lo s datos en la lista. La función in ictaliza a actualPtr co m o una copia de primerPtr (lín ea 187) y desp ués im prim e la cadena "La lista es s" (línea 189). M ientras que actualPtr no se a nulo (lín ea 191) s e im prim e el valor de actualPtr->datos (lín ea 192) y a actualPtr s e le asigna el valor de actualPtr->siguientePtr (línea 193). O bserve que, si el en lace e n el últim o n odo de la lista no e s nulo, el algoritm o de im presión imprimirá in co rrectamente m ás allá d el final de la lista. Este algoritm o es id én tico para la s listas enlazadas, las pi las y la s colas. El tipo d e lista enlazada q u e h em os estado d escrib iend o e s una lisia sim plem ente enlazada: la lista em pieza con un apuntador al primer n odo y cada n odo co n tien e un apuntador al sigu ien te nodo “en secuencia". Esta lista termina con un nodo c u y o m iem bro apuntador tiene el valor de 0. Una lis ta sim p lem en te enlazada puede recorrerse solam ente e n una dirección. U na lista circ u la r sim plem ente enlazada em p ieza co n un apuntador al primer n odo y cada nodo con tien e un apuntador al sigu iente nodo. El “últim o nodo" n o co n tien e un apuntador a 0; en vez de eso, e l apuntador en el últim o nodo apunta de vuelta al prim er nodo, cerrando a sí el “círculo” .

a)

p rim e rP tr

b)

p rim e rP tr

u ltim o P tr

a c tu a lP tr

u ltim o P tr

ta m p P tr

Rgura 17.9

La operación q u i t a r D e l F r e n t e representada en forma gráfica.


960


Capítulo 17

U na lista doblem ente enlazada se puede recorrer tanto hacia adelante co m o hacia atrás. D icha lista se im plcm cnta generalm ente con dos “apuntadores de in icio”: uno que apunta al primer elem en to d e la lista para perm itir que ésta pueda recorrerse de adelante hacia atrás, y uno que apunta al últi m o elem en to de la lista para perm itir que ésta pueda recorrerse de atrás hacia adelante. Cada nodo tiene un apuntador lia d a adelante, al sigu iente n odo en la lista en direcrión de avance y un apuntador hacia atrás al sigu ien te nodo en la lista en la dirección d e retroceso. Por ejem p lo, si su lista con tie ne un directorio telefó n ico alfabetizado, la búsqueda d e a lgu ien cuyo nom bre co m ien ce con alguna d e las prim eras letras d el alfabeto podría em pezar d esd e la parte frontal de la lista. La búsqueda de algu ien c u y o nom bre em p iec e con alguna d e las últim as letras d el alfabeto podría em pezar d esd e la parte final d e la lista. F.n una lista circular doblem ente enlazada el apuntador hacia adelante del último nodo apunta al primer nodo y el apuntador hacia atrás del primer nodo apunta al último nodo, cerrando a sí el “círculo”.

17.5 Pilas En el capítulo 11, Plantillas, exp licam os el con cep to de una plantilla d e cla se d e pila im plem entada m ediante un arreglo subyacente. En esta secció n la im plem entarem os m ediante una lista enlazada subyacente, basada en apuntadores. Tam bién hablarem os sobre las pilas e n el capítulo 2 1 , B ib lio te ca de plantillas estándar (ST L ). U na estructura de datos p ila perm ite que se agreguen y elim in en nodos tan só lo d e la parte su perior d e la m ism a. Por esta razón, una pila se c o n o c e co m o estructura d e datos d el tipo "últim o en entrar, p rim ero en s a lir” (U F O ). Una m anera de im plcm cntar una pila es co m o una versión restrin gid a de una lista enlazada. En dicha im plem entación, al m iem bro d e en lace en el ú ltim o n odo d e la p ila s e le asigna el valor nulo (cero) para indicar el fondo d e la pila. Las funciones miembro primarias que se utilizan para manipular una pila son p u a h y p o p . La fun ción push agrega un nuevo nodo a la parte superior d e la pila, luí función s>op quita un nodo de la par te superior de la pila, guarda el valor extraído en una variable de referencia que se pasa a la función que hizo la llamada y d evu elve true si la operación pop ftie exitosa (en ca so contrario, devu elve false). Las pilas tienen m uchas ap licacion es interesantes. Por ejem p lo, cuando se hace una llamada a una función, la función llam ada debe saber có m o regresar a su ¡nvocador, por lo que la dirección de retom o se m ete en una pila. Si ocurre una serie d e llam adas a fun cion es, los valores de retom o su ce siv o s se m eten en la pila en el orden “ú ltim o en entrar, prim ero en salir”, de manera que cada función pueda regresar a su ¡nvocador. t a s pilas ofrecen soporte para la s llam adas a fu n cio n es recur sivas de igual manera que para las llam adas no recursivas con ven cionales. I-as pilas sum inistran la m em oria para, y alm acenan lo s valores de. las variables autom áticas en cada in vocación de una función. C uando la función regresa a su ¡nvocador o lanza una ex cep ció n se llam a al destructor (si lo hay) para cada objeto local, el esp acio para las variables autom áticas de esa función se extrae de la pila y e sa s variables dejan de ser con ocid as por el programa. L os com piladores utilizan pilas durante el proceso de evaluar exp resion es y generar có d ig o de lenguaje máquina. L os ejercicios d e este capítulo exploran varias ap licacion es de las pilas, in clu yen d o el có m o utilizarlas para desarrollar un com p ilad or com pletam ente funcional. A provecharem os la estrecha relación entre las listas y las pilas para im plem entar una cla se de pila reutilizando principalm ente una clase de lista. U sarem os d os form as distintas de reutilización. Primero im plem cntarcm os la clase pila m ediante la herencia privada de la clase lista. Luego im plcm entarem os una clase pila con la m ism a funcionalidad por m ed io d e la co m p o sició n , incluyendo un o b je to lista co m o m iem bro privado d e una d a s e pila. D esd e lu ego que todas las estructuras de datos en este cap ítulo, incluyendo estas d os cla ses d e pila, se ¡m plem entan co m o plantillas para exhortar a que s e rcutiliccn en el futuro.


Capitulo 17


961

El programa de las figuras 17.10 y 17.11 crea una plantilla de clase llamada Pila (figura 17.10), principalmente a través d e la herencia prívate de la plantilla d e clase L i s t a de la figura 17.4. Q u e rem os que la Pi l a tenga las fun cion es m iem bro pus h (lín eas 13-17). p o p (lín ea s 2 0 -2 4 ), estaPilaVacia (lín eas 2 7-31) e impri m i r P i l a (lín ea s 34-38). O bserve que, en esen cia, éstas son las fun cion es insertarAlFrente. quitarDelFrente. estaVacia e imprimir de la plantilla de clase Lista. D esd e lu ego que esta plantilla de cla se co n tien e otras fun cion es m iem bro (es decir, insertarAlFinal y quitarDelFinal) que no querem os q u e sean a ccesib les para la clase P i l a a través d e la interfaz public. Por lo tanto, al indicar q u e la plantilla d e cla se P i la va a heredar de la plantilla de cla se Lista, esp ecifica m o s una herencia private. Esto hace que todas las fun cion es m iem bro de la plantilla de cla se L i s t a sean fun cion es p r i v a t s en la plantilla de cla se Pila. Al im plem entar las fun cion es m iem bro de P i l a h acem os en ton ces que c a da una de éstas llam e a la función m iem bro apropiada de la cla se Lista: p u s h llam a a i n s e r tarAlFrente (lín ea 15), p o p llama a quitarDelPrente (lín ea 22). estaPilaVacia llam a a est a V a c i a (línea 2 9 ) c imprimirPila llam a a imprimir (línea 36). La plantilla de clase Pila s e utiliza en m a i n (figura 17.11) para crear una instancia de la p ila de enteros intPila de tipo Pila< int > (línea 11). L os enteros del 0 al 3 se meten en intPila (lín eas 16-20) y lu ego se sacan de la m ism a (lín eas 2 3 -3 0 ). El programa u tiliza la plantilla d e cla se Pila para crear la p ila d o u b l e P i l a de tipo Pila< double > (lín ea 32). Los valores 1.1, 2.2 , 3 .3 y 4 .4 se m eten en d o u b l e P i l a (lín eas 3 8 -4 3 ) y lu ego se sacan de la m ism a (lín eas 4 6 -5 3 ).

1 2

// Fig. 17.10: pila // Definición de la plantilla de clase Pila, derivada de la clase

3 4 5 6 7 8 9

«ifndef PILA_H «define PILA H

Lista.

«inelude "lista.h"


teaplate< class TIPOPILA > class Pila : private Lista< TIPOPILA > {

10

11 12 13 14

public: // push llama a la función insertarAlFrente de la clase Lista void push( const TIPOPILA &datos ) {

15

insertarAlFrente( datos );

16

17

) // fin de la función push

18

19 20

// pop llama a la función quitarDelFrente de la clase Lista bool pop( TIPOPILA &datos )

21

{

22 23 24 25 26 27

return quitarDelFrente( datos );

// estaPilaVacia llama a la función estaVacia de la clase Lista bool estaPilaVacia() const

28

{

) // fin de la función pop

Figura 17.10

Definición de la plantilla de clase P i l a . (Parte 1 de 2.)


962

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

Estructuras d e datos

return estaVacia(); ) // fin de la función estaPilaVacia // imprimirPila llama a la función imprimir de la clase Lista void imprimirPila() const { imprimir(); } // fin de la función imprimir }; // fin de la clase Pila •endif

Figura 17.10

1 2 3 4 5

Capítulo 17

Definición d e la plantilla d e clase Pila. (Parte 2 de 2.)

// Fig. 17.11> £igl7_ll.cpp // Programa para probar la plantilla de clase Pila. Vinelude using std::endl;

6

7

ffinclude "pila"

// Definición de la clase Pila

8

9 10 11

i n t main() ( Pila< int > intPila;

// crear Pila de valores int

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

cout << "procesando una Pila de valores integer" << endl; // meter valores int en intPila for ( int i ■ 0 ; i < 4; i + + ) { intPila.push( i ); intPila. imprimirPila () ; } // fin de instrucción For // sacar enteros deintPila int poplnteger; while ( 1intPila.estaPilaVacia() ) < intPila.pop( poplnteger ); cout << poplnteger << * se saco de la pila" << endl; intPila.imprimirPila () ; ) // fin de instrucción while Pila< double > doublePila; double valor - 1.1;

// crear Pila de valores double

cout << "procesando una Pila de valores double* << endl;

Rgura 17.11

Un program a simple sobre el uso de pilas. (Parte 1 d e 3.)


Capitulo 17

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57


963

// meter valorea de punto flotante en doublePila for { lnt j - 0; j < 4; j++ ) { doublePila.push( valor ); doublePila.imprimirPila(); valor ♦- 1.1; } // fin de instrucción Por // sacar valores de punto flotante de doublePila double popDouble; while ( IdoublePila.estaPilaVacia() ) { doublePila.pop( popDouble ); cout << popDouble << " se saco de la pila" << endl; doublePila.imprimirPila(); ) // fin de instrucción while return 0; } // fin de main

procesando una Pila de valores integer La lista esi 0 La lista es: 1 0 La lista es: 2 1 0 La lista es: 3 2 1 0 3 se saco de la pila La lista es: 2 1 0 2 se saco de la pila La lista es: 1 0 1 se saco de la pila La lista es: 0 0 se saco de la pila procesando una Pila de valores double La lista es: 1.1 La lista es: 2.2 1.1 La lista es: 3.3 2.2 1.1 La lista es: 4.4 3.3 2.2 1.1 (continua en la siguiente página ) Figura 17.11

Un program a simple sobre el uso d e pilas. (Parte 2 d e 3.)


964


Capítulo 17

4.4 se saco da la pila La lista as: 3.3 2.2 1.1 3.3 sa saco da la pila La lista as: 2.2 1.1 2.2 sa saco da la pila La lista as: 1.1 1.1 sa saco da la pila La lista asta vacia Sa dastruyeron todos los nodos Se destruyeron todos los nodos

Figura 17.11

Un programa simple sobre el uso de pilas. (Parte 3 d e 3.)

O tr a m a n e r a d e im p le m e n ta r u n a p la n tilla d e c la s e Pila e s r e u tiliz a n d o la p la n tilla d e c la s e Lista m e d ia n te la c o m p o s ic ió n . L a fig u ra 1 7 .1 2 e s u n a n u e v a im p lc m c n ta c ió n d e la p la n tilla d e c l a s e Pila q u e c o n tie n e u n o b je to Lista< TIPOPILA > lla m a d o pilaLista ( lín e a 43). E sta v e rs ió n d e la p la n tilla d e c la s e Pila u tiliz a a la c l a s e Lista d e la fig u ra 17.4. P a ra p r o b a r e s ta c la s e , u tilic e e l p r o g ra m a c o n tr o la d o r d e la f ig u ra 17.11 p e ro in c lu y a e l n u e v o a r c h iv o d e e n c a b e z a d o ,

pilacoiDposicion.h. e n v e r s io n e s d e la d a s e Pila. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

la lín e a 7 d e e s e a rc h iv o . L a s a lid a d e l p r o g r a m a e s id é n tic a e n a m b a s

// Fig. 17.12: pilacocnposicion.h // Definición de la plantilla de clase Pila con el objeto Lista compuesto. iifndef PILACOMPOSICION «define PILACOMPOSICION «include "lista.h*


template< class TIPOPILA > class Pila ( public: // sin constructor; el constructor de Lista lleva a cabo la inicialización // push llama a la función insertarAlFrente del objeto pilaLista void push( const TIPOPILA ¿datos ) { pilaLista.insertarAlFrente( datos ); )

// fin de la función

push

20

21 22 23 24 25 26

// pop llama a la función quitarDelFrente del objeto pilaLista bool popíTIPOPILA ¿datos ) { return pilaLista.quitarDelFrente( datos ); }

Figura 17.12

// fin de la función pop La plantilla d e clase P i l a con un objeto L i s t a compuesto. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 17

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47


965

// eataPilaVacia llama a la función «ataVacia dal objato p ila L is ta bool eataPilaVacia() conat { return pilaLiata.eataVacia(); ) // fin de la función eataPilaVacia // imprimirPila llama a lafunción imprimir void imprimirPila() conat { pilaLista.imprimir();

del

objeto pilaLista

> // fin de la función imprimirPila private: Liata< TIPOPILA > pilaLiata;

//objeto Liatacompuesto

>; // fin de la clase Pila ffendif

Figura 17.12

La plantilla d© cías© P i l a con un objeto L i s t a compuesto. (Parte 2 d e 2.)

17.6 Colas U na

cola e s

s im ila r a la f ila p a r a p a g a r e n u n s u p e rm e r c a d o : l a p r im e r a p e r s o n a e n la lín e a e s a t e n

d id a p r im e ro ; lo s d e m á s c lie n te s s e c o lo c a n a l fin a l d e l a lín e a y e s p e r a n a q u e s e le s a tie n d a . L o s n o d o s d e u n a c o la se e lim in a n s ó lo d e s d e

el principio d e

la m is m a y s e in s e rta n s ó lo a l final d e é s ta .

P o r e s ta ra z ó n , la c o la s e c o n o c e c o m o u n a e s tr u c tu r a d e d a to s d e l tip o

en salir (FIFO)". dequeue.

"primero en entrar, primero en q u eu e y

L a s o p e r a c io n e s d e in s e r ta r y e lim in a r e le m e n to s s e c o n o c e n c o m o

L a s c o l a s tie n e n m u c h a s a p lic a c io n e s e n lo s s is te m a s c o m p u ta c io n a le s . L a m a y o ría d e la s c o m p u ta d o ra s tie n e n s ó lo u n p r o c e s a d o r , p o r lo q u e s ó lo p u e d e n a te n d e r a u n u s u a rio a la v e z . L a s e n tr a d a s p a r a lo s d e m á s u s u a r io s s e c o lo c a n e n u n a c o la . C a d a e n tra d a a v a n z a g r a d u a lm e n te al fre n te d e la c o la , a m e d id a q u e lo s u s u a rio s r e c ib e n a te n c ió n . L a e n tra d a a l f re n te d e la c o la e s la s ig u i e n te e n r e c ib ir a te n c ió n . L a s c o la s ta m b ié n se u tiliz a n p a ra d a r s o p o rte al u s o d e la c o l a d e im p re s ió n . P u e d e s e r q u e un e n to rn o m u ltiu s u a rio te n g a s ó lo u n a im p re s o ra . M u c h a s u s u a r io s p u e d e n e s ta r g e n e r a n d o d a t o s d e s a lid a p a r a im p rim ir. S i la im p r e s o ra e s tá o c u p a d a , a ú n p o d r ía n g e n e r a r s e o tr o s d a to s d e s a lid a . É s to s q u e d a n e n e s p e r a e n e l d is c o , e n d o n d e e s p e r a n e n u n a c o la h a s ta q u e la im p r e s o ra e s té d is p o n ib le . E n la s r e d e s c o m p u ta c io n a le s , lo s p a q u e te s d e in fo rm a c ió n ta m b ié n e s p e r a n e n c o la s. C a d a v e z q u e u n p a q u e te lle g a a u n n o d o d e la re d , d e b e e n r u ta rs e h a c ia e l s ig u ie n te n o d o e n la re d a tra v é s d e la r u ta h a c ia e l d e s tin o fin a l d e l p a q u e te . FJ n o d o e n r u ta d o r e n v ía u n p a q u e te a la v e z , p o r lo q u e lo s p a q u e te s a d ic io n a le s s e p o n e n e n u n a c o l a h a s ta q u e e l e n r u ta d o r p u e d a e n v ia rlo s . U n s e rv id o r d e a r c h iv o s e n u n a r e d c o m p u ta c io n a l s e e n c a r g a d e la s p e tic io n e s d e a c c e s o a lo s a r c h iv o s d e m u c h o s c l ie n te s d is trib u id o s e n la re d . L o s s e r v id o r e s tie n e n u n a c a p a c id a d lim ita d a p a ra d a r s e r v ic io a la s p e tic io n e s d e lo s c lie n te s . C u a n d o e s a c a p a c id a d se e x c e d e , la s p e tic io n e s d e lo s c l ie n te s e s p e ra n e n c o la s .


966

1 2 3 4 5 6 7 8 9


Capítulo 17

// Fiq. 17.13: cola.h // Definición de la plantilla da clase Cola, derivada de la clase Lista. üfndef c o l a H Idafine COLA B ffinclude "lista.hw


template< class TIPOCOLA > class Cola: prívate Lista< TIPOCOLA > {

10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

public: // enqueue llama a la función insertarAlFinal de la clase Lista void enqueue( const TIPOCOLA ¿datos ) { insertarAlFinal( datos ); > // fin de la función enqueue // dequeue llama a la función quitarDelFrente de la clase Lista bool dequeue( TIPOCOLA ¿datos )

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

{

retura quitarDelFrente( datos ); } // fin de la función

dequeue

// estaColaVacia llama a la función estaVacia de la clase Lista bool estaColaVacia() const { retura estaVaciaO; }

// fin de

la función estaColaVacia

// imprimírCola llama a la ftinción imprimir de la clase Lista void imprimírCola() const { imprimir () ; >

// fin de

la función imprimírCola

}; // fin de la clase Cola iendif

Figura 17.13

Definición d e una plantilla d e clase llamada C o la .

Cola ( fig u r a 1 7 .1 3 ), Lista d e la f ig u ra 1 7 .4. 1 3 -1 7 ), dequeue (lin c a s

E l p r o g ra m a d e la f ig u ra s 1 7 .1 3 y 1 7 .1 4 c re a u n a p la n tilla d e c l a s e lla m a d a p r in c ip a lm e n te a tr a v é s d e la h e r e n c ia

prívate

d e la p la n tilla d e c la s e

Cola te n g a la s f u n c io n e s m ie m b r o enqueue ( lín e a s estaColaVacia (lín e a s 2 7 - 3 1 ) e imprimí rCola (lín e a s 3 4 -3 8 ). H a y q u e te n e r e n c u e n ta q u e é s ta s s o n e s e n c ia lm e n te la s f u n c io n e s insertarAlFinal. quitarDelFrente, estaVacia e imprimir d e la p la n tilla d e c la s e Lista. D e s d e lu e g o q u e e s ta p la n tilla d e c la s e c o n tie n e o tr a s f u n c io n e s m ie m b r o (e s d e c ir , insertarAlFrente y quitarDelFinal)que n o e s c o n v e n ie n te q u e s e a n a c c e s ib le s a tr a v é s d e la in te r f a z public p a r a la c l a s e Cola. A s í q u e , al in d ic a r q u e l a p la n tilla d e c la s e Cola v a a h e r e d a r a la p la n tilla d e c la s e Lista, e s p e c if ic a m o s u n a h e r e n c ia private. E s to h a c e q u e to d a s la s f u n c io n e s m ie m b r o d e la p la n tilla d e c l a s e Lista se a n f u n c io n e s private e n la p la n tilla d e c la s e Cola. A l im p le m e n ta r la s f u n c io n e s m ie m b r o d e Cola. Q u e r e m o s q u e la 2 0 - 2 4 ),


Capitulo 17


967

Lista: enqueue insert&rAlFin&l (línea 15). dequeue llama a quitarDelFrente (linca 22), estaColaVacia llam a a estaVacia (línea 2 9 ) e imprimírCola llam a a imprimir (lín ea 3 6). 1.a figura 17.14 utiliza a la plantilla de cla se Cola para crear una instancia de la c o la de valores enteros intCola d e tipo Cola< int > (línea 11). L os enteros d el 0 a l 3 se ponen en la c o la intCola (lín ea s 16-20) y d esp u és se sacan de la co la intCola en el orden “primero e n entrar, prim e ro en salir” (lín eas 23-30). A continuación, el programa crea una instancia d e la co la doubleCola de tip o Cola< double > (línea 32). L os valores 1 .1 ,2 .2 ,3 .3 y 4 .4 se ponen en doubleCola (lí neas 3 8 -4 3 ) y lu ego se sacan d e doubleCola en e l orden “prim ero en entrar, primero en salir” h acem os que cada una d e éstas llam e a la función m iem bro apropiada d e la cla se

llama a

(lín eas 46 -5 3 ).

1 / / F ig . 17.14: figl7_14.cpp 2 / / Programa p a ra probar l a p l a n t i l l a de c laa e Cola. 3 •in e lu d e 4 5 uaing s td :r e n d í; 6 7 iin c lu d e " c o la .h " / / D efin ició n de la c la s e Cola 8 9 in t main() 10 ( 11 Cola< in t > in tC o la ; / / c re a r Cola de v a lo re s in t 12

13 14 15 16 17 18 19 20

cout << "procesando una Cola de v a lo re s in te g e r" << en d l; / / poner lo s e n te ro s en intC ola fo r ( i n t i ■ 0; i < 4; ) { in tC o la . enqueue( i ); in tC o la . Im prim írC ola(); } / / f in de in s tru c c ió n For

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

/ / sac a r lo s e n tero s de intC ola i n t dequeuelnteger; w hile ( 1in tC o la .e sta C o la V a c ia () ) { in tC o la.d eq u eu e( dequeuelnteger ); cout << dequeuelnteger << * se saco de l a co la" << endl; in tC o la . im prim írC ola(); } / / f in de in s tru c c ió n w hile Cola< double > doubleCola; double v a lo r - 1 .1 ;

/ / c re a r Cola de v a lo re s double

cout << "procesando una Cola de v a lo re s double* << e n d l; / / poner lo s v a lo re s de punto f lo ta n te en doubleCola fo r ( i n t j - 0 ; j< 4; ) { doubleC ola.enqueue( v a lo r ); doubleC ola.im prim irC ola() ; v a lo r 1.1 ; } / / f in de in s tru c c ió n For

Rgura 17.14

Programa para procesar colas. (Parte 1 d e 3.)


968

44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57


Capítulo 17

// sacar los valoras da punto flotanta da doublaCola double dequeueDouble; whila ( 1doublaCola.estaColaVacia() ) { doublaCola.dequeue( dequeueDouble )j cout << dequeueDouble << " se saco da la cola" << andl; doublaCola.imprimirColaf); ) // fin da instrucción while r a t u m 0; } // fin da main

procesando una Cola da valoras intagar La lista as: 0 La lista asi 0 1 La lista as: 0 1 2 La lista as: 0 1 2

3

0 sa saco da la cola La lista as: 1 2 3 1 se saco da la cola La lista as: 2 3 2 sa saco da la cola La lista as: 3 3 sa saco da la cola

procesando una Cola da valoras double La lista as: 1.1 La lista as: 1.1 2.2 La lista as: 1.1 2.2 3.3 La lista as: 1.1 2.2 3.3 4.4 1.1 sa saco da la cola La lista as: 2.2 3.3 4.4 2.2 sa saco da la cola La lista as: 3.3 4.4 3.3 sa saco de la cola La lista as: 4.4 Rgura 17.14



Capitulo 17


969

4.4 se saco ds la cola La lista asta vacia Se destruyeron todos los nodos Se destruyeron todos los nodos Hgura 17.14


17.7 Árboles L a s lis ta s e n la z a d a s , la s p ila s y la s c o la s s o n estructuras d e datos lineales. U n á r b o l e s u n a e s tr u c tu ra d e d a to s n o lin e a l d e d o s d im e n s io n e s , c o n p r o p ie d a d e s e s p e c ia le s . L o s n o d o s d e lo s á r b o le s c o n tie n e n d o s o m á s e n la c e s . E s ta s e c c ió n h a b la s o b r e lo s árboles binarios ( fig u r a 1 7 .1 5 ): á r b o le s c u y o s n o d o s c o n tie n e n d o s e n la c e s (n in g u n o , u n o o a m b o s d e lo s c u a le s p u e d e n s e r n u lo s ). P a r a lo s fin e s d e e s ta d is c u s ió n , v e a lo s n o d o s e n la f ig u ra 1 7 .1 5 . E l nodo raíz ( n o d o B) e s e l p r im e r n o d o e n un á rb o l. C a d a e n la c e e n e l n o d o ra íz s e r e f ie r e a u n hijo ( n o d o s A y D). E l h ijo izquierdo ( n o d o A) e s e l n o d o ra íz d e l subá rb o l izquierdo (q u e c o n tie n e s ó lo a l n o d o A), y e l h ijo derecho ( n o d o D) e s el n o d o r a íz d e l subárbol derecho ( q u e c o n tie n e lo s n o d o s D y C). L o s h ijo s d e u n s o lo n o d o s e c o n o c e n c o m o herm anos ( p o r e je m p lo , lo s n o d o s A y D so n h e rm a n o s ). U n n o d o s in h ijo s s e c o n o c e c o m o

nodo h oja ( p o r e je m p lo , lo s n o d o s A y C so n n o d o s h o ja ). L o s c ie n tífic o s c o m p u ta c io n a le s p o r lo g e n e ra l d ib u ja n a lo s á rb o le s d e l n o d o ra íz h a c ia a b a jo : e x a c ta m e n te lo o p u e s to a lo s á rb o le s n a tu ra le s . E s ta s e c c ió n h a b la s o b r e u n á r b o l b in a r i o e s p e c ia l c o n o c id o c o m o árbol d e biísqueda binaria. E s te tip o d e á r b o l ( s in v a lo re s d e n o d o s d u p lic a d o s ) tie n e la c a r a c te r ís tic a d e q u e lo s v a lo re s e n c u a l q u ie r s u b á rb o l iz q u ie r d o s o n m e n o re s q u e e l v a lo r e n su n o d o p a d r e , y lo s v a lo re s e n c u a lq u ie r s u b á r b o l d e r e c h o s o n m a y o re s q u e e l v a lo r e n s u n o d o p a d re . L a f ig u ra 1 7 .1 6 m u e s tra a u n á r b o l d e b ú s q u e d a b in a ria c o n 12 v a lo re s . O b s e r v e q u e l a f o rm a d e l á r b o l d e b ú s q u e d a b in a r ia q u e c o r r e s p o n d e a u n c o n ju n to d e d a to s p u e d e v a ria r, d e p e n d ie n d o d e l o r d e n e n e l q u e s e in s e rte n lo s v a lo re s e n el á r b o l. E l p r o g ra m a d e la s fig u ra s 1 7 .1 7 a 1 7 .1 9 c re a u n á rb o l d e b ú s q u e d a b in a ria y lo r e c o rre (e s d e cir, a v a n z a a tr a v é s d e s u s n o d o s ) d e tr e s fo rm a s: m e d ia n te e l u s o d e recorridos inorden, preorden y

postorden re c u rs iv o s .

Rgura 17.15

La representación gráfica de un árüol de búsqueda binaria.


970


Figura 17.16

Capítulo 17

Un árbol de búsqueda binarla.

C om enzarem os nuestra d iscu sión con el programa controlador (figura 17.19) y lu eg o continua rem os con las im plcm cn tacion cs d e las cla ses NodoArbol (figura 17.17) y Arbol (figura 17.18). La fun ción m&in (figura 17.19) em pieza por crear una instancia del árbol d e valores enteros intArbol d e tipo Arbol< int > (lín ea 16). R1 programa pide 10 enteros, cada uno de lo s cu a les se inserta en el árbol binario m ediante una llamada a insertarNodo (lín ea 2 3 ). D esp ués el progra m a lleva a cabo lo s recorridos preorden, inorden y postorden (lo s cu ales explicarem os en breve) de

intArbol (lín eas 28, 31 y 34, respectivam ente). A continuación el programa crea una instancia del árbol de valores d e punto flotante doubleArbol d e tipo Arbol< double > (lín ea 36). E l pro gram a pide 10 valores double. cada uno d e lo s cu ales s e inserta en e l árbol binario m ediante una llam ada a insertarNodo (línea 44). D esp u és e l programa realiza lo s recorridos preorden, inor den y postorden d e doubleArbol (lín eas 49, 52 y 5 5 , respectivam ente).

1 2 3 4

c o

6

7

8 9 10 11 12 13 14

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

// Fig. 17.17: nodoarbol.h // Definición de la plantilla de clase NodoArbol. iifndef NODOARBOLH •define NODOARBOL H // declaración anticipada de la clase Arbol template< clase TIPONODO > class Arbol; template< class TIPONODO > class NodoArbol { friend class Arbol< TIPONODO >; public: // constructor NodoArbol( const TIPONODO fcd ) : izqPtrf 0 ), datos( d ), derPtr( 0 ) ( // cuerpo vacio ) // fin del constructor de NodoArbol

Rgura 17.17

La definición de la plantilla d e clase N o d o A rb o l. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 17

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Figura

971

// devolver copia de los datos del nodo TIPONODO obtenerDatos() const { retura datos; } // fin de la función obtenerDatos private: NodoArbol< TIPONODO > *izqPtr; // apuntador al subárbol izquierdo TIPONODO datos; NodoArbol< TIPONODO > *derPtr; // apuntador al subárbol derecho ); // fin de la clase NodoArbol •endif

Rgura 17.17

1 2 3 4 oc 6 7 8 o 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34


La definición d e la plantilla d e clase NodoArbol. (Parte 2 de 2.)

// Fig. 17.18: árbol.h // Definición de la plantilla de clase Arbol. •ifndef ARBOL H •define ARBOL_H •inelude using std:rendí; •inelude •inelude "nodoárbol.h" template< class TIPONODO > class Arbol { publict Arbol(); void insertarNodo( const TIPONODO void preOrdenRecorrido() const; void inOrdenRecorrido() const; void postOrdenRecorrido() const;

k

);

private: NodoArbol< TIPONODO > ‘raixPtr; // funciones de utilería void insertarAyudanteNodo( NodoArbol< TIPONODO > **, const TIPONODO k ); void preOrdenAyudante( NodoArbol< TIPONODO > * ) const; void inOrdenAyudante( NodoArbol< TIPONODO > * ) const; void postOrdenAyudante( NodoArbol< TIPONODO > * ) const; }; // fin de la clase Arbol

17.18

Definición d e la plantilla de clase

Arbol. (Parte 1 d e 4.)


972

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63


Capítulo 17

// constructor t e m p l a t e < c l a s e TIPONODO > A r b o l < TIPONODO > : : A r b o l ( )

{ raizPtr - 0; > // fin del constructor de Arbol / / in s e r t a r nodo en A rb ol t e m p l a t e < c l a s s TIPONODO > v o i d A r b o l < TIPONODO > sii n s e r t a r N o d o ( c o n s t TIPONODO ¿ v a l o r

)

{ in s e r t a r A y u d a n t e N o d o ( &r a i z P t r , )

//

fin

de la

fu n c ió n

v a lo r

);

in s e r ta r N o d o

/ / f u n c i ó n d e u t i l e r í a lla m a d a p o r i n s e r t a r N o d o ; r e c i b e u n a p u n t a d o r / / a o t r o a p u n ta d o r , d e m anera que l a f u n c ió n p u ed a m o d if ic a r e l v a l o r d e e s e a p u n ta d o r t e m p l a t e < c l a s s TIPONODO > v o i d A r b o l < TIPONODO > : : i n s e r t a r A y u d a n t e N o d o ( N o d o A r b o l< TIPONODO > * * p t r , c o n s t TIPONODO & v a lo r )

{ / / s u b á r b o l e s t á v a c i o ; c r e a r n u ev o N odoA rbol q u e c o n te n g a e l v a l o r i f ( *ptr 0 ) * p t r ■ n ew N o d o A r b o l< TIPONODO > ( v a l o r ) ; e ls e

//

su b á rb o l no e s t á

v a c io

// los datos a insertar son menores que los datos en el nodo

64 65

if

a ctu a l ( v a lo r < ( * p tr )-> d a to s ) in s e r t a r A y u d a n t e N o d o ( &( ( * p t r

)-> iz q P tr

),

v a lo r

);

66

67

else

68

69

//

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85

if

l o s d a to s a i n s e r t a r so n m ayores q u e l o s d a to s en e l nodo a c tu a l { v a lo r > ( * p tr )-> d a to s ) i n s e r t a r A y u d a n t e N o d o ( &( ( * p t r ) - > d e r P t r ) , v a l o r ) ;

e ls e

//

se

ig n o r a

e l v a lo r de lo s

d a to s d u p lic a d o s

cout << valor << * dup" << endl; )

//

fin

de la

fu n c ió n

in s e r t a r A y u d a n t e N o d o

/ / em p ezar r e c o r r id o p r e o r d e n d e l A rb ol t e m p l a t e < c l a s s TIPONODO > v o i d A r b o l< TIPONODO > : : p r e O r d e n R e c o r r i d o ( )

con st

{ p reO rd en A y u d a n te( r a i z P t r )

//

Rgura 17.18

fin

);

d e la f u n c i ó n p r e O r d e n R e c o r r id o

Definición d e la plantilla de clase A r b o l . (Parte 2 de 4.)


Capitulo 17

86

87 88

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

103 104 105 106 107 108 109 110 111 112

113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138


973

/ / f u n c ió n d e u t i l e r í a p a ra r e a l i z a r r e c o r r id o p reo r d e n d e l A rb o l t e m p l a t e < c l a s e T I PONOIX) > v o i d Arbol< TIPONODO > : : p r e O r d e n A y u d a n t e ( N o d o A r b o l< TIPONODO > * p t r ) c o n s t { i f ( p tr 1- 0 ) { c o u t < d a t o a << ' ' / / / p r o c e s a r nodo p reO rd en A y u d a n te( p t r - > i z q P t r ) ; / / i r a su b á r b o l iz q u ie r d o p reO rd en A y u d a n te( p t r - > d e r P t r ) ; / / i r a su b á rb o l d erech o } }

//

//

fin

fin

de

de la

in s tr u c c ió n

if

f u n c i ó n p r e O r d e n A y u d a n te

/ / em p ezar r e c o r r id o in o r d e n d e l A rb o l t e m p l a t e < c l a s s TIPONODO > v o i d A r b o l< TIPONODO > : : i n O r d e n R e c o r r i d o ( ) í in O r d e n A y u d a n t e ( r a i z P t r ) ; }

//

fin

de la

fu n c ió n

con st

in O r d e n R e c o r r id o

/ / f u n c ió n d e u t i l e r í a p a r a r e a l i z a r r e c o r r id o in o r d e n d e l A rb o l t e m p l a t e < c l a s s TIPONODO > v o i d A r b o l < TIPONODO > : : in O r d e n A y u d a n t e ( N o d o A r b o l < TIPONODO > * p t r ) c o n s t { i f ( p t r !■ 0 ) { in O r d e n A y u d a n t e ( p t r - > i z q P t r ) ; / / i r a su b á r b o l iz q u ie r d o c o u t < d a t o s << » / / p r o c e s a r nodo in O r d e n A y u d a n t e ( p t r - > d e r P t r ) ; / / i r a su b á rb o l d erech o > // } //

fin

fin

de in s tr u c c ió n

de la

fu n c ió n

if

in O r d e n A y u d a n te

/ / em p ezar r e c o r r id o p o s to r d e n d e l A rb ol t a m p l a t e < c l a s s TIPONODO > v o i d A r b o l < TIPONODO > s i p o s t O r d e n R e c o r r i d o ( ) c o n s t { p o stO r d e n A y u d a n te ( r a i z P t r ) ; )

//

fin

de la

f u n c i ó n p o s t O r d e n R e c o r r id o

/ / fu n c ió n d e u t i l e r í a p a r a r e a l i z a r r e c o r r id o p o s to r d e n d e l A rb o l t e m p l a t e < c l a s s TIPONODO > v o i d A r b o l < TIPONODO > i : p o s t O r d e n A y u d a n t e ( N o d o A r b o l< TIPONODO > * p t r ) c o n s t { i f ( p tr ! - 0 ) { p o stO r d e n A y u d a n te ( p t r - > iz q P t r ) ; / / i r a su b á r b o l iz q u ie r d o p o stO r d e n A y u d a n te ( p t r - > d e r P t r ) ; / / i r a su b á rb o l d erech o c o u t < d a t o s << * / / p r o c e s a r nodo

Rgura 17.18

Definición d e la plantilla d e clase

Arbol. (Parte 3 d e 4.)


974

139 140 141 142 143 144


) )

//

fin

fin

de i n s t r u c c i ó n i f

de la

f u n c i ó n p o s tO r d e n A y u d a n t e

tendif

Figura 17.18

1 2 3 4 5 ó 7

//

Capítulo 17

Definición d e la plantilla d e clase Arbol. (Parte 4 de 4.)

// Fig. 17.19: figl7_19.cpp // Programa para probar la claaa Arbol. fineluda using std::cout; uaing atdttcin; uaing std::fixed;

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

iinclude uaing std*:setprecision; finelude "árbol.h"

// Definición de la clase Arbol

int main() { Arbol< int > intArbol; int intValor;

// crear Arbol de valorea int

cout << "Escriba 10 valoras integer:\n";

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

for ( int i - 0; i < 10; i++ ) { cin >> intValor; intArbol.inaertarNodo( intValor ); } // fin de instrucción For cout << "\nRecorrido praorden\n"; intArbol.preOrdenRecorrido(); cout << "\nRecorrido inorden\n"; intArbol.inOrdenRecorrido(); cout << "\nRecorrido postorden\n"; intArbol.poatOrdenRecorrido(); Arbol< double > doubleArbol; double doubleValor;

// crear Arbol de valorea double

cout << fixed << setprecision( 1 ) << M\n\n\nEscriba 10 valores double:\n"; for ( int j ■ 0; j < 10; j++ ) { cin >> doubleValor;

Rgura 17.19

Creación y recorrido d e un árbol binarlo. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 17

44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61


d o u b l« A r b o l. in s e r t a r N o d o ( d o u b le V a lo r

975

);

) // fin de instrucción Por cou t

<< " X n R e c o r r id o p r e o r d e n \ n * ;

doubl«Arbo1. preOrdenRecorrido(); c o u t << ~ \ n R e c o r r i d o i n o r d e n \ n " ; d o u b l e A r b o l . in O r d e n R e c o r r id o ( ) ; c o u t << " X n R e c o r r id o p o s t o r d e n X n " ; d o u b le A r b o 1 . p o s t O r d e n R e c o r r i d o ( ) ; cou t

<< endl;

r e t u m 0; > // f i n

de m a in

Escriba 10 valores integer: 50 25 75 12 33 67 88 6 13 68 Recorrido preorden 50 25 12 6 13 33 75 67 68 88 Recorrido inorden 6 12 13 25 33 50 67 68 75 88 Recorrido postorden 6 13 12 33 25 68 67 88 75 50

Escriba 10 valores double: 39.2 16.5 82.7 3.3 65.2 90.8 1.1 4.4 89.5 92.5 Recorrido preorden 39.2 16.5 3.3 1.1 4.4 82.7 65.2 90.8 89.5 92.5 Recorrido inorden 1.1 3.3 4.4 16.5 39.2 65.2 82.7 89.5 90.8 92.5 Recorrido postorden 1.1 4.4 3.3 16.5 65.2 89.5 92.5 90.8 82.7 39.2 figura 17.19

Creación y recorrido d e un árbol binario. (Parte 2 d e 2.)

A h o r a h a b la r e m o s s o b r e la s d e f in ic io n e s d e la p la n tilla d e c la s e . E m p e z a r e m o s c o n l a p la n tilla

Ar NodoArbol: datos, q u e a l m a c e n a e l v a lo r d e l n o d o y lo s a p u n ta d o r e s izqPtr ( a l s u b á rb o l iz q u ie r d o d e l n o d o ) y derPtr (al s u b á rb o l d e r e c h o d e l n o d o ). E l c o n s tr u c to r (lín e a s 1 6 -2 3 ) a s ig n a a datos e l v a lo r q u e r e c ib e c o m o a r g u m e n to y a s ig n a c e r o a izqPtr y derPtr ( in ic ia liz a n d o a s í e s te n o d o p a r a q u e s e c o n v ie r ta e n u n n o d o h o ja ). L a fu n c ió n m ie m b r o obtenerDatos (lín e a s 2 6 - 3 0 ) d e v u e lv e e l v a lo r d e datos. L a p la n tilla d e c la s e Arbol ( fig u r a 1 7 .1 8 ) tie n e c o m o d a to prívate a raizPtr ( lín e a 2 4 ), d e c la s e

bol

NodoArbol

( fig u ra 1 7 .1 7 ), q u e d e c la ra c o m o frie n d ( lín e a 11) a la p la n tilla d e c l a s e

( fig u r a 1 7 .1 8 ). L a s lín e a s 3 3 a 3 5 d e c la r a n lo s d a to s p r iv a d o s d e

u n a p u n t a d o r a l n o d o r a íz d e l á rb o l. L a s lín e a s 18 a 21 d e la c la s e d e c la r a n a la s f u n c io n e s m ie m b r o

inaertarNodo ( q u e in s e rta u n n u e v o n o d o e n e l InOrdenRecorr ido y postOrdenRecorrido, c a d a u n a

p ú b lic a s

á r b o l) y

preOrdenRecorrido,

d e la s c u a le s a v a n z a p o r e l á r b o l en


976


Capítulo 17

la manera designada. Cada una de estas fu n d o n e s m iem bro llam a a su propia fu n d ó n de utilería recursiva por separado, para llevar a cabo las o p era d o n es apropiadas en la representadón interna del árbol. El constructor de Arbol inicializa raizPtr e n cero para indicar que el árbol está inicial m ente vacío. La función d e utilería insertarAyudanteNodo (lín eas 5 3 -7 6 ) d e la cla se Arbol e s llam a da por insertarNodo (lín eas 4 4 -4 9 ) para insertar recursivam ente un nodo en el árbol. Un nodo só lo p u ed e insertarse corno nodo hoja en un árbol de búsqueda binaria. Si e l árbol está v a d o se crea un nuevo

NodoArbol, se inicializa y s e inserta en e l árbol (lín ea s 5 8 -5 9 ).

Si el árbol no está vacío, el programa com para el valor a insertar con el valor de datos en el n odo raíz. Si el valor a insertar es m enor (línea 6 4 ), el programa llama recursivamente a insertar AyudanteNodo (línea 6 5 ) para insertar el valor en el subárbol izquierdo. Si el valor a insertar es m ayor (lín ea 7 0 ), el programa llam a rccursivam cntc a insertarAyudant «Nodo (lín ea 71) para insertar el valor en el subárbol derecho. Si el valor a insertar es idéntico al valor de lo s datos en el nodo raíz, el programa im prim e el m ensaje “ dup” (línea 7 4 ) y regresa sin insertar el valor duplicado en el árbol. O b serve que insertarNodo pasa la dirección de raizPtr a insertar AyudanteNodo (línea 47), para que pueda m odificar e l valor alm acenado e n raizPtr (e s decir, la direc ción d el n odo raíz). Para recibir un apuntador a raizPtr (que tam bién es un apuntador), el primer argum ento de insertarAyudanteNodo s e declara co m o apuntador a un apuntador, el que a su v e z apunta a un NodoArbol. Cada una de las fu n cion es m iem bro inOrdenRecorrido (lín eas 101-106), preOrdenRecorrido (lín eas 7 9 -8 4 ) y postOrdenRecorrido (lín ea s 123-128) recorren el árbol e im prim en lo s valores de los nodos. Para lo s fines de la sigu ien te d iscu sió n , utilizarem os el árbol d e búsqueda binaria de la figura 17.20. La función inOrdenRecorrido invoca a la función d e utilería inOrdenAyudante para realizar el recorrido inorden d el árbol binario. Los pasos para un recorrido inorden son: 1. Recorrer el subárbol izquierdo m ediante un recorrido inorden. (E sto se lleva a cab o m edian te la llam ada a inOrdenAyudante e n la línea 114.) 2. Procesar el valor en el nodo; es decir, im prim ir el valor d el n odo (línea 115). 3. Recorrer el subárbol derecho con un recorrido inorden. (E sto se lleva a cabo m ediante la llam ada a inOrdenAyudante e n la lín ea 116.) E l valor en un n odo no se procesa sin o hasta que s e procesen todos lo s valores en su subárbol izquier d o , ya que cada llam ada a inOrdenAyudante llam a inm ediatam ente a inOrdenAyudante otra v ez con el apuntador al subárbol izquierdo. El recorrido inorden del árbol de la figura 17.20 es:

6 13 17 27 33 42 48

Figura 17.20

Un árbol de búsqueda binarla.


Capitulo 17


977

O bserve que el recorrido ¡norden de un árbol de búsqueda binaria im prim e lo s valores d e lo s n o d os en orden ascendente. El p roceso de crear un árbol de búsqueda binaria verdaderam ente ordena los datos; d e aquí que se llam e a este proceso el ordenam iento de árbol binario. La función preOrdenRecorrido invoca a la función d e utilería preOrdenAyudanta pa ra realizar e l recorrido preorden d el árbol binario. L o s pasos para un recorrido preorden son: 1. Procesar el valor en el nodo (línea 9 2 .) 2. Recorrer el subárbol izquierdo con un recorrido preorden. (E sto se lleva a cabo m ediante la llam ada a preOrdenAyudanta en la línea 9 3 .) 3. Recorrer el subárbol derecho co n un recorrido preorden. (E sto se lleva a cab o m ediante la llam ada a

preOrdenAyudanta en la línea 9 4 .)

El valor e n cada nodo s e procesa a m edida que éste se va visitando. U na vez que se procesa el valor en un nodo dado, se procesan lo s valores en el subárbol izquierdo. Luego se procesan lo s v alo res en e l subárbol derecho. El recorrido prcordcn d el árbol en la figura 17.20 es:

27 13 6 17 42 33 48 La función postOrdenRecorrido invoca a la función de utilería postOrdenRecorrido para realizar el recorrido postorden d el árbol binario. L os pasos para un recorrido postorden son: 1. Recorrer e l subárbol izquierdo con un recorrido postorden. (E sto se lleva a cab o m ediante la llam ada a postOrdenAyudante en la línea 136.) 2. Recorrer el subárbol derecho co n un recorrido postorden. (Esto se lleva a cabo m ediante la llam ada a postOrdenAyudante en la línea 137.) 3. Procesar el valor e n el n odo (lín ea 138.) El valor en cada nodo no se imprimirá sin o hasta que se impriman los valores de sus hijos. El reco rrido postorden del árbol en la figura 17.20 es:

6 17 13 33 48 42 27 E l árbol d e búsqueda binaria facilita la elim inación d e duplicados. A m edida que se vaya crean do el árbol se detectarán lo s intentos por insertar un valor duplicado, ya q u e éste seguirá las m ism as d ecisio n es de “ir a la izquierda" o “ir a la derecha” e n cada com paración, al igual que ocurrió co n el valor original cuando se insertó en el árbol. Por lo tanto, el duplicado eventualm ente se comparará con un n odo q u e contenga el m ism o valor. En este punto s e puede descartar el valor duplicado. E l p roceso de buscar un valor e n un árbol binario que concuerde co n un valor clave también es rápido. S i el árbol está balanceado, en ton ces cada nivel con tien e aproxim adam ente el d ob le d e e le m entos que el nivel anterior. E ntonces un árbol d e búsqueda binaria con n elem en tos tendría un m á xim o d e logj/i niveles; por lo tanto, tendría q u e llevarse a cab o un m áxim o d e lo g y i com paraciones para encontrar una coincidencia o para determinar que no ex iste una. Por ejem p lo, esto sign ifica que, al buscar en un árbol de búsqueda binaria (balanceado) co n 1000 elem en tos no necesitan hacerse m ás de 10 com paraciones, ya que 2 lo> 1000. Al buscar en un árbol de búsqueda binaria (balanceado) con 1 ,000,000 d e elem en tos no necesitan hacerse más de 2 0 com paraciones, ya q u e 2 :o> 1,000,000. En lo s ejercicios s e presentan algoritm os para otras diversas operaciones con árboles binarios tales co m o elim inar un elem en to d e un árbol binario, im prim ir un árbol binario en form ato d e árbol bidim ensional y llevar a cabo un recorrido de un árbol binario en orden d e niveles. Este tip o de re corrido visita los nodos d el árbol fila por fila, em pezando en el nivel del n odo raíz. En cada nivel del árbol, lo s nodos se visitan de izquierda a derecha. O tros ejercicio s co n árboles binarios son el per mitir q u e un árbol d e búsqueda binaria contenga valores duplicados, insertar valores de cadena en un árbol binario y determ inar cuántos n iveles co n tien e un árbol binario.


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Capítulo 17

RESUMEN • Las clases autorreferenriadas contienen miembros que se conocen como enlaces y que apuntan a objetos del mismo tipo de la clase. • Las clases autorreferenciadas permiten que muchos objetos se enlacen entre s í para formar pilas, colas. listas y árboles. • La asignación dinámica de memoria reserva un bloque de bytes en memoria para almacenar un objeto duran te la ejecución de un programa. • Una lista enlazada es una colección lineal de objetos de clases autorreferenciadas. • Una lista enlazada es una estructura de datos dinámica: la longitud de la lista aumenta o disminuye según sea necesario. • Las listas enlazadas pueden continuar creciendo hasta que se agote la memoria. • Las listas enlazadas cuentan con un mecanismo para insertar y eliminar datos mediante la manipulación de apuntadores. • Una lista de un solo enlace empieza con un apuntador al primer nodo y cada nodo contiene un apuntador al siguiente nodo “en secuencia”. Esta lista termina con un nodo cuyo miembro apuntador es 0. Una lista sim plemente enlazada debe recorrerse en una sola dirección. • Una lista circular simplemente enlazada empieza con un apuntador al primer nodo, y cada nodo contiene un apuntador al siguiente nodo. El apuntador en el último nodo apunta al primer nodo, cerrando así el “círculo". • Una lista doblemente enlazada permite recorridos tanto hacia adelante como hacia atrás. Cada nodo cuenta con un apuntador hada adelante al siguiente nodo en la lista en direcdón de avance y con un apuntador ha d a atrás al siguiente nodo en la lista en direcdón de retroceso. • En una lista drcular doblemente enlazada el apuntador hada adelante del último nodo apunta al primer nodo, y d apuntador hada atrás del primer nodo apunta al último nodo, cerrando así el “círculo”. • Las pilas y las colas son versiones restringidas de listas enlazadas. • En una pila, los nodos se agregan o se quitan sólo de su parte superior. Por esta razón, una pila se conoce como una estructura de datos del tipo “último en entrar, primero en salir (U F O )”. • Al miembro de enlace en d último nodo de la pila se le asigna d valor nulo (cero) para indicar el fondo de la pila. • Las operadones primarias utilizadas para manipular una pila son p u s h y p op. La operadón p u s h crea un nuevo nodo y lo coloca en la parte superior de la pila. La operadón p o p saca un nodo de la pane superior de la pila, elimina la memoria asignada a ese nodo y devuelve el valor que se sacó. • En una estructura de dalos tipo cola, los nodos se quitan de la pane inicial y se agregan en la parte final. Por esta razón, una cola se conoce como estructura de datos d d tipo F1FO (primero en entrar, primero en salir). Las operaciones para agregar y quitar se conocen como e n q u « u « y d « q u « u « . • Los árboles son estructuras de dalos bi dimensional es que requieren de dos o más enlaces por nodo. • Los árboles binarios contienen dos enlaces por nodo. • El nodo raíz es d primer nodo en el árbol. • Cada uno de los apuntadores en d nodo raíz hace referenda a un hijo. El hijo izquierdo es d primer nodo en el subárbol izquierdo y d hijo derecho es d primer nodo en d subárbol derecho. Los hijos de un nodo se conocen como hermanos. Cualquier nodo de un árbol que no tiene hijos se conoce como nodo hoja • Un árbol de búsqueda binaria tiene la característica de que el valor en el hijo izquierdo de un nodo es menor que el valor en su nodo padre, y el valor en el hijo derecho de un nodo es mayor o igual que el valor en su nodo padre. Si no existen valores de datos duplicados, el valor en d hijo derecho es mayor que el valor en su nodo padre. • Un recorrido inorden de un árbol binario realiza un recorrido inorden dd subárbol izquierdo, procesa el valor dd nodo raíz y después realiza un recorrido inorden del subárbol derecho. El valor en un nodo no se proce sa sino hasta que se procesan los valores en d subárbol izquierdo.


Capitulo 17


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• Un recorrido preordcn procesa el valor en el nodo raíz, realiza un recorrido preorden del subárbol izquierdo y después realiza un recorrido preordcn del subárbol derecho. El valor en cada nodo se procesa a medida que éste se va encontrando. • Un recorrido postorden realiza un recorrido postorden del subárbol izquierdo, realiza un recorrido postorden del subárbol derecho y después procesa el valor en el nodo raíz. El valor en cada nodo no se procesa sino has ta que se procesan lodos los valores en sus subárbol es.

TE R M IN O LO G ÍA apuntador a un apuntador apuntador nulo árbol árbol binario árbol de búsqueda binaria asignación dinámica de memoria cola d«qu«u« eliminación de duplicados eliminar un nodo •n q u « u « estructura autorrefercnciada estructura de datos lineal estructura de datos no lineal estructuras de datos dinámicas FIFO (primero en entrar, primero en salir) función predicado hermanos hijo derecho hijo izquierdo hijos insertar un nodo IJFO (último en entrar, primero en salir) lista circular doblemente enlazada lista circular simplemente enlazada

lista dóblenteme enlazada lista enlazada lista simplemente enlazada nodo nodo hijo nodo hoja nodo padre nodo raíz ordenamiento de árbol binario parte final de una cola parte inicial de una cola parte superior pila pop p u sh recorrido recorrido en orden de niveles de un árbol binario recorrido inorden de un árbol binario recorrido postorden de un árbol binario recorrido preorden de un árbol binario s iz e o f subárbol subárbol derecho subárbol izquierdo visitar un nodo

E JE R C IC IO S D E A U T O E V A L U A C IÓ N 17.1

U ene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) Una clase auto-___________se utiliza para formar estructuras de datos dinámicas que pueden au mentar y disminuir su tamaño en tiempo de ejecución. b) El operador___________se utiliza para asignar memoria en forma dinámica y crear un objeto; es te operador devuelve un apuntador al objeto. c) U n a ___________es una versión restringida de una lista enlazada, en la que los nodos pueden in sertarse y eliminarse sólo del inicio de la lista y los valores de los nodos se devuelven en el orden último en entrar, primero en salir. d) Una función que no altera una lista enlazada pero la analiza para determinar si está vacía se cono ce com o función___________. e) Una cola se conoce como una estructura de d atos___________ , ya que los primeros nodos que se insertan son los primeros que se quitan. f) El apuntador al siguiente nodo en una lista enlazada se conoce como u n ___________. g) El operador___________se utiliza para destruir un objeto y reclamar la memoria asignada en for ma dinámica.


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h) i) j) k) l) m) n) o)

Capítulo 17

U n a ___________es una versión restringida de una lista enlazada, en la que los nodos pueden in sertarse sólo al final de la lista y eliminarse sólo del ¡nido de la misma. U n ___________es una estructura de dalos bidimensional que contiene nodos con dos o más en laces. Una pila se conoce como una estructura de d a to s___________, ya que el último nodo insertado es d primer nodo que se quita. Los nodos de un árbol___________contienen dos miembros de enlace. FJ primer nodo de un árbol es el n od o___________. Cada enlace en el nodo de un árbol apunta a u n ___________o ____________de ese nodo. El nodo de un árbol que no tiene hijos se conoce como n od o___________ . I-as cuatro algoritmos de recorrido que mencionamos en d texto para los árboles binarios de bús queda s o n ___________, ___________. ___________ y ___________ .

17.2

¿Cuáles son las diferencias entre una lista enlazada y una pila?

1 7 .3

¿Cuáles son las diferencias entre una pila y una cola?

1 7 .4

Tal vez un título más apropiado para este capítulo hubiera sido “Estructuras de dalos reutilizables”. C o ntente sobre cómo cada una de las siguientes entidades o conceptos contribuye a la reutilizadón de las estructuras de datos: a) clases b) plantillas de clase c) herencia d) herencia privada e) composición

1 7 .5

Propordone manualmente los recorridos inorden. preorden y postorden del árbol de búsqueda binaria de la figura 17.21.


a) rcfercnciada. b) new . c) pila, d) predicado, e) F1FO (primero en entrar, primero en salir). 0 en lace. g ) d « l « t « . h) cola, i) árbol, j) LiFO (último en entrar, primero en salir), k) binario. I) raíz, m) hijo o subárbol, n) hoja, o) inorden, preorden, postorden y orden de niveles.

17.2

Es posible insertar un nodo en cualquier lugar de una lista enlazada y quitarlo de cualquier lugar en una lista enlazada. Los nodos en una pila sólo pueden insertarse y diminarse de la parte superior de la misma.

1 7 .3

Una cola tiene apuntadores tanto a su parte inicial como a su parte final, de manera que los nodos pue dan insertarse en la parte final y eliminarse de la parte inicial. Una pila tiene un solo apuntador a la parte superior de la misma, en donde se realizan las inserciones y diminacioncs de los nodos. a) Las clases nos permiten crear instancias de todos los objetos de estructuras de datos de derto tipo (es dedr, clase) que queramos.

1 7 .4

49

A AA A 18

11 19 Figura 17.21

40

71

97

32 44

69 72

92 99

Un árbol de búsqueda binarla co n 15 nodos.


Capitulo 17


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b) Las plantillas de clase nos permiten crear instancias de clases relacionadas (cada una con base en diferentes parámetros de tipo); después podemos generar todos los objetos que queramos de cada clase de plantilla. c) La herencia nos permite reutilizar código de una clase base en una clase derivada, de manera que la estructura de datos de la clase derivada es también una estructura de datos de laclase base (esto es. con herencia pública). d) La herencia privada nos permite reutilizar porciones del código de una clase base para formar una estructura de datos de clase derivada; como la herencia es p r i v a t e . todas las funciones miembro p u b l i c de la clase base se vuelven p r i v a t a en la clase derivada. Esto nos permite evitar que los clientes de la estructura de datos de la dase derivada obtengan acceso a las fundones miembro de la clase base que no se apliquen a la dase derivada. e) La composición nos permite reutilizar código al hacer que la estructura de datos del objeto de una dase sea miembro de una clase compuesta; si hacemos que d objeto de la dase sea miembro p r í v a t e de la clase compuesta, entonces las funciones miembro p u b l i c del objeto de la clase no están disponibles a través de la interfaz del objeto compuesto. B recorrido inorden es: 11 18 19 28 32 40 44 49 69 71 72 83 92 97 99 B recorrido preorden es: 49 28 18 1 1 19 40 32 44 83 71 69 72 97 92 99 B recorrido postorden es: 11 19 18 32 44 40 28 69 72 71 92 99 97 83 49

E JE R C IC IO S 17.6

Escriba un programa para concatenar dos objetos de caracteres de listas enlazadas. El programa debe incluir la fundón concatenar, que toma referendas a ambos objetos de la lista como argumentos y concatena la segunda lista con la primera.

17.7

Escriba un programa que mezcle dos objetos de enteros de listas ordenadas en un solo objeto de ente ros de lista ordenada. La fundón mezclar debe redbir referencias a cada uno de los objetos de lis ta que van a mezclarse y debe devolver un objeto que contenga la lista mezclada.

17.8

Escriba un programa que inserte 25 enteros aleatorios del 0 al 100 en orden en un objeto de lista enlaza da. El programa debe calcular la suma de los elementos y el promedio de punto flotante de los mismos.

17.9

Escriba un programa para crear un objeto de lista enlazada de 10 caracteres y crear un segundo objeto de lista enlazada que contenga una copia de la primera lista, pero en orden inverso.

17.10 Escriba un programa que redba como entrada una línea de texto y que utilice un objeto pila para im primir la línea en orden inverso. 17.11

Escriba un programa que utilice un objeto pila para determinar si una cadena es palíndromo (es decir, que la cadena se deletree en forma idéntica al revés y al derecho). El programa debe ignorar los espa cios y la puntuación.

17.12 Los compiladores utilizan pilas como ayuda en el proceso de evaluar las expresiones y generar código en lenguaje máquina. En este ejercicio y en el siguiente, investigaremos la manera en que los compilado res evalúan las expresiones aritméticas que consisten solamente de constantes, operadores y paréntesis. Los humanos generalmente escriben expresiones como 3 ♦ 4 y 7 / 9 en las que el operador (♦ o / en estos ejemplos) se escribe entre sus operandos; esto se conoce como notación infijo, l-as computadoras “prefieren" la notación postfijo, en la que el operador se escribe a la derecha de sus dos operandos. Las ex presiones infijo anteriores aparecerían en notadón postfijo como 3 4 + y 7 9 / . respectivamente. Para evaluar una expresión infijo compleja, un compilador primero convertiría la expresión a noiad ón postfijo y evaluaría esta versión de la expresión. Cada uno de estos algoritmos requiere solamen-


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Capítulo 17

te de dar una pasada a la expresión de izquierda a derecha. Cada algoritmo utiliza un objeto pila para dar soporte a su operación, y en cada algoritmo la pila se utiliza para un propósito distinto. En este ejercicio usted escribirá una versión en C++ del algoritmo de conversión de infijo a postfi jo. En el siguiente ejercicio escribirá una versión en C++ del algoritmo de evaluación de expresiones postfijo. Más adelante en este capítulo descubrirá que el código que escriba en este ejercicio podrá ayu darle a implementar un compilador completamente funcional. Escriba un programa para convertir una expresión aritmética infijo ordinaria (suponga que se intro duce una expresión válida) con enteros de un solo dígito, tal como:

(6 + 2) * 5 - 8 / 4 a una expresión postfijo. La versión postfijo de la anterior expresión infijo es:

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+ 5 * 8 4 / -

E1 programa debe leer la expresión, colocarla en el arreglo de caracteres i n f i j o y utilizar las ver siones modificadas de las funciones de pila implementadas en este capítulo para ayudar a crear la expre sión postfijo en el arreglo de caracteres p o s t f i j o . El algoritmo para crear una expresión postfijo es el siguiente: 1) Meter un paréntesis izquierdo ’ ( ' en la pila. 2) Agregar un paréntesis derecho ' ) • al final de i n f i j o . 3) Mientras la pila no esté vacía, leer i n f i j o de izquierda a derecha y hacer lo siguiente: Si el carácter actual en i n f i j o es un dígito, copiarlo al siguiente elemento de p o s t f i j o . Si el carácter actual en i n f i j o es un paréntesis izquierdo, meterlo en la pila. Si el carácter actual en i n f i j o es un operador. Sacar los operadores (si los hay) de la parte superior de la pila mientras tengan igual o mayor precedencia que el operador actual e insertarios en p o s t f i j o . Meter el carácter actual en i n f i j o a la pila. Si el carácter actual en i n f i j o es un paréntesis derecho. Sacar los operadores de la parte superior de la pila e insertarlos en p o s t f i j o hasta que se encuentre un paréntesis izquierdo en la parte superior de la pila. Sacar (y descartar) el paréntesis izquierdo de la pila. Las siguientes operaciones aritméticas son permitidas en una expresión: + adición sustracción * / A

multiplicación división exponenciación

% módulo La pila debe mantenerse con nodos, en los que cada uno debe contener un dato miembro y un apunta dor al siguiente nodo de la pila. Algunas de las capacidades funcionales que tal vez usted considere convenientes son: a) 1.a función c o n v e r t i r A P o s t f i j o que convierte la expresión infijo en notación postfijo. b) c)

La función a a O p a r a d o r que determina si c es o no un operador. 1.a función p r e c e d e n c i a que determina si la precedencia de o p e r a d o r l es menor, igual o mayor que la precedencia de o p e r a d o r 2 (la función devuelve - 1 , 0 y I, respectivamente). d) La función p u e h que mete un valor a la pila. e) La función p o p que saca un valor de la pila. 0

La función p i l a S u p e r i o r que devuelve el valor de la parte superior de la pila sin sacarlo de la misma. g) La función a s t a V a c i a que determina si la pila está vacía. h)

La función i m p r i m i r P i l a que imprime la pila.


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1 7 .1 3 Escriba un programa para evaluar una expresión postfijo (suponiendo que sea válida) tal como:

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+ 5 * 8 4 / -

E1 programa debe leer una expresión postfijo que consista de dígitos y operadores, y colocarla en un arre glo de caracteres. Mediante el uso de versiones modificadas de las funciones de pila implementadas anterior mente en este capítulo, el programa debe explorar la expresión y evaluarla. El algoritmo es el siguiente: 1) Agregar el carácter nulo ( ' \ 0 ' ) al final de la expresión postfijo. Al encontrar el carácter nulo, no es necesario seguir con el procesamiento. 2) Mientras no se encuentre * \ 0 ’ . leer la expresión de izquierda a derecha. Si el carácter actual es un dígito: Meter su valor entero en la pila (el valor entero de un carácter de dígito es su valor en el conjunto de caracteres de la computadora menos el valor de ' 0 ' en el conjunto de carac teres de la computadora). FX; no ser así. si el carácter actual es un operador. Sacar los dos elementos superiores de la pila y colocarlos en las variables x y y: Calcular la expresión y operador x. Meter el resultado del cálculo en la pila. 3) Cuando se encuentre el carácter nulo en la expresión, sacar el valor superior de la pila. Éste es el resultado de la expresión postfijo. Nota: En el paso 2) anterior, si el operador es ' / ' , la parte superior de la pila es 2 y el siguiente ele mento en la pila es 8. entonces se debe sacar 2 y colocarlo en x . sacar 8 y colocarlo en y . evaluar la ex presión 8 / 2 y meter el resultado, 4 , de vuelta a la pila. Esta nota también se aplica al operador ' - ' . Las operaciones aritméticas permitidas en una expresión son: + adición - sustracción * multiplicación / división A expone nciación % módulo La pila debe mantenerse con nodos que contengan un dato miembro i n t y un apuntador al siguiente nodo de la pila. Tal vez sea conveniente que considere las siguientes capacidades funcionales: a) La función • v a l u a r E x p r » « i o n P o « t f i j o que evalúe la expresión postfijo. b) La función c a l c u l a r que evalúe la expresión o p l o p a r a d o r o p 2 . c) La función p u a h que meta un valor en la pila. d) La función p o p que saque un valor de la pila. e) La función a s t a V a c i o que determine si la pila está vacía. 0 La función I m p r i m i r P i l a que imprima la pila. 1 7 .1 4 Modifique el programa para evaluar expresiones postfijo del ejercicio 17.13, de manera que pueda pro cesar operandos enteros mayores que 9. 1 7 .1 5 (Simulación de supermercado) Escriba un programa que simule una línea para pagar en un supermer cado. 1.a línea es un objeto cola. Ijos clientes (es decir, los objetos cliente) llegan en intervalos enteros aleatorios de 1 a 4 minutos. Además, a cada cliente se le atiende en intervalos enteros aleatorios de 1 a 4 minutos. Obviamente, los ritmos necesitan balancearse. Si el ritmo promedio de llegadas es mayor que el ritmo promedio de atención, la cola crecerá infinitamente. Incluso con ritmos “balanceados”, el factor aleatorio puede aún provocar largas líneas. Ejecute la simulación de supermercado durante un día de 12 horas (720 minutos), utilizando el siguiente algoritmo: 1) Elegir un entero aleatorio entre 1 y 4 para determinar el minuto en el que debe llegar el primer cliente. 2) AI momento en que llegue el primer cliente: Determinar el tiempo de atención del cliente (entero aleatorio de 1 a 4); Empezar a atender al cliente; Programar la hora de llegada del siguiente cliente (se agrega un entero aleatorio del 1 a 4 al tiem po actual).


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1 7.16 1 7.17

17.18

1 7.19 1 7.20

17.21

1 7.22


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3) Para cada minuto del día: Si llega el siguiente cliente: Decirlo así. Poner al cliente en la cola. Programar la hora de llegada del siguiente cliente. Si se terminó de atender al último cliente: Decirlo así. Sacar de la cola al siguiente cliente al que se va a atender. Determinar el tiempo requerido para dar servicio al cliente (se agrega un entero aleatorio del 1 al 4 al tiempo actual). Ahora ejecute su simulación durante 720 minutos y conteste cada una de las siguientes preguntas: a) ¿Cuál es el número máximo de clientes en la cola, en cualquier momento dado? b) ¿Cuál es el tiempo más largo de espera que experimenta un cliente? c) ¿Qué ocurre si el intervalo de llegada se cambia de 1-4 minutos a 1-3 minutos? Modifique el programa que aparece en las figuras d éla 17.17 a la 17.19 para permitir que el objeto árbol binario contenga duplicados. Escriba un programa con base en las figuras de la 17.17 a la 17.19 que reciba como entrada una línea de texto, divida la oración en palabras separadas (tal vez quiera utilizar la función de biblioteca ■trtok). las inserte en un árbol de búsqueda binaria e imprima los recorridos inorden, prcorden y pos torden del árbol. Use un método de POO. En este capítulo vimos que la eliminación de valores duplicados es un proceso bastante simple cuando se crea un árbol de búsqueda binaria. Describa cómo llevaría a cabo la eliminación de duplicados utilizando sólo un arreglo con un subíndice. Compare el rendimiento de la eliminación de duplicados con base en un arreglo y el rendimiento de la eliminación de duplicados con base en un árbol de búsqueda binaria. Escriba una función llamada p r o f u n d id a d que reciba un árbol de búsqueda binaria y determine cuántos niveles tiene. (Imprimir recursivamente y en forma inversa) Escriba una función miembro llamada im p r im í rLiata AlReves que muestre recursivamente los elementos en un objeto lista enlazada, en orden inverso. Es criba un programa de prueba para crear una lista ordenada de enteros c imprimirla en orden inverso. (Buscar en una lista en form a recursiva) Escriba una función miembro llamada bu«carLi«ta que busque recursivamente un valor especificado en un objeto lista enlazada. La función debe devolver un apuntador al valor en caso de encontrarlo; de no ser así. debe regresar el valor nulo. Utilice su fundón en un programa de prueba para crear una lista de enteros. El programa debe pedir al usuario el valor a localizar en la lista. (Eliminación en árboles binarios) En este ejercicio hablaremos sobre cómo eliminar elementos de ár boles de búsqueda binarios. El algoritmo de eliminación no es tan simple como el de inserción. Al eli minar un elemento, puede haber uno de tres casos: que el elemento esté contenido en un nodo hoja (es decir, que no tenga hijos), que el elemento esté contenido en un nodo que tenga un hijo o que el ele mento esté contenido en un nodo que tenga dos hijos. Si el dem ento que desea eliminarse está contenido en un nodo hoja, éste se elimina y al apuntador en el nodo padre se le asigna el valor nulo. Si el elemento a eliminar está contenido en un nodo con un hijo, d apuntador en el nodo padre se apunta al nodo hijo y se elimina el nodo que contiene el elemento de datos. Esto hace que el nodo hijo tome el lugar del nodo dim inado en d árbol. E último caso es d más difícil. Al eliminar un nodo con dos hijos, otro nodo en el árbol debe tomar su lugar. Sin embargo, el apuntador en el nodo padre no puede asignarse para que apunte a uno de los hijos del nodo que se desea eliminar. En la mayoría de los casos, d árbol de búsqueda binaria resultan te no se adheriría a la siguiente característica de los árboles de búsqueda binaria (sin valores duplica dos): Los valores en cualquier subárbol izquierdo son menores que el valor en el nodo padre, y los \alores en cualquier subárbol derecho son mayores que el valor en el nodo padre. ¿Cuál nodo debe utilizarse como nodo de reemplazo para mantener esta característica? Debe ser el nodo que contenga d valor más grande en el árbol, pero que sea menor que d valor en el nodo que se


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va a eliminar, o el nodo que contenga el valor más pequeño en el árbol, pero que sea mayor que el va lor en el nodo que va a eliminarse. Consideremos el nodo con el valor más pequeño. En un árbol de búsqueda binaria, el valor más grande que sea menor que el valor de un padre se encuentra en el subár bol izquierdo del nodo padre y se garantiza que estará contenido en el nodo que se encuentre más a la derecha del subárbol. Para localizar este nodo hay que avanzar por el subárbol izquierdo hacia abajo y a la derecha hasta que el apuntador al hijo derecho del nodo actual sea nulo. Ahora estamos apuntando al nodo de reemplazo, que es un nodo hoja o un nodo con un hijo a su izquierda. Si el nodo de reem plazo es un nodo hoja, los pasos para llevar a cabo la eliminación son los siguientes: 1) Almacenar el apuntador al nodo que va a eliminarse en una variable apuntador temporal (este apun tador se utiliza para eliminar la memoria asignada en forma dinámica). 2) Hacer que el apuntador en el padre del nodo que va a eliminarse apunte al nodo de reemplazo. 3) Asignar al apuntador en el padre del nodo de reemplazo el valor nulo. 4) Establecer el apuntador al subárbol derecho en el nodo de reemplazo para que apunte al subárbol derecho del nodo que va a eliminarse. 5) Eliminar el apuntador al que apunta la variable apuntador temporal. Los pasos de eliminación para un nodo de reemplazo con un hijo izquierdo son similares a los que se utilizan para un nodo de reemplazo sin hijos, pero el algoritmo también debe desplazar el hijo hacia la posición del nodo de reemplazo en el árbol. Si el nodo de reemplazo es un nodo con un hijo izquierdo, los pasos para llevar a cabo la eliminación son los siguientes: 1) Almacenar en una variable apuntador temporal el apuntador al nodo que va a eliminarse. 2) Hacer que el apuntador en el padre del nodo que va a eliminarse apunte al nodo de reemplazo. 3) Hacer que el apuntador en el padre del nodo de reemplazo apunte al hijo izquierdo del nodo de reemplazo. 4) Hacer que el apuntador al subárbol derecho en el nodo de reemplazo apunte al suhárbol derecho del nodo que va a eliminarse. 5) Eliminar el nodo al que apunta la variable apuntador temporal. Escriba la función miembro eliminarNodo, que toma como argumentos un apuntador al nodo raíz del objeto árbol y el valor a eliminar. La función debe localizar en el árbol el nodo que contiene el valor a eliminar y debe utilizar los algoritmos aquí descritos para eliminar el nodo. La función debe im primir un mensaje que indique si el valor se eliminó o no. Modifique el programa que se muestra en las figuras de la 17.17 a la 17.19 para que utilice esta función. Después de eliminar un elemento, llame a las funciones inOrdenRecorrido. preOrdenRecorrido y postOrdenRecorrido para confirmar que la operación de eliminación se haya realizado correctamente. 1 7 .2 3 iBúsqueda en árbol binario) Escriba la función miembro b u s q u e d & A r b o l B i n a r i o , que intenta localizar un valor especificado en objeto árbol de búsqueda binaria. La función debe tomar como argu mentos un apuntador al nodo raíz del árbol binario y una clave de búsqueda a localizar. Si se encuen tra el nodo que contiene la clave de búsqueda, la función debe regresar un apuntador a ese nodo; de no ser así. la función debe regresar un apuntador nulo. 1 7 .2 4 (Recorrido de árbol binario mediante orden de niveles) El programa que se muestra en las figuras 17.17 a 17.19 contiene tres métodos recursivos para recorrer un árbol binario: inorden, preorden y pos torden. Este ejercicio presenta el recorrido en orden de niveles de un árbol binario, en el que los valores de los nodos se imprimen nivel por nivel, empezando en el nivel del nodo raíz. Ixxs nodos en cada nivel se imprimen de izquierda a derecha. El rcconrido en orden de niveles no es un algoritmo recursivo. Uti liza un objeto cola para controlar la salida de los nodos. El algoritmo se muestra a continuación: 1) Insertar el nodo raíz en la cola. 2) Mientras haya nodos restantes en la cola: Obtener el siguiente nodo en la cola. Imprimir el valor del nodo. Si el apuntador al hijo izquierdo del nodo no es nulo Insertar en la cola el nodo del hijo izquierdo. Si el apuntador al hijo derecho del nodo no es nulo Insertar en la cola el nodo del hijo derecho.


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Escriba la función miembro ordenNivelas para llevar a cabo un recorrido en orden de niveles de un objeto árbol binario. Modifique el programa que aparece en las figuras de la 17.17 a la 17.19 para que utilice esta función. {Nota: También tendrá que modificar e incorporar las funciones de procesa miento de colas de la figura 17.13 en este programa.) 17.25

{Imprimir árboles) Escriba una función miembro recursiva llamada mostrarArbol para mostrar un objeto árbol binario en la pantalla. La función debe mostrar el árbol fila por fila, con la parte superior del mismo a la izquierda de la pantalla y la parte inferior hacia la derecha de la pantalla. Cada fila de be imprimirse en forma vertical. Por ejemplo, el árbol binario que se muestra en la figura 17.21 se im prime de la siguiente manera;

Observe que el nodo hoja que se encuentra más a la derecha en el árbol aparece en la parte superior de la pantalla en la columna que está más a la derecha, y el nodo raíz aparece a la izquierda de la panta lla. Cada columna de salida empieza cinco espacios a la derecha de la columna anterior. La función mostr&rArbol debe recibir un argumento llamado totalEsp&cios que representa el número de espacios que anteceden al valor que va a mostrarse (esta variable debe empezar en cero, para que el no do raíz se imprima a la izquierda de la pantalla). La función utiliza un recorrido inorden modificado para mostrar el árbol: debe empezar en el nodo más a la derecha en el árbol y avanzar en retroceso ha cia la izquierda. El algoritmo se muestra a continuación: Mientras el apuntador al nodo actual no sea nulo: Llamar recursivamente a mostrarArbol con el subárbol derecho del nodo actual y

totalEspacios + 5. Usar una estructura Por para contar desde 1 hasta totalEspacios e imprimir espacios Mostrar el valor en el nodo actual. Hacer que el apuntador al nodo actual apunte al suhárbol izquierdo del mismo. Incrementar totalEspacios en 5.

SECCIÓN ESPECIAL: CONSTRUYA SU PROPIO COMPILADOR En los ejercicios 5.18 y 5.19 presentamos el LMS (Lenguaje máquina Simpletron ) y usted implementó un simulador de computadora Simpletron para ejecutar programas escritos en LMS. En esta sección crearemos un compilador para convertir los programas escritos en un lenguaje de programación de alto nivel a LMS. Esta sección "enlaza" entre sí todo el proceso de programación. Usted escribirá progra mas en este nuevo lenguaje de alto nivel, los compilará en el compilador que va a construir y ejecutará los programas en el simulador que construyó en el ejercicio 5.19. Debe hacer todo el esfuerzo posible por implementar su compilador con un enfoque orientado a objetos.


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17.26 (El lenguaje Simple) Antes de empezar a construir el compilador hablaremos sobre un lenguaje de alto nivel simple pero poderoso, similar a las primeras versiones del popular lenguaje BASIC. Llamaremos a este lenguaje Simple. Cada instrucción de Simple consiste de un número de línea y de una instruc ción de Simple. Los números de línea deben aparecer en orden ascendente. Cada instrucción empieza con uno de los siguientes comandos de Simple: rom. input. let. print. goto, if/goto y end (vea la figura 17.22). Todos los comandos excepto end pueden utilizarse en forma repetida. Simple evalúa sólo las expresiones de enteros que utilizan los operadores + . * y / . Estos operadores tienen la misma precedencia que en C++. Pueden utilizarse paréntesis para cambiar el orden de evaluación de una expresión. Nuestro compilador de Simple sólo reconoce letras en minúscula Todos los caracteres en un archi vo de Simple deben estar en minúsculas (las letras mayúsculas producen un error de sintaxis a menos que aparezcan en una instrucción rara, en cuyo caso se ignoran). Un nombre de variable es una sola letra. Simple no permite nombres descriptivos para las variables, por lo que éstas deben explicarse en comentarios para indicar su uso en un programa. Simple utiliza sólo variables enteras. Simple no tiene declaraciones de variables; el solo hecho de mencionar un nombre de variable en un programa hace que ésta se declare y se inicialice en cero automáticamente. La sintaxis de Simple no permite la manipula ción de cadenas (leer o escribir una cadena, comparar cadenas, etcétera). Si se encuentra una cadena en un programa de Simple (después de un comando que no sea rea), el compilador genera un error de sintaxis. La primera versión de nuestro compilador asumirá que los programas de Simple se escriben correctamente. El ejercicio 17.29 pedirá al estudiante que modifique el compilador para llevar a cabo la comprobación de errores de sintaxis. Simple utiliza la instrucción condicional if/goto y la instrucción incondicional goto para alterar el flujo de control durante la ejecución de un programa. Si la condición en la instrucción i £/goto es verdadera, el control se transfiere a una línea específica del programa. Los siguientes operadores rela ciónales y de igualdad son válidos en una instrucción i£/goto: <. >. <-. >-. -■ y 1-. La preceden cia de estos operadores es la misma que en C++. Consideremos varios programas que demuestran las características de Simple. El primer programa (figura 17.23) lee dos enteros del teclado, almacena los valores en las variables a y b. calcula e impri me su suma (que se almacena en la variable c).

Comando

Instrucción do ejemplo

Descripción

rea

50

H texto que va después de rom es para fines de documentación y el compilador lo ignora.

input

30 input x

Mostrar un signo de interrogación para pedir al usuario que escriba un entero. Leer ese entero del teclado y almacenarlo en x.

lat

80 let u - 4 * (j - 56)

Asignar a u el valor de 4 * (j - 56). Observe que una expresión arbitrariamente compleja puede aparecer a la derecha del signo de igual.

print

10 print w

Mostrar el valor de w.

goto

70 goto 45

Transferir el control del programa a la línea 45.

if/goto

35 if i -- z goto 80

Comparar si i y z son iguales y transferir el control a la línea 80 si la oondición es verdadera; de no ser así. continuar la ejecución con la siguiente instrucción.

•nd

99 end

Terminar la ejecución del programa.

figura 17.22

C om andos simples.


988

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13


10 15 20 30 40 45 50 60 65 70 80 90 99

Capítulo 17

rom determinar e imprimir la suma de doa enteroa rea rem introducir loa doa enteroa input a input b rem rem eximar loa enteroa y almacenar el reaultado en c let c - a ♦ b rem rem imprimir el reaultado print c rem terminar la ejecución del programa end

Figura 17.23

Programa d e Simple qu e determina la suma de dos enteros.

El programa de la figura 17.24 determina e imprime el mayor de dos números. Los enteros se in troducen mediante el teclado y se almacenan en a y t. La instrucción if/goto evalúa la condición ■ >- t. Si la condición es verdadera, el control se transfiere a la línea 90 y se imprime a; en caso contrario se imprime t y el control se transfiere a la instrucción end en la línea 99. donde termina el programa. Simple no cuenta con una estructura de repetición (tal como for. while o do/whila en C++). Sin embargo. Simple puede simular cada una de las estructuras de repetición de C++ mediante el uso de las instrucciones if/goto y goto. La figura 17.25 utiliza un ciclo controlado por un valor centine la para calcular los cuadrados de varios enteros. Cada entero se introduce mediante el teclado y se alma cena en la variable j. Si el valor introducido es el valor centinela -9999. el control se transfiere a la línea 99, donde termina el programa. En caso contrario, a k se le asigna el cuadrado de j. k se impri me en la pantalla y el control se pasa a la línea 20. en donde se introduce el siguiente entero.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

10 20 30 32 35 40 45 50 60 70 75 80 90 99

rem determinar el mayor de doa números input a input t rem rem probar ai a » t if s >- t goto 90 rem rem t ea mayor que a. por lo que se imprime t print t goto 99 rem rem a ea mayor o igual que t. por lo que ae imprime a print a end

Figura 17.24

1 2 3 4 5

10 20 23 25 30

Programa d e Simple qu e encuentra el mayor d e dos números.

rea calcular loa cuadrados do varioa enteros input j rom rom comprobar si j ea igual al valor centinela if j — -9999 goto 99

Figura 17.25 Calcular los cuadrados d e varios enteros. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 17

6 7 8 9 10 11 12 13

33 35 40 50 53 55 60 99


989

rem rem calcular al cuadrado de j y asignar el resultado let k - j * j print k rem rem ciclo para obtener siguiente valor de j goto 20 end

Rgura 17.25

Calcular los cuadrados d e varios enteros. (Parte 2 d e 2.)

Utilizando como guía los programas de muestra de las figuras 17.23.17.24 y 17.25. escriba un pro grama de Simple para lograr cada uno de los siguientes objetivos: a) Introducir tres enteros, determinar su promedio e imprimir el resultado. b) Usar un ciclo controlado por un valor centinela para introducir 10 enteros, calcular e imprimir su suma. c) Usar un ciclo controlado por un contador para introducir siete enteros, unos positivos y otros nega tivos, calcular e imprimir su promedio. d) Introducir una serie de enteros, determinar c imprimir el mayor. El primer entero introducido indi ca cuántos números deben procesarse. e) Introducir 10 enteros e imprimir el menor. 0 Calcular c imprimir la suma de los enteros pares del 2 al 30. g) Calcular e imprimir el producto de los enteros nones del 1 al 9. 17.27

(Construcción de un compilador; prerrequisito: completar los ejercicios 5.18, 5.19, 17.12, 17.13 y 17.2(5) Ahora que hemos presentado el lenguaje Simple (ejercicio 17.26). hablaremos sobre cómo cons truir un compilador de Simple. Primero debemos considerar el proceso mediante el cual un programa de Simple se convierte a LMS y se ejecuta por el simulador Simpletron (vea la figura 17.26). El com pilador lee un archivo que contiene un programa de Simple y lo convierte en código de LMS. Este códi go se envía a un archivo en disco, en el que las instrucciones de LMS aparecen una en cada línea. Des pués el archivo de LMS se carga en el simulador Simpletron y los resultados se envían a un archivo en disco y a la pantalla. Observe que el programa Simpletron desarrollado en el ejercicio 5.19 acepta su entrada mediante el teclado. Este programa debe modificarse para que lea desde un archivo y así pue da ejecutar los programas producidos por nuestro compilador. H compilador de Simple realiza dos pasadas del programa Simple para convertirlo en LMS. La primera pasada construye una tabla de símbolos (objeto) en la que cada número de línea (objeto), nom bre de variable (objeto) y constante (objeto) del programa de Simple se guarda con su tipo y ubicación correspondientes en el código final de LMS (la tabla de símbolos se describe detalladamente a conti nuación). La primera pasada también produce el (los) objeto(s) correspondiente(s) a la instrucción de LMS para cada una de las instrucciones de Simple (objeto, etcétera). Como veremos, si el programa de Simple contiene instrucciones que transfieren el control a una línea que se encuentra más adelante

Rgura 17.26

C ó m o escribir, compilar y ejecutar un programa en lenguaje Simple.


990


Capítulo 17

en el programa, la primera pasada produce un programa de LMS que contiene algunas instrucciones “no terminadas". La segunda pasada del compilador localiza y completa las instrucciones no termina das y envía el programa de LMS a un archivo.

Primera pasada El compilador comienza leyendo una instrucción del programa Simple y colocándola en memoria. La línea debe separarse en sus tokens individuales (es decir, “piezas” de una instrucción) para su procesa miento y compilación (puede utilizarse la función strtok de la biblioteca estándar para facilitar esta tarea). Recuerde que toda instrucción empieza con un número de línea seguido de un comando. A me dida que el compilador divide una instrucción en tokens. si éste es un número de línea, una variable o una constante, se coloca en la tabla de símbolos. Un número de línea se coloca en la tabla de símbolos solamente si es el primer token en una instrucción. El objeto tablaDeSimbolo» es un arreglo de objetos entradaDeTabla que representan a cada uno de los símbolos en el programa. No hay res tricción en cuanto al número de símbolos que pueden aparecer en el programa. Por lo tanto, la tablaDaSímbolos para un programa específico podría ser extensa. Por ahora, haga que la tablaDeSimbolos sea un arreglo de 100 elementos. Podrá aumentar o reducir su tamaño una vez que el programa funcione. Cada objeto antradaOaTabla contiene tres miembros. El miembro símbolo es un entero que contiene la representación ASCII de una variable (recuerde que los nombres de las variables son carac teres individuales), un número de línea o una constante. El miembro tipo puede ser uno de los si guientes caracteres para indicar el tipo del símbolo: 'C • para constante, ' L ' para número de línea y 'V' para variable. El miembro ubicación contiene la ubicación de memoria Simpletron (00 a 99) a la que se refiere el símbolo. La memoria Simpletron es un arreglo de 100 enteros en el que se alma cenan las instrucciones y los datos de LMS. Para un número de línea, la ubicación es el elemento en el arreglo de memoria Simpletron en el que empiezan las instrucciones de I-MS para la instrucción de Simple. Para una variable o constante, la ubicación es el elemento en el arreglo de memoria Simpletron en el que se almacena la variable o constante. I-as variables y las constantes se asignan desde el final de la memoria Simpletron hacia atrás. La primera variable o constante se almacena en la ubicación 99. la siguiente en la ubicación 98 y así. sucesivamente. La tabla de símbolos juega una parte integral para convertir los programas de Simple en LMS. En el capítulo 5 aprendimos que una instrucción de LMS es un número entero de cuatro dígitos compues to de dos partes: el código de la operación y el operando. El código de operación se determina en ba se a los comandos en Simple. Por ejemplo, el comando input de Simple corresponde al código de operación 10 de LMS (lectura), y el comando print de Simple corresponde al código de operación 11 de LMS (escritura). El operando es una ubicación en memoria que contiene los datos sobre los cua les el código de operación lleva a cabo su tarea (por ejemplo, el código de operación 10 lee un valor del teclado y lo almacena en la ubicación de memoria especificada por el operando). El compilador busca en la tablaDeSimbolo» para determinar la ubicación en memoria Simpletron para cada símbolo, de manera que pueda utilizarse la ubicación correspondiente para completar las instrucciones de LMS. La compilación de cada instrucción de Simple se basa en su comando. Por ejemplo, después de que se inserta el número de línea de una instrucción rem en la tabla de símbolos, el compilador ignora el resto de la instrucción ya que un comentario es sólo para fines de documentación. Las instrucciones input. print. goto y end corresponden a las instrucciones lee, escribe, bifurca (ramificar hacia una ubicación específica) y parar de LMS. Las instrucciones que contienen estos comandos de Simple se convierten directamente a I-MS (observe que una instrucción goto puede contener una referencia no resuelta si el número de línea especificado se refiere a una instrucción más avanzada dentro del ar chivo del programa de Simple; esto se conoce algunas veces como una referencia adelantada). Cuando se compila una instrucción goto con una referencia no resuelta, la instrucción de LMS debe marcarse para indicar que la segunda pasada del compilador debe completar la instrucción. Las banderas se guardan en un arreglo de 100 elementos llamado bandera» de tipo int, en el que cada elemento se inicializa en - 1 . Si la ubicación de memoria a la que hace referencia un número de línea en el programa de Simple no se conoce todavía (es decir, no se encuentra en la tabla de símbolos), el número de línea se almacena en el arreglo bandera», en el elemento con el mismo subíndice que la


Capitulo 17


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instrucción incompleta. El operando de la instrucción incompleta se establece en 00 temporalmente. Por ejemplo, una instrucción de ramificación incondicional (que hace una referencia adelantada) se de ja como -«-4000 hasta la segunda pasada del compilador. La segunda pasada se describirá en breve. La compilación de instrucciones i £ /goto y l«t es más complicada que otras instrucciones: son las últimas instrucciones que producen más de una instrucción de LMS. Para if/goto el compilador produce código para evaluar la condición y para ramificarse hacia otra línea si es necesario. El resulta do de la ramificación podría ser una referencia no resuelta. Cada uno de los operadores relaciónales y de igualdad pueden simularse mediante las instrucciones branch zero o bronch negative de I-MS (o una combinación de ambas). Para una instrucción l«t. el compilador produce código para evaluar una expresión aritmética arbitrariamente compleja que consiste de valores enteros y/o constantes. Iâs expresiones deben sepa rar cada operando y operador con espacios. Los ejercicios 17.12 y 17.13 presentaron el algoritmo de conversión de expresiones infijo a postfijo y el algoritmo de evaluación de expresiones postfijo utili zado por los compiladores. Antes de proceder con su compilador debe completar cada uno de estos ejercicios. Cuando un compilador encuentra una expresión, la convierte de notación infijo a notación postfijo y luego evalúa la expresión postfijo. ¿Cómo es que el compilador produce el lenguaje máquina para evaluar una expresión que contiene va riables? El algoritmo de evaluación de expresiones postfijo contiene un “gancho" en donde el compilador puede generar instrucciones de LMS. en vez de evaluar la expresión. Para permitir este "gancho" en el compilador, el algoritmo de evaluación postfijo debe modificarse para buscar en la tabla de símbolos cada símbolo que vaya encontrando (y posiblemente insertarlo), determinar la ubicación correspondien te del símbolo en memoria y meter la ubicación de memoria a la pila (en vez del símbolo). Cuando se encuentra un operador en la expresión postfijo, las dos ubicaciones de memoria que se encuentran en la parte superior de la pila se sacan y se produce el lenguaje máquina para llevar a cabo la operación, utilizando las ubicaciones de memoria como operandos. El resultado de cada subexpresión se almace na en una ubicación temporal en memoria y se vuelve a meter a la pila, de manera que pueda continuar la evaluación de la expresión postfijo. Al completarse esta evaluación, la ubicación de memoria que contiene el resultado es la única ubicación que queda en la pila. Esta ubicación se saca y se generan las instrucciones de LMS para asignar el resultado a la variable que está a la izquierda de la instrucción

l«t. Segunda pasada La segunda pasada del compilador lleva a cabo dos tareas: resolver cualquier referencia no resuella y enviar el código de LMS a un archivo. La resolución de las referencias ocurre así: a) Buscar en el arreglo banderas una referencia no resuelta (es decir, un elemento con un valor dis tinto de -1 ). b) Localizar el objeto en el arreglo tablaDeSímbolos que contenga el símbolo almacenado en el arreglo bandara (asegurarse que el tipo del símbolo sea ' L ' . de número de línea). c) Insertar la ubicación de memoria del miembro ubicación en la instrucción con la referencia no resuelta (recuerde que una instrucción que contiene una referencia no resuelta tiene el operando 00). d) Repetir los pasos 1 ,2 y 3 hasta que se llegue al final del arreglo banderas. Una vez completado d proceso de resolución, todo el arreglo que contiene el código de LMS se envía a un archivo de disco, con una instrucción de I-MS por línea. El simulador Simpletron puede leer este archivo para ejecutarlo (una vez que el simulador se modifique para leer su entrada desde un archivo). R compilar su primer programa de Simple conviniéndolo en un archivo de LMS y luego ejecutar ese archivo le dará un verdadero sentimiento de satisfacción personal. l!n ejemplo completo H siguiente ejemplo muestra una conversión completa de un programa de Simple a LMS, como lo debe realizar el compilador de Simple. Considere un programa de Simple que recibe como entrada un ente ro y suma los valores desde 1 hasta ese entero. FJ programa y las instrucciones de I-MS producidas por la primera pasada del compilador de Simple se muestran en la figura 17.27. La tabla de símbolos cons truida por la primera pasada se muestra en la figura 17.28.


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Capítulo 17

Ubicación e Programa de Slmpte

instrucción de LMS

ninguna

5 rea sumar 1 a x 10 input x

rem se ignora leer x y colocar el valor en la ubicación 99

00

+1099

01

ninguna +2098

02

+3199

restar x (99) al acumulador

03

+4200

ramificar a ubicación no resuelta si el

15 rem comprobar si y «« x 20 if y -- x goto €0

Descripción

rem se ignora cargar y (98) en el acumulador

resultado es oero

ninguna

25 rem incrementar y 30 let y - y ♦ 1

+2098 +3097

cargar y en acumulador

06

+2196

almacenar en ubicación temporal 96

07 08

+2096 +2198

cargar de ubicación temporal 96

ninguna

35 rem sumar y al total 40 let t - t ♦ y

rem se ignora

04 05

sumar 1 (97) al acumulador

almacenar acumulador en y

rem se ignora

09 10

+2095 +3098

cargar t (95) en el acumulador

11

+2194

almacenar en ubicación temporal 94

12

+2094

cargar de ubicación temporal 94

13 +2195

sumar y al acumulador

almacenar acumulador en t

ninguna

rem se ignora

50 goto 20 55 rem mostrar resultado

14

+4001 ninguna

ramificar a ubicación 01

60 print t

15

+1195

mostrar t en pantalla

99 end

16

+4300

terminar la ejecución

45 rem ciclo con y

Hgura 17.27

rem se ignora

Las instrucciones de LMS producidas después de la primera pasada del compilador.

Símbolo

Tipo

Ubicación

5 10 'X' 15 20

L L V L L V L

00 00 99 01 01 98 04

'V

25 Rgura 17.28

Tabla d e símbolos para el programa d e la figura 17.27. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 17


Símbolo

Upo

Ubicación

30 1 35 40 't' 45 50 55 60 99

L C L L V L L L L L

04 97 09 09 95 14 14 15 15 16

Hgura 17.28

993

Tabla d e símbolos para el programa d e la figura 17.27. (Parte 2 d e 2.)

La mayoría de las instrucciones de Simple se convierten directamente en instrucciones únicas de LMS. Las excepciones en este programa son los comentarios, la instrucción if/goto en la línea 20 y las instrucciones l«t. Los comentarios no se traducen en lenguaje máquina. Sin embargo, el núme ro de línea de un comentario se coloca en la tabla de símbolos, en caso de que se haga referencia al mis mo en una instrucción goto o if/goto. La línea 20 del programa especifica que si la condición y — x es verdadera, el control del programa se transfiere a la línea 60. Como esta línea aparece más adelante en el programa, la primera pasada del compilador no ha colocado aún el 60 en la tabla de sím bolos (los números de línea de las instrucciones se colocan en la tabla de símbolos sólo cuando apare cen como el primer token en una instrucción). Por lo tanto, no es posible en este momento determinar el operando de la instrucción de LMS branch zero en la ubicación 03 del arreglo de instrucciones de 1AIS. F.l compilador coloca el 60 en la ubicación 03 del arreglo banderas para indicar que la ins trucción va a completarse en la segunda pasada. Debemos llevar el registro de la ubicación de la siguiente instrucción en el arreglo de LMS, ya que no hay una correspondencia de uno a uno entre las instrucciones de Simple y las instrucciones de LMS. Por ejemplo, la instrucción if/goto de la línea 20 se compila en tres instrucciones de LMS. Cada vez que se produce una instrucción, debemos incrementar el contador de instrucciones a la siguiente ubicación en el arreglo de LMS. Hay que tener en cuenta que el tamaño de la memoria Simplctron podría presentar un problema para los programas de Simple con muchas instrucciones, variables y constantes. Es posible que el compilador se quede sin memoria Para probar este caso, su programa de be contener un contador de dalos para llevar el registro de la ubicación en la que se almacenará la si guiente variable o constante en el arreglo de LMS. Si el valor del contador de instrucciones es mayor que el valor del contador de datos, significa que el arreglo de LMS está lleno. En este caso, el proceso de compilación debe terminar y el compilador debe imprimir un mensaje de error, indicando que se agotó la memoria durante la compilación. Esto sirve para enfatizar que. aunque el programa está libre de la carga que representa para el compilador tener que administrar la memoria, éste debe determinar cuidadosamente la colocación de instrucciones y datos en la memoria, y debe comprobar que no haya errores tales como el agotamiento de la memoria durante el proceso de compilación. Proceso de compilación, paso a paso Ahora analizaremos el proceso de compilación para d programa de Simple que aparece en la figura 17.27. El compilador lee la primera línea del programa:

5 rem sum ar 1 a x en memoria. El primer token en la instrucción (el número de línea) se determina mediante el uso de strtok (en los capítulos 5 y 18 podrá ver una descripción de las funciones de manipuladón de cade nas estilo C de C++). El token devuelto por strtok se convierte en número entero mediante el uso de atol, de manera que el símbolo 5 pueda colocarse en la tabla de símbolos. Si éste símbolo no se en cuentra. se inserta en la tabla de símbolos. Como nos encontramos en d inido del programa y ésta es


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Capítulo 17

ia primera línea, todavía no hay símbolos en la tabla. Por lo tanto, se inserta el 5 en la tabla de símbo los con el tipo L (número de línea) y se le asigna la primera ubicación en el arreglo de LMS (00). Aunque esta línea es un comentario, de todas formas se asigna un espacio en la tabla de símbolos para el número de línea (en caso de que se haga referencia al mismo en una instrucción goto o if /go to). No se genera ninguna instrucción de LMS para una instrucción rom. por lo que el contador de ins trucciones no se incrementa. Ahora la instrucción:

10 Input x se divide en tokens. El número de línea 10 se coloca en la tabla de símbolos con el tipo L y se le asig na la primera ubicación en el arreglo de LMS (00. pues como un comentario empezó el programa, el contador de instrucciones sigue siendo 00). El comando input indica que el siguiente token es una variable (sólo una variable puede aparecer en una instrucción input). Como input corresponde di rectamente a un código de operación de LMS. el compilador tiene que determinar la ubicación de x en el arreglo de LMS. El símbolo x no se encuentra en la tabla de símbolos, por lo que se inserta en ésta como la representación ASCII de x, se le asigna el tipo V y la ubicación 99 en el arreglo de LMS (el almacenamiento de datos empieza en la ubicación 99 y se van asignando ubicaciones en forma re gresiva). Ahora puede generarse el código de LMS para esta instrucción. El código de operación 10 (código de operación de lectura de LMS) se multiplica por 100 y se agrega la ubicación de x (según lo determinado en la tabla de símbolos) para completar la instrucción. Esta instrucción se almacena aho ra en el arreglo de LMS. en la ubicación 00. El contador de instrucciones se incrementa en l, ya que se produjo una sola instrucción de LMS. Ahora la instrucción:

15 rem comprobar al y -- x se divide en tokens. Se busca el número de línea 15 en la tabla de símbolo (y no se encuentra). El nú mero de línea se ¡aserta con el tipo L y se le asigna la siguiente ubicación en el arreglo, 01 (recuerde que las instrucciones rom no producen código, por lo que el contador de instrucciones no se incrementa). Ahora la instrucción:

20 if y ■■ x goto 60 se divide en tokens. El número de línea 20 se inserta en la tabla de símbolos y se le asigna el tipo L con la siguiente ubicación en el arreglo de LMS. 01. EL comando ±£ indica que se va a evaluar una condición. La variable y no se encuentra en la tabla de símbolos, por lo que se inserta, se le asigna el tipo V y la ubicación 98 en el arreglo de LMS. A continuación se generan las instrucciones de LMS para evaluar la condición. Como no hay un equivalente directo en LMS para la instrucción if /goto, debe simularse mediante un cálculo en el que se utilicen x y y y se haga una ramificación con base en el resultado. Si y es igual a x el resultado de restar x a y es cero, por lo que puede utilizarse la instruc ción branch zero con el resultado del cálculo para simular la instrucción if/goto. El primer paso requiere que se cargue y (de la ubicación 98 del arreglo de LMS) en el acumulador. Esto produce la instrucción 01 ♦2098. Luego, x se resta del acumulador. Esto produce la instrucción 02 +3199. El valor en el acumulador puede ser cero, positivo o negativo. Como el operador es queremos utilizar la operación branch zero. Primero se busca en la tabla de símbolos la ubicación de la ramificación (60 en este caso), la cual no se encuentra. Por lo tanto. 60 se coloca en el arreglo banderas, en la ubica ción 03 y se genera la instrucción 03 +4200 (no podemos agregar la ubicación de la ramificación ya que no hemos asignado todavía una ubicación a la línea 60 en el arreglo de LMS). El contador de ins trucciones se incrementa en 04. El compilador continúa con la instrucción:

25 reo incrementar y El número de línea 25 se inserta en la tabla de símbolos con el tipo L y se le asigna la ubicación 04 en el arreglo de LMS. El contador de instrucciones no se incrementa. Cuando ia instrucción:

30 let y - y ♦ 1


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se divide en tokens. el número 30 se inserta en la tabla de símbolos con el tipo L y se le asigna la ubi cación 04 en el arreglo de LMS. El comando l « t indica que la línea es una instrucción de asignación. Rimero se insertan todos los símbolos de la línea en la tabla de símbolos (si es que no están ya ahí). El número entero 1 se agrega a la tabla de símbolos con el tipo C y se le asigna la ubicación 97 en el arre glo de LMS. A continuación, el lado derecho de la asignación se convierte de notación infijo a postfi jo. Luego se evalúa la expresión postfijo (y 1 ♦). FJ símbolo y se encuentra ya en la tabla de símbolos y su ubicación correspondiente en memoria se mete a la pila. El símbolo 1 también se encuentra ubica do en la tabla de símbolos y su ubicación correspondiente en memoria se mete a la pila. Al llegar al operador ♦, el evaluador de expresiones postfijo saca el elemento superior de la pila y lo coloca en el ope rando derecho del operador, saca de nuevo el elemento superior de la pila, lo coloca en el operando iz quierdo del operador y produce las instrucciones de LMS:

(load y)

04 + 2 0 9 8 05 + 3 0 9 7

(a d d

1)

El resultado de la expresión se almacena en una ubicación temporal en memoria (96) con la instrucción:

(almacenar temporalmente)

06 + 2 1 9 6

y la ubicación temporal se mete en la pila. Ahora que se ha evaluado la expresión, el resultado debe al macenarse en y (es decir, la variable del lado izquierdo de - ) . Entonces la ubicación temporal se caiga en el acumulador y éste se almacena en y mediante las instrucciones:

(cargar temporalmente) (store y)

07 + 2 0 9 6 08 + 2 1 9 8

El lector observará inmediatamente que las instrucciones de I AIS parecen ser redundantes. Hablaremos sobre esta cuestión en breve. Cuando la instrucción: 35 r« m su m a r y a l t o t a l se divide en tokens, el número de línea 35 se inserta en la tabla de símbolos con el tipo L y se le asig na la ubicación 09. La instrucción: 40 l s t

t

- t

♦ y

es similar a la línea 30. La variable t se inserta en la tabla de símbolos con el tipo V y se le asigna la ubicación 95 en el arreglo de LMS. Las instrucciones siguen la misma lógica y formato que la línea 3 0 . y se generan las instrucciones 09 + 2 0 9 5 ,1 0 + 3098. 11 + 2194. 12 + 2 0 9 4 y 13 + 2195. Ob serve que el resultado de t ♦ y se asigna a la ubicación temporal 94 antes de asignarse a t (95). Una vez más el lector observará que las instrucciones en las ubicaciones de memoria 11 y 12 parecen ser redundantes. De nuevo, hablaremos sobre esto en breve. La instrucción: 45 re m c i c l o

con y

es un comentario, por lo que la línea 4 5 se agrega a la tabla de símbolos con el tipo L y se le asigna la ubicación 14 en el arreglo de LMS. La instrucción: 50 g o t o

20

transfiere el control a la línea 2 0. EL número de línea 50 se inserta en la tabla de símbolos con el tipo L y se le asigna la ubicación 14 en el arreglo de LMS. El equivalente de g o t o en LMS es la instrucción de n u n i f i c a c i ó n i n c o n d i c i o n a l ( 4 0 ) que transfiere el control a una ubicación específica en el arreglo de LMS. El compilador busca en la tabla de símbolo la línea 20 y encuentra que a ésta le corresponde la ubicación 01 en el arreglo de LMS. El código de la operación (40) se multiplica por 100 y se le agre ga la ubicación 01 para producir la instrucción 14 + 4001.


996


Capítulo 17

La instrucción:

55 reo mostrar resultado es un comentario, por lo que la línea 5 5 se inserta en la tabla de símbolos con el tipo L y se le asigna la ubicación 1 5 en el arreglo de LMS. La instrucción:

60 prlnt t es una instrucción de salida. El número de línea 60 se inserta en la tabla de símbolos con el tipo L y se le asigna la ubicación 15 en el arreglo de LMS. El equivalente de print en LMS es el código de ope ración 11 ( krite). La ubicación de t se determina a partir de la tabla de símbolos y se agrega al resul tado de la multiplicación del código de operación por 100. La instrucción:

99 end es la línea final del programa. El número de línea 99 se almacena en la tabla de símbolos con el tipo l* y se le asigna la ubicación 16 en el arreglo de LMS. El comando end produce la instrucción de LMS +4300 (43 significa halt en I.MS), la cual se escribe como la instrucción final en el arreglo de memo ria de LMS. Fsto completa la primera pasada del compilador. Ahora consideremos la segunda pasada. En el arreglo bandera# se buscan valores distintos de -1.1.a ubicación 03 contiene 60. por lo que el com pilador sabe que la instrucción 03 está incompleta. El compilador completa la instrucción buscando en la tabla de símbolos el número 60, determinando su ubicación y agregándola a la instrucción incom pleta. En este caso, la búsqueda determina que la línea 60 corresponde a la ubicación 15 en el arreglo de LMS. por lo que se produce la instrucción completa 03 +4215 que sustituye a 03 +4200. Ahora el programa de Simple se ha compilado con éxito. Para construir el compilador, tendrá que llevar a cabo cada una de las siguientes tareas: a) Modificar el programa simulador de Simpletron que escribió en el ejercicio 5.19 para que reciba la entrada de un archivo especificado por el usuario (vea el capítulo 14). El simulador debe mostrar sus resultadas en un archivo en disco, en el mismo formato que el de la pantalla. Convierta el simu lador para que sea un programa orientado a objetos. En especial, haga que cada parte del hardware sea un objeto. Ordene los tipos de instrucciones en una jerarquía de clases por medio de la heren cia. Luego ejecute el programa en forma polimórfica, indicando a cada instrucción que se ejecute a s í misma con un mensaje ejecutarlnatruccion. b) Modifique el algoritmo de conveisión de expresiones infijo a postfijo del ejercicio 17.12 para procesar operan dos enteros oon varios dígitos y operand os de nombres de variables con una sola letra. Sugerencia: La función atrtok de la biblioteca estándar puede utilizarse para localizar ca da constante y variable en una expresión, y las constantes pueden convertirse de cadenas a enteros mediante la función de la biblioteca estándar atol (). (Nota: La representación de los datos de la expresión postfijo debe alterarse para dar soporte a los nombres de variables y cons tantes enteras.) c) Modifique el algoritmo de evaluación de expresiones postfijo para procesar operandos enteros con varios dígitos y operandos de nombres de variables. Además, el algoritmo debe ahora implementar el “gancho” que se describió anteriormente, de manera que se produzcan instrucciones de LMS en vez de evaluar directamente la expresión. Sugerencia: La función atrtok de la biblioteca estándar puede utilizarse para localizar cada constante y variable en una expresión, y las constantes pueden convertirse de cadenas a enteros por medio de la función de la biblioteca estándar atol. (Nota: La representación de los datos de la expresión postfijo debe alterarse para dar soporte a los nombres de variables y constantes enteras.) d) Construya el compilador. Incorpore las partes (b) y (c) para evaluar las expresiones en instruccio nes lat. Su programa debe contener una función que realice la primera pasada del compilador y otra función que realice la segunda pasada. Ambas funciones pueden llamar a otras funciones para lograr sus tareas. Haga que su compilador esté lo más orientado a objetos que sea posible.


Capitulo 17


997

17.28 (Optimización del compilador de Simple) Cuando un programa se compila y se convierte en LMS. se genera un conjunto de instrucciones. Ciertas combinaciones de instrucciones a menudo se repiten, por lo general en tercias conocidas como producciones. Una producción normalmente consiste de tres ins trucciones tales como load, add y store. Por ejemplo. la figura 17.29 muestra cinco de las instruccio nes de LMS que se produjeron en la compilación del programa de la figura 17.27. Las primeras tres instrucciones son la producción que suma 1 a y. Observe que las instrucciones 06 y 07 almacenan el valor del acumulador en la ubicación temporal 96 y cargan el valor de vuelta en el acumulador, de manera que la instrucción 08 pueda almacenar el valor en la ubicación 98. A menudo una producción va seguida de una instrucción load para la misma ubicación en la que fue guardada. Este código puede optimizarse mediante la eliminación de las instrucciones store y load que operan en la misma ubicación de memoria, permitiendo así al simulador Simpletron ejecutar el programa con más rapidez. 1.a figura 17.30 muestra el LMS optimizado para el programa de la figura 17.27. Observe que hay cuatro instruc ciones menos en el código optimizado: un ahorro del 25% del espacio en memoria.

1 2 3 4 5

04 05 06 07 08

♦20 9 8 ♦ 3097 ♦ 2196 ♦20 9 6 ♦ 2198

Rgura 17.29

(load) (add) (store) (load) (store)

C ó d ig o no optimizado del programa d e la figura 17.27.

Ubicación e Instrucción d e LMS

Programa d e Simple

5 rom sumar 1 a x 10 input x 15 rom comprobar si y — 20 i£ y »■ x goto 60

ninguna 00

x

35 rom sumar y al total 40 lot t - t ♦ y

45 50 55 60 99

rom ciclo con y goto 20 rom mostrar resultado print t end

Rgura 17.30

rom se ignora leer x y colocar el valor en la ubicación 99 rom se ignora

+ 1099 ninguna 01 ^2098

cargar y (98) en el acumulador

02 03

restar x (99) al acumulador ramificar a ubicación 11 si vale cero

25 rom incrementar y 30 lot y - y ♦ 1

D escripción

♦3199 ^4211 ninguna

04 05

+ 2098 +3097

06

+ 2198

rom se ignora cargar y en acumulador sumar 1 (97) al acumulador almacenar acumulador en y (96)

ninguna 07 + 2096 08 + 3098

cargar t de la ubicación (96) sumar y (98) al acumulador

09

almacenar acumulador en t (96)

+ 2196

rom se ignora

ninguna 10 ^4001

rom se ignora

ninguna + 1196

rom se ignora

11

12

+4300

ramificar a ubicación 01 mostrar t (96) en pantalla terminar la ejecución

C ó d ig o optimizado p ara el programa d e la figura 17.27.


998


Capítulo 17

Modifique el compilador para que se ofrezca una opción para optimizar el código de Lenguaje máquina Simpletron que produce. Compare manualmente el código no optimizado con el código opti mizado y calcule la reducción en porcentaje. 1 7.29

(Modificaciones al compilador de Simpletron) Realice las siguientes modificaciones al compilador de Simple. Algunas de estas modificaciones pueden también requerir que se modifique el programa simu lador de Simpletron que se escribió en el ejercicio 5.19. a) Permitir el uso del operador módulo ( \ ) en instrucciones l « t . El Lenguaje máquina Simpletron debe modificarse para incluir una instrucción módulo. b) Permitir la exponenciación en una instrucción l«t mediante el uso del signo A como operador de exponenciación. D Lenguaje máquina Simpletron debe modificarse para incluir una instrucción de exponenciación. c) Permitir que el compilador reconozca letras mayúsculas y minúsculas en instrucciones de Simple (por ejemplo, 'A ' es equivalente a ' a ' ) - No se requieren modificaciones en el simulador. d) Permitir que las instrucciones input lean valores de múltiples variables como input x . y. No se requieren modificaciones en el simulador Simpletron. e) Permitir que el compilador muestre múltiples valores en una sola instrucción print tal como print a, b, c. No se requieren modificaciones en el simulador Simpletron. 0 Agregar la capacidad de comprobar la sintaxis al compilador, de manera que se muestren mensa jes de error cuando se encuentren errores de sintaxis en un programa de Simple. No se requieren modificaciones en el simulador Simpletron. g) Permitir arreglos de enteros. No se requieren modificaciones al simulador Simpletron. h) Permitir subrutinas especificadas por los comandos g o s u b y ratura de Simple. El comando go»ub pasa el control del programa a una subrutina, y el comando retura pasa el control de vuelta a la instrucción que va después de g o su b . Esto es similar a la llamada a una función en C++. La misma subrutina puede llamarse desde cualquier comando gosub tfistribuido a través de un pro grama. No se requieren modificaciones al simulador Simpletron. i) Permitir las estructuras de repetición de la forma;

for x - 2 to 10 step 2 instrucciones de Simple

next

j)

Esta instrucción for realiza iteraciones del 2 al 10 con un incremento de 2. La línea nsxt indi ca el final del cuerpo de la instrucción for. No se requieren modificaciones en el simulador Sim pletron. Permitir estructuras de repetición de la forma:

for x - 2 to 10 instrucciones de Simple

nsxt Fsta instrucción for realiza iteraciones del 2 al 10 con un incremento predeterminado de 1. No se requieren modificaciones en el simulador Simpletron. k) Permitir que el compilador procese operaciones de entrada y salida con cadenas. Para ello se re quiere la modificación del simulador Simpletron para que procese y almacene valores de cadena. (Sugerencia: cada palabra de Simpletron puede dividirse en dos grupos, en donde cada una alma cena un entero de dos dígitos. Cada entero de dos dígitos representa el equivalente decimal ASCII de un carácter. Agregue una instrucción de lenguaje máquina que imprima una cadena empezando en cierta ubicación de memoria de Simpletron. La primera mitad de la palabra en esa ubicación es un conteo del número de caracteres en la cadena (es decir, la longitud de la misma). Cada mitad de palabra que le siga contendrá un carácter ASCII, expresado mediante dos dígitos decimales. La ins trucción de lenguaje máquina comprueba la longitud e imprime la cadena, traduciendo cada núme ro de dos dígitos en su carácter equivalente.) l) Permitir que el compilador procese valores de punto flotante además de enteros. El simulador Sim pletron también debe modificarse para procesar valores de punto flotante.


Capitulo 17


999

17.30 (Un intérprete de Simple) Un intérprete es un programa que lee una instrucción de un programa escrito

17.31

17.32

17.33

17.34

17.35

en un lenguaje de alto nivel, determina la operación que va a realizar esa instrucción y la ejecuta inmediata mente. El programa de alto nivel no se convierte primero en código de lenguaje máquina. Los intérpretes ejecutan instrucciones lentamente, ya que cada instrucción en el programa debe primero descifrarse. Si las instrucciones están contenidas dentro de un ciclo, se descifran cada vez que se encuentran en éste. Las primeras versiones del lenguaje de programación BASIC se implementaron como intérpretes. Escriba un intérprete para el lenguaje Simple descrito en el ejercicio 17.26. El programa debe uti lizar el convertidor de expresiones infijo a postfijo que se desarrolló en el ejercicio 17.12, y el evalua dor de expresiones postfijo que se desarrolló en el ejercicio 17.13 para evaluar las expresiones en una instrucción l a t . Las mismas restricciones impuestas sobre el lenguaje Simpletron en el ejercicio 17.26 se aplican también a este programa. Pruebe el intérprete con los programas de Simple escritos en el ejercicio 17.26. Compare los resultados obtenidos al ejecutar estos programas en el intérprete con los resultados obtenidos al compilarlos y ejecutarlos en el simulador Simpletron que se construyó en el ejercicio 5.19. (Insertar / eliminar en cualquier parte de una lista enlazada) Nuestra plantilla de clase de lista enla zada permite inserciones y eliminaciones sólo en la parte frontal y en la parte posterior de la lista en lazada Estas capacidades eran convenientes para nosotros cuando utilizamos la herencia privada y la composición para producir una plantilla de clase de pila y una plantilla de clase de cola con una míni ma cantidad de código, al rcutili/ar la plantilla de clase de lista. En realidad las listas enlazadas son más generales que las que nosotros vimos. Modifique la plantilla de clase de lista enlazada que desarrolla mos en este capítulo para que se permitan inserciones y eliminaciones en cualquier parte de la lista. (IJsta y colas sin apuntadores a la pane final) En nuestra implementación de una lisia enlazada (figuras 17.3 a 17.5) utilizamos un primerPtr y un ultimoPtr. El ultimoPtr fue útil para las funcio nes miembro insartarAlFinal y quitarDalFinal de la clase Li ata. La función inaartarAlFinal corresponde a la función miembro enqueue de la clase Cola. Modifique la clase Lista de manera que no utilice un ultimoPtr. Por consecuencia, cualquier operación en la parte final de una lista debe empezar buscando en la lista desde su parte inicial. ¿Afecta esto a nuestra ¡mplementación de la clase Cola (figura 17.13)7 Utilice la versión del programa de la pila con base en la composición (figura 17.12) para formar un programa completamente funcional que utilice una pila. Modifique este programa agregando a las fun ciones miembro la palabra reservada inlina. Compare los dos métodos. Sintetice las ventajas y las desventajas de utilizar funciones miembro en línea. (Rendimiento de los procesos de búsqueda y ordenamiento en árboles binarios) Un problema con el ordenamiento de árboles binarios es que el orden en el que se insertan los datos afecta a la forma del árbol; para la misma colección de datos, distintos ordenamientos pueden producir árboles binarios de formas considerablemente distintas. El rendimiento de los algoritmos de ordenamiento y búsqueda en árboles binarios es susceptible a la forma del árbol binario. ¿Qué forma tendría un árbol binario si sus datos se insertaran en orden ascendente?, ¿en orden descendente? ¿Qué forma debería tener el árbol pa ra lograr un máximo rendimiento en el proceso de búsqueda? (IJstas indizadas) Como se presentan en el texto, la búsqueda en las listas enlazadas debe llevarse a cabo en forma secucncial. Para las listas extensas esto puede ocasionar un rendimiento pobre. Una téc nica común para mejorar el rendimiento del proceso de búsqueda en las listas es crear y mantener un índice de la lista Un índice es un conjunto de apuntadores a diversos lugares clave en la lista. Por ejem plo, una aplicación que busca en una lista extensa de nombres podría mejorar el rendimiento al crear un índice con 26 entradas: una para cada letra del alfabeto. Una operación de búsqueda para un apelli do que empiece con ‘Y ’ buscaría entonces primero en el índice para determinar en dónde empiezan las entradas con ‘Y ’ y “saltaría” hasta ese punto en la lista para buscar iincalmcnte hasta encontrar el nom bre deseado. Esto sería mucho más rápido que buscar en la lista enlazada desde el principio. Utilice la clase Lista que se muestra en las figuras 17.3 a 17.5 como base para una clase Listalndizada. Escriba un programa para demostrar la operación de las listas indizadas. Asegúrese de incluir a las fun ciones miembro insartarSnListalndizada. buscarEnListalndizada y • liminarDa-

Lis t«Indi rada


/iT Bits, caracteres, cadenas y estructuras

Objetivos • P o d e r c r e a r y u tiliz a r e s tru c tu r a s . • S e r c a p a z d e p a s a r e s tr u c tu r a s a la s f u n c io n e s p o r v a lo r y p o r re fe re n c ia . • M a n ip u la r d a to s c o n lo s o p e r a d o re s a n iv e l d e b its y c r e a r c a m p o s d e b its p a r a a lm a c e n a r d a to s e n f o rm a c o m p a c ta . • S e r c a p a z d e u tiliz a r la s f u n c io n e s d e la b ib lio te c a

p a r a e l m a n e jo d e c a r a c te r e s .

• P o d e r u til iz a r la s f u n c io n e s d e c o n v e r s ió n d e c a d e n a s d e la b ib lio te c a

d e u tile ría s g e n e r a le s .

• S e r c a p a z d e u tiliz a r la s f u n c io n e s d e p r o c e s a m ie n to d e c a d e n a s d e la b ib lio te c a p a r a el m a n e jo d e c a d e n a s . • A p r e c ia r el p o d e r d e la s b ib lio te c a s d e f u n c io n e s c o m o u n m e d io p a r a lo g r a r la r c u tiliz a c ió n d e l s o ftw a re .

La m ism a vieja m entira piadosa se repite a m edida que pasan los a ños y fin a lm en te logra su objetivo — "¡R ealm ente n o has cam biado n o d a l" M a rg a re t F is h b a c k

E l p rin cip a l defecto del rey E nrique era m asticar p eq u eñ o s p edazos d e hilo. H ila ire B c llo c

La escritura vigorosa es concisa. U na oración no debe co n ten er p a la b ra s innecesarias, un párrafo no d ebe co n ten er oraciones innecesarias. W illia m S tru n k , Jr.


Capitulo 18

Bits, caracteres, cadenas y estrucuras

1001

Plan general 18.1 18.2 18.3 18.4

Introducción Definición de estructuras Inicialización de estructuras Uso de estructuras con funciones

18.5

typedef

18.6 Ejemplo: simulación de alto rendimiento para barajar y repartir cartas 18.7 Operadores a nivel de bits 18.8 Campos de bits 18.9 Biblioteca para manejo de caracteres 18.10 Funciones de conversión de cadenas 18.11 Funciones de búsqueda de la biblioteca para manejo de cadenas 18.12 Funciones de memoria de la biblioteca para manejo de cadenas Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios

18.1 Introducción E n e s te c a p ítu lo h a b la r e m o s m á s s o b r e la s e s tr u c tu r a s y v e r e m o s la m a n ip u la c ió n d e b its , c a r a c te r e s y c a d e n a s e s tilo C . M u c h a s d e la s té c n ic a s q u e p r e s e n ta m o s s o n s im ila re s a la s u tiliz a d a s e n C y se in c lu y e n p a r a b e n e f ic io d e l p r o g r a m a d o r e n C + + q u e n e c e s ite tr a b a ja r c o n c ó d i g o h e r e d a d o d e C . L a s e s tr u c tu r a s p u e d e n c o n t e n e r v a r ia b le s d e m u c h o s tip o s d e d a to s d is t in to s , e n c o n tr a s te c o n lo s a rre g lo s , q u e c o n tie n e n s ó lo e le m e n to s d e l m is m o tip o d e d a to s. E s te h e c h o y la m a y o r p a r te d e lo q u e d ig a m o s s o b re la s e s tru c tu ra s e n la s s ig u ie n te s p á g in a s s e a p lic a ta m b ié n a la s c la se s. D e n u e v o , la p r in c ip a l d if e r e n c ia e n tre la s e s tr u c tu r a s y la s c l a s e s e n C + + e s q u e l o s m ie m b r o s d e u n a e s tru c tu r a

public y lo s m ie m b r o s d e u n a c l a s e tie n e n c o m o privata. V e re m o s c ó m o d e c la r a r e s tr u c tu r a s , in ic ia liz a r la s y p a s a r la s a

tie n e n d e m a n e r a p r e d e te r m in a d a el a c c e s o

p re

d e te r m in a d o e l a c c e s o

fu n

c io n e s . L u e g o p r e s e n ta r e m o s u n a s im u la c ió n d e a l t o r e n d im ie n to p a r a b a r a ja r y r e p a r tir c a r ta s , e n la q u e u tiliz a m o s o b je to s d e e s tru c tu r a s p a ra r e p r e s e n ta r la s c a r ta s .

18.2 Definición de estructuras C o n s id e r e l a s ig u ie n te d e f in ic ió n d e u n a e s tru c tu ra :

struct Carta { char #cara; char *palo; );

// fin de struct Carta

1.a p a la b r a re s e rv a d a struct in tr o d u c e la d e f in ic ió n p a r a la e s tr u c tu r a Carta. FJ ¡ d c n tific a d o r Carta e s e l nombre de la estructura y s e u tiliz a e n C + + p a r a d e c la ra r v a r ia b le s d e l tipo de la es tructura (e n C . e l n o m b r e d e l tip o d e la e s tr u c tu r a a n t e r io r e s struct Carta). E n e s te e je m p lo , el tip o d e la e s tr u c tu r a e s Carta. L o s d a to s (y p o s ib le m e n te la s f u n c io n e s , a l ig u a l q u e c o n la s c la s e s ) d e c la ra d o s d e n tr o d e la s lla v e s d e la d e f in ic ió n d e la e s tr u c tu r a s o n lo s miembros d e la m is m a . L o s m ie m b r o s d e la m is m a e s tr u c tu r a d e b e n te n e r n o m b r e s ú n ic o s , p e r o d o s e s tr u c tu r a s d is tin ta s p u e d e n


1002


Capítulo 18

c o n te n e r m ie m b r o s d e l m is m o n o m b r e s in q u e h a y a c o n f lic to s . L a d e fin ic ió n d e c a d a e s tr u c tu r a d e b e te r m in a r c o n u n p u n to y c o m a .

Error común de programación 18.1 Olvidar el pumo y coma con el que termina la definición de una estructura es un error de sintaxis. L a d e f in ic ió n d e Carta c o n tie n e d o s m ie m b r o s d e tip o char*: cara y palo. L o s m ie m b ro s d e u n a e s tr u c tu r a p u e d e n s e r v a r ia b le s d e lo s tip o s d e d a to s b á s ic o s ( p o r e je m p lo , int, double. e t c é te r a .) o a g r e g a d o s ta le s c o m o a r r e g lo s y o tr a s e s tru c tu ra s . L o s d a to s m ie m b r o d e u n a d e fin ic ió n d e e s tr u c tu r a p u e d e n s e r d e m u c h o s tip o s d e d a to s . P o r e je m p lo , u n a e s tr u c tu r a Empleado p o d ría c o n te n e r m ie m b r o s d e c a d e n a s d e c a r a c te r e s p a r a e l p r im e r n o m b re y e l a p e llid o , u n m ie m b r o int p a ra la e d a d d el e m p le a d o , u n m ie m b ro char q u e c o n te n g a 'M

•o

' F

'

pora e l s e x o d e l e m p le a d o , un m ie m

b r o double p a r a e l s a la r io p o r h o r a s d e l e m p le a d o y a s í, s u c e s iv a m e n te . U n a e s tr u c tu r a n o p u e d e c o n te n e r u n a in s ta n c ia d e s í m is m a . P o r e je m p lo , u n a v a r ia b le d e la e s tru c tu r a Carta n o p u e d e d e c la r a r s e e n la d e f in ic ió n d e e s ta e s tru c tu r a . S in e m b a r g o , p u e d e in c l u ir s e u n a p u n ta d o r a u n a e s tr u c tu r a Carta. U n a e s tr u c tu r a , q u e c o n tie n e u n m ie m b r o q u e e s a p u n ta d o r a l m is m o tip o d e e s tru c tu r a , s e c o n o c e c o m o

estructura autorreferenciada.

E n e l c a p ítu lo 17

u tiliz a m o s u n a c o n s tru c c ió n s i m i l a r la s c la s e s a u to rr e f e r e n c ia d a s . p a r a c r e a r v a rio s tip o s d e e s tr u c tu r a s d e d a to s e n la z a d a s . 1.a a n t e r io r d e f in ic ió n d e u n a e s tr u c tu r a n o re s e rv a n in g ú n e s p a c io e n m e m o r ia ; l o q u e h a c e e s c r e a r u n n u e v o tip o d e d a to s q u e s e u tiliz a p a r a d e c la r a r v a ria b le s d e e s a e s tru c tu r a . E s ta s v a ria b le s s e d e c la r a n e n f o rm a s im ila r a la s v a r ia b le s d e o tr o s tip o s . E n la s s ig u ie n te s d e c la ra c io n e s :

Carta unaCarta; Carta juago[ 52 ]; Carta *cartaPtr; unaCarta s e d e c la r a c o m o v a ria b le d e u n a e s tr u c tu r a d e tip o Carta, juego s e d e c la ra c o m o un a r r e g lo c o n 5 2 e le m e n to s d e tip o Carta y cartaPtr s e d e c la ra c o m o u n a p u n t a d o r a u n a e s tr u c tu r a Carta. L as v a ria b le s d e u n tip o d e e s tr u c tu r a d a d o p u e d e n d e c la r a r s e ta m b ié n c o lo c a n d o u n a lis ta s e p a r a d a p o r c o m a s d e lo s n o m b re s d e la s v a r ia b le s e n tre la lla v e d e c ie r r e d e la d e fin ic ió n d e la e s tr u c tu r a y e l p u n to y c o m a q u e te r m in a la d e fin ic ió n . P o r e je m p lo , la s d e c la ra c io n e s a n te r io r e s p o d r ía n h a b e r s e in c o r p o r a d o a la d e f in ic ió n d e la e s tr u c tu r a Carta d e la s ig u ie n te m a n e r a :

atruct Carta { char *cara; char *palo; ) unaCarta, juego[ 52 ], *cartaPtr; E l n o m b r e d e la e s tr u c tu r a e s o p c io n a l. S i la d e fin ic ió n d e u n a e s tr u c tu r a n o c o n tie n e u n n o m b r e , las v a r ia b le s d e e s e tip o d e e s tr u c tu r a p u e d e n d e c la r a r s e s o la m e n te e n tre l a lla v e d e c ie r r e d e la d e f in i c ió n d e la e s tr u c tu r a y e l p u n to y c o m a q u e te r m in a e s a d e fin ic ió n .

Buena práctica de programación 18.1 Siempre que se va a crear un tipo de estructura hay que darle un nombre. Este nombre es conveniente para declarar nuevas variables de ese tipo de estructura más adelante en el programa y se requiere si la estructura se va a utilizar en la declaración de parámetros de una función. L a s ú n ic a s o p e r a c io n e s in te g ra d a s v á lid a s q u e p u e d e n re a liz a r s e e n o b je to s d e e s tr u c tu r a s so n : a s ig n a r u n o b je to e s tr u c tu r a a o tr o o b je to e s tr u c tu r a d e l m is m o tip o , to m a r la d ir e c c ió n (&) d e u n o b j e t o e s tr u c tu r a , u tiliz a r lo s m ie m b r o s d e u n o b je to e s tr u c tu r a ( v e a e l c a p ítu lo 6 , C la s e s y a b s tra c c ió n


Capitulo 18


1003

d e d a to s ) y u tiliz a r e l o p e r a d o r sizeof p a r a d e t e r m in a r e l ta m a ñ o d e u n a e s tru c tu r a . A l ig u a l q u e c o n la s c la s e s , la m a y o ría d e lo s o p e r a d o re s p u e d e n s o b r e c a r g a r s e p a r a tr a b a ja r c o n o b je to s d e u n ti p o d e e s tru c tu r a . L o s m ie m b r o s d e u n a e s tr u c tu r a n o s e a lm a c e n a n n e c e s a r ia m e n te e n b y te s c o n s e c u tiv o s d e m e m o ria . A lg u n a s v e c e s h a y “a g u je ro s ” e n u n a e s tru c tu ra , d e b id o a q u e a lg u n a s c o m p u ta d o r a s a lm a c e n a n tip o s d e d a to s e s p e c íf ic o s s ó lo e n c ie r to s lím ite s d e m e m o ria , c o m o lo s d e m e d ia , u n a o d o b le p a la b ra . U n a p a la b r a e s la u n id a d e s tá n d a r d e m e m o r ia u tiliz a d a p a r a a l m a c e n a r d a to s e n u n a c o m p u ta d o ra ; g e n e r a lm e n te 2 o 4 b y te s . C o n s id e r e la s ig u ie n te d e f in ic ió n d e u n a e s tr u c tu r a e n la q u e se d e c la ra n lo s o b je to s maestral y muestra2 d e tip o Ejemplo:

struct Ejemplo { ch&r c; int 1; } muestral, mueitra2; U n a c o m p u ta d o r a c o n p a la b ra s d e 2 b y te s p o d r ía r e q u e rir q u e c a d a u n o d e lo s m ie m b r o s d e Ejem plo s e a lin e e e n u n lím ite d e u n a p a la b ra (e s d e c ir, a l p r in c ip io d e u n a p a la b r a ; e s to d e p e n d e d e l e q u ip o ). L a f ig u ra 18.1 m u e s tra u n e je m p lo d e a lin e a c ió n d e a lm a c e n a m ie n to p a r a u n o b je to d e tip o

Ejemplo al q u e se le h a a s ig n a d o e l c a r á c te r 'a ' y e l e n te r o 97 ( s e m u e s tr a n la s r e p r e s e n ta c io n e s d e lo s v a lo re s e n b its ). S i lo s m ie m b r o s s e a lm a c e n a n e m p e z a n d o e n lím ite s d e u n a p a la b r a , h a y un a g u je r o d e 1 b y te (e l b y tc 1 e n la f ig u ra ) e n e l a lm a c e n a m ie n to p a r a lo s o b je to s d e tip o Ejemplo. FJ v a lo r e n e s e a g u je r o d e 1 b y tc e s tá in d e fin id o . S i lo s v a lo re s d e lo s m ie m b r o s muestral y muestra2 s o n d e h e c h o ig u a le s , a l c o m p a r a r s e e s ta s e s tr u c tu r a s n o n e c e s a r ia m e n te s e rá n ig u a le s , y a q u e e s m u y p o c o p r o b a b le q u e lo s a g u je r o s in d e fin id o s d e 1 b y te c o n te n g a n v a lo re s id é n tic o s .

Error común de programación 18.2 Comparar estructuras es un error de sintaxis.

Tip de portabilidad 18.1___________________________________________________ Como el tamaño de los elementos de datos de un tipo especifico es dependiente del equipo, y como las consideraciones sobre la alineación del almaceruimiento son dependientes del equipo, también lo es la representación de una estructura.

18.3 Inicialización de estructuras L-as e s tr u c tu r a s p u e d e n in ic ia liz a r s e m e d ia n te e l u s o d e lis ta s in ic ia l iz a d o ra s, c o m o s e h a c e c o n lo s a rre g lo s . P o r e je m p lo , la d e c la ra c ió n :

Carta un&Carta - { "Tres", "Corazones" ); c r e a la v a r ia b le unaC&rta d e tip o Carta e in ic ia liz a a l m ie m b r o cara c o n "Tres" y a l m ie m b r o palo c o n "Corazones". Si h a y m e n o s in ic ia liz a d o r e s e n la lis ta q u e m ie m b r o s e n la e s tr u c tu ra , el r e s to d e lo s m ie m b r o s s e in ic ia liz a c o n 0 . L a s v a ria b le s d e u n a e s tr u c tu r a q u e s e d e c la re n

Byte 0 [o n o o o o i

R g u ra 18.1

L

2

3

00000000 01100001

Posible a lin e a ció n d e a lm a ce n a m ie n to p a ra u n a v a ria b le d e tip o Ejemplo, m o strando un á re a in d efin id a e n la m em oria.


1004


Capítulo 18

fu e r a d e la d e f in ic ió n d e u n a f u n c ió n ( e s d e c ir, e n f o rm a e x te r n a ) s e in ic ia liz a n c o n 0 s i n o s e in ic ia liz a n e x p líc ita m e n te e n la d e c la ra c ió n e x te rn a . L a s v a r ia b le s d e e s tr u c tu r a s p u e d e n ta m b ié n ¡n ic ia liz a r s e e n in s tru c c io n e s d e a s ig n a c ió n , a s ig n á n d o le s u n a v a r ia b le d e e s tr u c tu r a d e l m is m o tip o o a s ig n á n d o le s v a lo re s a lo s d a to s m ie m b r o in d iv id u a le s d e la e s tru c tu r a .

18.4 Uso d© estructuras con funciones H a y d o s m a n e r a s d e p a s a r la in f o rm a c ió n e n la s e s tr u c tu r a s a la s f u n c io n e s . P u e d e p a s a r to d a la e s tr u c tu r a c o m p le ta o lo s m ie m b r o s in d iv id u a le s d e la m is m a . D e m a n e ra p re d e te r m in a d a , lo s d a to s se p a s a n p o r v alo r. L a s e s tru c tu r a s y su s m ie m b r o s p u e d e n ta m b ié n p a s a r s e p o r re f e r e n c ia , p a s a n d o y a s e a r e f e r e n c ia s o a p u n ta d o r e s . P a ra p a s a r u n a e s tr u c tu r a p o r r e f e r e n c ia , s e d e b e p a s a r la d ir e c c ió n d e l o b je to e s tr u c tu r a o u n a re f e r e n c ia a e s e o b je to . L o s a r r e g lo s d e e s tru c tu r a s , a l ig u a l q u e to d o s lo s d e m á s tip o s d e a r r e g lo s , s e p a s a n p o r re f e r e n c ia . E n e l c a p ítu lo 4 d iji m o s q u e u n a r r e g lo p o d ía p a s a r s e p o r v a l o r m e d ia n te e l u s o d e u n a e s tr u c tu ra . P a ra p a s a r u n a r r e g lo p o r v a lo r, s e d e b e c r e a r u n a e s tr u c tu r a (o u n a c l a s e ) c o n e l a r r e g lo c o m o m ie m b r o y d e s p u é s p a s a r u n o b je to d e l tip o d e e s a e s tr u c tu r a ( o c la s e ) a u n a f u n c ió n p o r v alo r. C o m o lo s o b je to s e s tr u c tu r a s e p a s a n p o r v a lo r, e l m ie m b r o a r r e g lo s e p a s a ta m b ié n p o r v alo r.

__

Error común de programación 18.3 Es un error lógico asumir que las estructuras, al igual que los arreglos, se pasan por referencia, así como tratar de modificar los valores de la estructura del elemento que hace la llamada en la función a la que se llama.

Tip de rendimiento 18.1 Pasar estructuras (y especialmente estructunis extensas) por referencia es más eficiente que pasar es tructuras por valor (lo que requiere que se copie toda la estructura completa).

18.5 typedef L a p a la b r a re s e rv a d a typedef c u e n ta c o n u n m e c a n is m o p a r a c r e a r s in ó n im o s (o a lia s ) p a r a lo s ti p o s d e d a to s p r e v ia m e n te d e fin id o s . L o s n o m b r e s p a ra lo s tip o s d e la s e s tr u c tu r a s s e d e f in e n c o m ú n m e n te c o n typedef p a r a c r e a r n o m b re s d e tip o s m á s c o rto s o le g ib le s . P o r e je m p lo , la in s tru c c ió n :

typedef Carta *CartaPtr; d e f in e e l n u e v o n o m b re d e tip o CartaPtr c o m o u n s in ó n im o p a ra e l tip o Carta*.

Buena práctica de programación 18.2 Hay que capitalizar los nombres utilizados con typmdmf para enfatizar que estos nombres son sinó nimos para otros nombres de tipos. A l c r e a r un n u e v o n o m b r e c o n typedef n o s e c r e a u n n u e v o tip o d e d a to s : typedef s im p le m e n te c r e a u n n u e v o n o m b r e d e tip o q u e p u e d e e n to n c e s u tiliz a rs e e n e l p r o g ra m a c o m o u n a lia s p a r a u n n o m b re d e tip o e x is te n te . C o n typedef p u e d e n c r e a r s e s in ó n im o s p a r a l o s tip o s d e d a t o s in te g ra d o s . P o r e je m p lo , un p r o g ra m a q u e r e q u ie ra e n te r o s d e 4 b y te s p o d r ía u tiliz a r e l tip o int e n u n s is te m a y e l tip o long

int e n o tr o s is te m a q u e te n g a e n te r o s d e 2 b y te s. L o s p r o g r a m a s d is e ñ a d o s p a ra s e r p o r ta b le s p u e d e n u tiliz a r typedef p a ra c r e a r u n a lia s ta l c o m o Integer p a r a lo s e n te r o s d e 4 b y te s . E s te a lia s p u e d e e n to n c e s u tiliz a rs e p a r a int e n s is te m a s c o n e n te r o s d e 4 b y te s y p u e d e u tiliz a rs e c o n long

int e n s is te m a s c o n e n t e r o s d e 2 b y te s , e n d o n d e lo s v a lo re s long int o c u p a n 4 b y te s . A s í, p a ra


Capitulo 18


1005

e s c r ib ir p r o g ra m a s p o r ta b le s , e l p r o g ra m a d o r s im p le m e n te n e c e s ita d e c la ra r a to d a s la s v a r ia b le s d e e n te r o s d e 4 b y tc s c o m o d e l tip o Integer.

Tip de portabilidad 18.2 El uso de typedef puede ayudar a que un programa sea más portable.

18.6 Ejemplo: simulación de alto rendimiento para barajar y repartir cartas E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 8 .2 s e b a s a e n la s im u la c ió n p a r a b a r a ja r y r e p a r tir c a r ta s d e s c r ita e n e l c a p ítu lo 5. E l p r o g ra m a re p r e s e n ta e l ju e g o d e c a r ta s c o m o u n a r r e g lo d e e s tr u c tu r a s y u tiliz a a l g o r i t m o s d e a lto re n d im ie n to p a r a b a r a ja r y re p a rtir. L a s a lid a se m u e s tr a e n la f ig u r a 18.3.

1 // Fig. 18.2: figl8_02.cpp 2 // Programa para barajar y repartir cartas, utilizando estructuras. 3 4

tinclude

5

using std::cout;

6 7

using std::cin;

8 9

using std::endl; using std::left; using std::right;

10

11

tinclude

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

using std::setw; tinclude tinclude

// Definición de la estructura Carta struct Carta { char *cara; char "palo; ); // fin de la estructura Carta void llenarJuego ( Carta * const, char *[], char *[] ); void barajar ( Carta * const ); void repartir( Carta • const )/ int main() {

Carta juego [ 52 ]; char *cara[] - { *As", "Dos*, "Tres", "Cuatro", "Cinco", "Seis", "Siete", "Ocho", "Nueve", "Diez", -Sota", "Reina", "Rey" ); char *palo[] ■ { "Corazones", "Diamantes", "Bastos", "Espadas* }; srand( time( 0 ) );

R g u ra 18.2

// randomize

Sim ulació n d e alto rendim iento p a ra b a ra ja r y re p artir c a rta s. (P a rte 1 d e 2 .)


1006

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80


Capítulo 18

llen&rJuego( juego, cara, palo ); barajar( juego ); repartir( juego ); return 0; ) // fin de main // colocar cadenas en estructuras Carta vold llenarJuego( Carta * const wJuego, char *wCara[1, char *wPalo[] ) { for ( int i ■ 0; i < 52; ) { w J u e g o [ 1 ] .cara - wCara[ i \ 1 3 ] ; w J u e g o [ i ] . p a l o » w P a l o t 1 / 1 3 ]; ) // fin de instrucción for } //

fin

de

la

fu n c ió n

lle n a rJ u e g o

// barajar Cartas void barajar( Carta * const wJuego ) { for ( int i - 0; i < 52; i++ ) { int j - rand() \ 52; Carta temp - wJuego[ i 1; wJuego [ i 1 ■ wJuego [ j 1; wJuego [ j ] ■ temp; } // fin de instrucción for } // fin de la función barajar // repartir Cartas void repartir( Carta * const wJuego ) { for ( int i ■ 0; i < 52; i++ ) cout << right << setw( 5 ) << wJuego[ i ].cara << " de w << left << setw( 8 ) << wJuegot i 1.palo « ( ( i ♦ 1 M 2 t %\t' i *\n' ); ) // fin de la función repartir

Figura 18.2

Smulaclón d e alto rendimiento para barajar y repartir cartas. (Parte 2 d e 2.)

En el programa, la función

llenarJuego inicializa el arreglo d e cartas en orden co n las ca

denas de caracteres que representan d esd e e l A s hasta el R ey d e cada palo. FJ arreglo d e elem en tos Carta se pasa a la función barajar, en donde se im plcm cnta e l algoritm o para barajar de alto rendim iento. La función barajar tom a un arreglo d e 52 estructuras Carta co m o argum ento. La función itera a través de las 52 cartas (su b ín d ices 0 a 51 d el arreglo). Para cada carta se e lig e a l azar un núm ero entre 0 y 51. A continuación, la estructura Carta actual y la estructura Carta se le c cionada al azar s e intercambian en el arreglo. S e lleva a cab o un total de 5 2 intercam bios en una so la pasada y ¡se baraja el arreglo d e estructuras Card! Este algoritm o n o sufre d e aplazam iento inde finido co m o el algoritm o para barajar presentado en el cap ítulo 5. C om o las estructuras


Carta se

Capitulo 18

O cho D os D os N ueve R e in a S e is O cho T re s S ie te As C in c o T re s C u a tro N ueve R e in a R ey D ie z S o ta N ueve D ie z S o ta R e in a C in c o C u a tro O cho R ey


Rgura 18.3


E sp ad as C o ra z o n e s D ia m a n te s C o ra z o n e s C o ra z o n e s B a s to s C o ra z o n e s B a s to s B a s to s E sp ad as B a s to s C o ra z o n e s C o ra z o n e s D ia m a n te s D ia m a n te s C o ra z o n e s E sp ad as B a s to s E sp ad as C o ra z o n e s C o ra z o n e s E sp ad as E sp ad as B a s to s B a s to s E sp ad as

As C u a tro As S ie te R ey C in c o As O cho S e is S e is S ie te T re s R e in a C in c o D ie z S ie te C u a tro N ueve T res D os D ie z R ey S o ta D os S e is S o ta


1007

D ia m a n te s E sp ad as C o ra z o n e s E sp ad as D ia m a n te s D ia m a n te s B a s to s D ia m a n te s D ia m a n te s E sp ad as D ia m a n te s E sp ad as B a s to s C o ra z o n e s D ia m a n te s C o ra z o n e s D ia m a n te B a s to s D ia m a n te s E sp ad as B a s to s B a s to s D ia m a n te s B a s to s C o ra z o n e s E sp ad as

La salida del programa d e simulación d e alto rendimiento para barajar y repartir cartas.

intercambiaron directam ente hacia y d esd e su s lugares en el arreglo, e l algoritm o d e alto rendim iento para repartir im plcm cntado en la función repartir las cartas barajadas.

repartir requiere sólo d e una pasada del arreglo para

Error común de programación 18.4 Olvidar incluir el subíndice del arreglo al hacer referencia a las estructuras individuales en un arre glo de estructuras es un error.

1 8 .7 O p e r a d o r e s a n iv e l d e b it s C + + cuenta con herramientas extensas de m anipulación d e b its para los program adores q u e n ece si tan sum ergirse hasta el nivel d enom inado co m o de “b its y bytes”. l a s sistem as operativos, el so ft ware de prueba de eq u ip os, de red y m uchos otros tipos de softw are requieren que el programador se com unique “directamente con el hardware". En ésta y en las siguientes seccio n es hablaremos sobre las herramientas de m anipulación de b its de C ++. Presentaremos a cada uno de los diversos operado res a nivel d e bits d e C + + y verem os cóm o ahorrar m em oria m ediante el uso d e lo s cam pos de bits. Las com putadoras representan internam ente a todos lo s datos com o secu en cia s de bits. Cada bit puede asumir el valor 0 o 1 . En la m ayoría d e lo s sistem as, una secu en cia d e 8 bits forma un byte: la unidad estándar de alm acenam iento para una variable de tipo char. Otros tipos d e datos se alm a cenan en núm eros m ás grandes d e bytes. Los operadores a nivel de bits se utilizan para manipular los bits de los operandos integrales (char, short, int y long; tanto signad co m o un sig nad). L os en teros sin sig n o s e utilizan norm alm ente co n lo s operadores a nivel de bits.


1008


Capítulo 18

Tip de portabilidad 18.3 Las manipulaciones de datos a nivel de bits son dependientes del equipo. O bserve que la s d iscu sion es sobre lo s operadores a nivel d e bits en esta secció n muestran la re presentación binaria de los operandos enteros. Para obtener una exp licación detallada d el sistem a nu m érico binario (tam bién con ocid o com o base 2) vea el apéndice C, Sistem as num éricos. D eb id o a la naturalezü dependiente del equipo d e las m anipulaciones a nivel de b its, algunos de esto s programas tal v ez no funcionen en su sistem a sin m odificacion es. Los operadores a nivel d e bits son: A N D a nivel de bits (&). OR inclusivo a nivel de bits ( \ ) , OR exclusivo a n ivel de b its ( A), desplazam iento a la izquierda (<<), desplazam iento a la derecha (>>) y com plem ento (~). (O bserve que h em os estado utilizando &, << y >> para otros fines. Éste es un clá sic o ejem plo de sobrecarga de operadores.) L o s operadores A N D . OR in clu sivo y OR ex clu siv o a nivel de bits com paran su s d o s operandos bit por bit. E l operador A N D a nivel de bits hace que cada bit en el resultado sea 1 si el bit correspondiente en am bos operandos es 1. El operador O R in c lu siv o a nivel d e bits hace que cada bit en el resultado sea 1 si el bit correspondiente en cualquier operando (o e n am bos) es 1. E l operador O R ex clu siv o a nivel d e bits hace que cada bit en el resul tado sea 1 s i el bit correspondiente en só lo u no de lo s operandos e s 1. El operador d e desplazam iento a la izquierda desplaza los bits de su operando izquierdo a la izquierda, según el número de bits e sp e cificad o en su operando derecho. El operador d e desplazam iento a la derecha d esp laza los bits en su operando izquierdo a la derecha, según el núm ero de bits especificados en su operando derecho. El o p e rador de com p lem en to a nivel de bits hace q u e todos lo s bits que sean 0 en su operando sean 1 en el resultado, y hace que todos lo s bits que sean 1 en su operando sean 0 en el resultado. En los sigu ien tes ejem p los aparecen d iscu sion es detalladas sobre cada operador a nivel d e bits. Los operadores a nivel de bits se sintetizan en la figura 18.4. A l utilizar estos operadores, e s útil im prim ir lo s valores en su representación binaria para m o s trar los efecto s p recisos de esto s operadores. La figura 18.5 im prim e un entero unsigned en su re presentación binaria, en grupos d e o ch o bits cada uno.

Operador

Nombre

Descripción

&

AND a nivel de bits

Ix>s bits en el resultado se hacen 1 si los bits correspondientes en ambos operandos son 1.

1

OR inclusivo a nivel de bits

Los bits en el resultado se hacen 1 si al menos uno de los bits correspondientes en los dos operandos es 1.

A

OR exclusivo a nivel de bits

Los bits en el resultado se hacen 1 si solamente uno de los correspondientes bits en los dos operandos es 1.

<<

desplazamiento a la izquierda

Desplaza los bits del primer operando a la izquierda, según el número de bits especificado por el segundo operando; rellenar desde la derecha con bits en 0.

>>

desplazamiento a la derecha con extensión de signo

Desplaza los bits del primer operando a la derecha, según el número de bits especificado por el segundo operando; el método para rellenar desde la izquierda es dependiente del equipo.

complemento a uno

Todos los bits que sean 0 se hacen 1 y todos los bits que sean 1 se hacen 0.

Figura 18.4

Operadores a nivel d e bits.


Capitulo 18

1 2 3 4 5 6 7 8 9


1009

// Fig. 18.5: figl8_05.cpp // Cómo Imprimir un entero sin signo en bits. tinclude using std::cout; using std::cin; using std::endl; iinclude

10

11

using std::setw;

12

13 void mostrarBits ( unsigned ); // prototipo 14 15 int main() 16 { 17 unsigned valorEntrada; 18 19 cout << "Escriba un entero sin signo: *; 20 cin >> valorEntrada; 21 mostrarBits( valorEntrada ); 22

23 r e t u m 0; 24 25 ) // fin de main 26 27 // mostrar los bits de un valor entero sin signo 28 void mostrarBits( unsigned valor ) 29 { 30 const int DESPLAZAMIENTO ■ 8 * sizeof ( unsigned ) - 1; 31 const unsigned MASCARA - 1 <
C óm o Imprimir un entero sin signo en bits.

L a f u n c ió n mostrarBits ( lin c a s 2 8 - 4 6 ) u tiliz a e l o p e r a d o r A N D a n iv e l d e b its p a r a c o m b i n a r la v a r ia b le valor c o n la c o n s ta n te MASCARA. A m e n u d o , e l o p e r a d o r A N D a n iv e l d e b its se u tiliz a c o n u n o p e r a n d o c o n o c id o c o m o

máscara:

u n v a lo r e n te r o c o n c ie r to s b its e n 1 . L a s m á sc a -


1010


Capítulo 18

ra s se u tiliz a n p a r a o c u lta r a lg u n o s b its e n u n v a lo r m ie n tr a s s e s e le c c io n a n o tro s . E n

Bits, la

lin c a 31 a s ig n a a la c o n s ta n te m a s c a r a e l v a lo r

1

mostrar-

< < d e s p l a z a m i e n t o .E l v a lo r d e

la c o n s ta n te d e s p l a z a m i e n t o s e c a lc u ló e n la lín e a 3 0 c o n la e x p re s ió n :

8 * sizeoft unaigned ) - 1 q u e m u ltip lic a e l n ú m e ro d e b y tc s r e q u e r id o s p o r u n o b je to

unsigmed

e n m e m o r ia p o r

8 (e l

nú

m e ro d e b its e n u n b y te ) p a ra o b te n e r e l n ú m e r o to ta l d e b its r e q u e rid o s p a r a a l m a c e n a r u n o b je to

unsigned

y d e s p u é s le re s ta 1. L a r e p r e s e n ta c ió n e n b its d e

c o m p u ta d o r a q u e re p r e s e n ta o b je to s

unsigned e n

1 << DESPLAZAMIENTO

en una

c u a tr o b y te s d e m e m o r ia es:

10000000 00000000 00000000 00000000 E l o p e r a d o r d e d e s p la z a m ie n to a la iz q u ie r d a d e s p la z a e l v a lo r 1 d e s d e e l b it m e n o s s ig n ific a tiv o ( m á s a la d e re c h a ) h a s ta e l b it m á s s ig n ific a tiv o ( m á s a la iz q u ie r d a ) e n m a s c a r a ,y r e lle n a lo s e s

1 o u n 0 p a r a e l b it valor. H a y q u e a s u m ir q u e l a v a r ia b le valor c o n tie n e 65000 (00000000 00000000 11111101 11101000). C u a n d o valor y MASCARA s e c o m b in a n u tiliz a n d o &, to d o s lo s b its e x c e p to e l b it m á s s ig n ific a tiv o e n la v a r ia b le valor s e “ e n m a s c a r a n " ( o c u lta n ) , y a q u e c u a lq u ie r b it a l q u e s e le a p liq u e la o p e r a c ió n A N D c o n u n 0 s e c o n v ie rte e n 0. S i e l b it m á s s ig n ific a tiv o e s 1, l a o p e r a c ió n valor & m a s c a r a s e e v a lú a así: p a c io s a la d e r e c h a c o n b its e n

0. L a

lín e a 3 6 d e te r m in a si d e b e im p r im irs e u n

a c tu a l m á s s ig n ific a tiv o d e la v a ria b le

00000000 00000000 11111101 11101000 10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 lo c u a l s e in te r p re ta c o m o

falsa

(valor) (MASCARA) (valor 6 MASCARA)

0. L u e g o la lín e a 3 7 d e s p la z a la v a r ia b le valor un valor < < - 1 (e s d e c ir , valor - valor < < 1). E s to s v a r ia b le valor. E v e n tu a l m e n te , u n b it c o n e l v a lo r d e 1 s e d e s

y s e im p r im e

b it a la iz q u ie r d a m e d ia n te l a e x p re s ió n p a s o s s e re p ite n p a r a c a d a b it d e la

p la z a r á h a c ia la p o s ic ió n d e l b it m á s s ig n ific a tiv o y la m a n ip u la c ió n d e b its s e ría la s ig u ie n te :

11111101 11101000 00000000 00000000 10000000 00000000 00000000 00000000

(valor) (MASCARA)

10000000 00000000 00000000 00000000

(valor & MASCARA)

C o m o a m b o s b its m á s s ig n ific a tiv o s s o n 1 , e l r e s u lta d o d e la e x p r e s ió n e s d is tin to d e c e r o

(true) y

s e im p r im e u n v a lo r d e 1 . L a f ig u ra 1 8 .6 s in te tiz a lo s r e s u lta d o s d e c o m b in a r d o s b its c o n e l o p e r a d o r A N D a n iv e l d e b its .

Bit 1

Bit 2

Bit I & Bit 2

0

o

o

1

0

o

0

1

0

1

1

1

Rgura 18.6

Resultados de comparar dos bits con el operador AND a nivel de bits (a).


Capitulo 18


1011

Error común de programación 18.5 Utilizar el operador AND lógico (&&) como el operador AND a nivel de bits (A) y viceversa es un error lógico. F.l p r o g ra m a d e la f ig u ra 18.7 d e m u e s tra e l u so d e lo s o p e r a d o re s A N D , O R in c lu s iv o , O R e x c lu s iv o y d e c o m p le m e n to a n iv e l d e b its. L a f u n c ió n m o s t r a r B i t s ( lín e a s 6 2 - 8 0 ) im p r im e lo s v a lo r e s e n te r o s u n s i g n e d . L a s a lid a s e m u e s tr a e n la f ig u ra 18.8.

1 2 3 4

// Fig. 18.7: figl8_07.cpp // aso de los opsradorss AND, OR inclusivo, // OR exclusivo y de complemento a nivel de bits. #inelude

5

6 usina std::cout; 7 using std::cin; 8

9

dinclude

10

11 using std:rendí; 12 using std:rsetw; 13 14 void mostrarBits( unsigned ); 15 16 int main() 17 { 18 unsigned numerol; 19 unsigned numero2; 20 unsigned mascara; 21 unsigned establecerBits;

// prototipo

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

// demostrar el operador & a nivel de bits numerol - 2179876355; mascara - 1; cout << "El resultado de combinar los siguientes numeros\n"; mostrarBits( numerol ); mostrarBits( mascara ); cout << "utilizando el operador AND a nivel de bits (&) e«\n"; mostrarBits( numerol 6 mascara ); // demostrar el operador | a nivel de bits numerol - 15; establecerBits - 241; cout << "\nEl resultado de combinar los siguientes numeros\n”; mostrarBits( numerol ); mostrarBits( establecerBits ); cout << "utilizando el operador OR inclusivo a nivel de bits ( |) es\nw; mostrarBits( numerol | establecerBits );

R g u ra 18.7

Los operadores AND. O R Inclusivo. O R exclusivo y com plem ento a nivel d e bits. (Parte 1 d e 2.)


1012


Capítulo 18

41 // demostrar el operador A a nivel de bits 42 numerol - 139; 43 numero2 ■ 199; 44 cout << ”\nEl resultado de combinar los siguientes nuneros\n"; 45 mostrarBits( numerol ); 46 mostrarBits( numero2 ); 47 cout « "utilizando el operador OR exclusivo a nivel de bits (A) es\n"; 48 mostrarBits( numerol A numero2 ); 49 50 // demostrar el operador de complemento a nivel de bits 51 numerol - 21845; 52 cout << "\nEl complemento a uno de\n"; 53 mostrarBits( numerol ); 54 cout << *es* << endl; 55 mostrarBits( -numerol ); 56 57 r e t u m 0; 58 59 ) // fin de main 60 61 // mostrar los bits de un valor entero sin sigrno 62 void mostrarBits( unsigned valor ) 63 { 64 const int SHIFT - 8 * sizeof ( unsigned ) - 1; 65 const unsigned MASK - 1 << SHIFT; 66

67

cout << setw( 10 ) << valor << * -

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 )

£or { unsigned i ■ 1; i <- SHIFT ♦ 1; i++ ) { cout « ( valor & MASK ? *1' i '0' ); valor <<■ 1; // desplazar valor 1 bit a la izquierda if { i \ 8 -- 0 ) // mostrar un espacio después de 8 bits cout << % '; } // fin de instrucción for cout << endl; // fin de la función mostrarBits

Figura 18.7

Los operadores AND, OR Inclusivo, O R exclusivo y com plem ento a nivel d e bits. (Parte 2 d e 2.)

E n la fig u ra 18.7, la lín e a 2 4 a s ig n a e l v a lo r 2 1 7 9 8 7 6 3 5 5 ( 1 0 0 0 0 0 0 1

11101110

01000110

0 0 0 0 0 0 1 1 ) a la v aria b le n u m e r o l y la lín e a 25 a s ig n a e l v a lo r 1 ( 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ) a l a v a r ia b le m a s c a r a . C u a n d o m a s c a r a y n u m e r o l s e c o m b in a n u tiliz a n d o e l o p e r a d o r A N D a n iv e l d e b its ( 6 ) e n la e x p r e s ió n n u m e r o l & m a s c a r a ( lín e a 3 0 ) , e l r e s u lta d o e s 00000000 00000000

00000000

0 0 0 0 0 0 0 1 . T o d o s lo s b its e x c e p to e l m e n o s sig n ific a tiv o e n la

v a ria b le n u m e r o l se “ e n m a s c a r a n " (o c u lta n ) a l a p lic a r la o p e ra c ió n A N D c o n la c o n s ta n te MASCARA. E l o p e r a d o r O R in c lu s iv o a n iv e l d e b its s e u tiliz a p a r a h a c e r q u e c ie r to s b its e n u n o p e r a n d o s e a n 1. E n la f ig u ra 1 8 .7, la lín e a 3 3 a s ig n a e l v a lo r 1 5 ( 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 ) a la v a ria b le n u m e r o l y la lín e a 3 4 a s ig n a e l v a lo r 2 4 1 ( 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 ) a la v a r ia b le e s t a b l e c e r B i t s . C u a n d o n u m e r o l y e s t a b l e c e r -


Capitulo 18


1013

El resultado de combinar los siguientes números 2179876355 - 10000001 11101110 01000110 00000011 1 - 00000000 00000000 00000000 00000001

utilizando el operador AND a nivel de bits (6) es 1 - 00000000 00000000 00000000 00000001

El resultado de combinar los siguientes números 15 - 00000000 00000000 00000000 00001111 241 - 00000000 00000000 00000000 11110001 utilizando el operador OR inclusivo a nivel de bits (|) es 255 - 00000000 00000000 00000000 11111111 El resultado de combinar los siguientes números 139 - 00000000 00000000 00000000 10001011 199 - 00000000 00000000 00000000 11000111 utilizando el operador OR exclusivo a nivel de bits (A) es 76 - 00000000 00000000 00000000 01001100 El complemento a uno de 21845 - 00000000 00000000 01010101 01010101 es 4294945450 - 11111111 11111111 10101010 10101010 R g u ra 18.8

Ejemplo d e la salida del programa d e la figura 18.7.

B i t s s e c o m b in a n u tiliz a n d o e l o p e r a d o r O R a n iv e l d e b its e n la e x p r e s ió n n u m e r o l | e s t a b l e c e r B i t e ( lín e a 3 9 ). e l r e s u l t a d o e s 2 5 5 ( 0 0 0 0 0 0 0 0

00000000

00000000

1 1 1 1 1 1 1 1 ).

L a f ig u ra 1 8.9 s in te tiz a lo s r e s u lta d o s d e c o m b in a r d o s b its c o n e l o p e r a d o r O R in c lu s iv o a n iv e l d e b its .

Errar común de programación 18.6 Utilizar el operador lógico OR ( / / ) como el operador OR a nivel de bits ( ¡ ) y viceversa es un error lógico. E l o p e r a d o r O R e x c lu s iv o a n iv e l d e b its ( A) h a c e q u e c a d a b it e n e l r e s u lta d o s e a 1 si s ó lo u n o d e lo s c o r r e s p o n d ie n te s b its e n s u s d o s o p e r a n d o s e s 1. E n la f ig u ra 1 8.7. la s lín e a s 4 2 y 4 3 a s ig n a n a la s v a r ia b le s n u m e r o l y n u m e r o 2 1 0 0 0 1 0 1 1 ) y 1 9 9 (0 0 0 0 0 0 0 0

lo s v a lo re s 1 3 9 ( 0 0 0 0 0 0 0 0

00000000

00000000

00000000

00000000

1 1 0 0 0 1 1 1 ) , r e s p e c tiv a m e n te . C u a n d o

e s ta s v a ria b le s s e c o m b in a n c o n e l o p e r a d o r O R e x c lu s iv o e n la e x p re s ió n n u m e r o l A n u m e r o 2 ( lín e a 4 8 ) , e l r e s u lta d o e s 0 0 0 0 0 0 0 0

00000000

00000000

0 1 0 0 1 1 0 0 . L a f ig u ra 1 8 .1 0 s i n

te tiz a lo s r e s u lta d o s d e c o m b in a r d o s b its c o n e l o p e r a d o r O R e x c lu s iv o a n iv e l d e b its .

Bit 1

Bit 2

Bit 1 | Bit 2

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

Rgura 18.9

Com binación d e dos bits co n el operador O R Inclusivo a nivel d e bits ( |).


1014


Bit 1 0 1

Capítulo 18

Bit 2

Bit 1 A Bit 2

0

0

0

1

0

1

1

1

1

R g u ra 18.10

0

Com binación de dos bits con el operador OR exclusivo a nivel d e bits ( A).

F.1 o p e r a d o r d e c o m p le m e n to

a nivel Je bits

( - ) h a c e q u e to d o s lo s b its q u e s e a n 1 e n s u o p e

r a n d o s e a n 0 e n e l r e s u lta d o y q u e to d o s lo s b its q u e s e a n 0 c a m b ie n a 1 ; lo q u e ta m b ié n s e c o n o c e c o m o “to m a r e l

complemento a uno d e l

m e r o l e l v a lo r 2 1 8 4 5 ( 0 0 0 0 0 0 0 0

v a lo r” . E n la f ig u ra 1 8 .7 , la lín e a 51 a s ig n a a la v a r ia b le n u 00000000

e x p r e s ió n - n u m e r o l . e l r e s u lta d o e s ( 1 1 1 1 1 1 1 1

01010101 11111111

0 1 0 1 0 1 0 1 ) . C u a n d o se e v a lú a la 10101010

1 0 1 0 1 0 1 0 ).

lu í f ig u ra 18.11 d e m u e s tr a e l u so d e lo s o p e r a d o r e s d e d e s p la z a m ie n to a la iz q u ie r d a ( < < ) y d e s p la z a m ie n to a la d e r e c h a ( > > ) . L a fu n c ió n m o s t r & r B l t s (lín e a s 3 8 - 5 6 ) im p r im e lo s v a lo re s e n te ro s u n s i g n e d .

1 // Fig. 18.11: figl8_ll.cpp 2 // Oso de los operadores de desplazamiento a nivel de bits. 3 iinclude 4

5 using std::cout; ó using std::cin; 7 using std::endl; 8

9

#inelude

10

11 using std::setw; 12

13 void mostrarBits( unsigned ); // prototipo 14 15 int main() 16 { 17 unsigned numerol ■ 960; 18 19 // demostrar el operador de desplazamiento a la izquierda, a nivel de bits 20 cout << "El resultado de desplazar a la izquierda\n"; 21 mostrarBits( numerol ); 22 cout << "8 posiciones de bits utilizando el operador " 23 << "de desplazamiento a la izquierda es\n"; 24 mostrarBits( numerol << 8 ); 25 26 // demostrar el operador de desplazamiento a la derecha, a nivel de bits 27 cout << "\nEl resultado de desplazar a la derecha\nw; 28 raostrarBits( numerol ); 29 cout << "8 posiciones de bits utilizando el operador " 30 << "de desplazamiento a la derecha es\n"; 31 mostrarBits( numerol >> 8 ); Rgura 18.11

Operadores de desplazamiento a nivel de bits. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 18


1015

32 33 r e t u m 0; 34 35 ) // fin de malo 36 37 // mostrar bits de un valor entero sin signo 38 void mostrarBits( unsigned valor ) 39 { 40 const int DESPLAZAMIENTO - 8 * sizeof( unsigned ) - 1; 41 const unsigned MASCARA - 1 << DESPLAZAMIENTO; 42 43 cout << setw( 10 ) << valor << * - w; 44 45 for ( unsigned i - 1; i <- DESPLAZAMIENTO + 1; i++ ) { 46 cout « ( valor & MASCARA ? '1' : '0' >j 47 valor <<- 1; // desplazar valor 1 bit a la izquierda 48 49 if ( i \ 8 — 0 ) // mostrar un espacio después de 8 bits 50 cout < < * '; 51 52 } // fin de instrucción for 53 54 cout << endl; 55 56 } // fin de la función mostrarBits El resultado de desplazar a la izquierda 960 - 00000000 00000000 00000011 11000000

8 posiciones de bits utilizando el operador de desplazamiento a la izquierda es 245760 - 00000000 00000011 11000000 00000000

El resultado de desplazar a la derecha 960 - 00000000 00000000 00000011 11000000

8 posiciones de bits utilizando el operador de desplazamiento a la derecha es 3 - 00000000 00000000 00000000 00000011

R g u ra 18.11

Operadores d e desplazamiento a nivel d e bits. (Parte 2 d e 2.)

E l o p e r a d o r d e d e s p la z a m ie n to a la iz q u ie r d a ( < < ) d e s p la z a a la iz q u ie r d a lo s b its d e su o p e r a n d o iz q u ie r d o , s e g ú n e l n ú m e r o d e b its e s p e c ific a d o s e n su o p e r a n d o d e r e c h o . L o s lu g a re s v a c ío s d e la d e r e c h a se re e m p la z a n c o n Os; lo s b its q u e s e d e s p la z a n m á s a llá d e l ú ltim o lu g a r a la iz q u ie r d a s e p ie rd e n . E n e l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 8 .1 1 , la lín e a 17 a s ig n a a la v a ria b le n u m e r o l e l v a lo r 9 6 0 (0 0 0 0 0 0 0 0

00000000

00000011

1 1 0 0 0 0 0 0 ) . E l r e s u lta d o d e d e s p la z a r la v a r ia b le n u m e

r o l 8 b its a la iz q u ie r d a e n la e x p r e s ió n n u m e r o l

< < 8 ( lín e a 2 4 ) e s 2 4 5 7 6 0 ( 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ). E l o p e r a d o r d e d e s p la z a m ie n to a la d e r e c h a ( > > ) d e s p la z a lo s b its d e s u o p e r a n d o iz q u ie r d o a la d e r e c h a , s e g ú n e l n ú m e ro d e b its e s p e c if ic a d o e n s u o p e r a n d o d e re c h o . A l r e a liz a r u n d e s p la z a m ie n to a la d e r e c h a s o b r e u n e n te r o u n s i g n e d lo s lu g a re s v a c ío s a la iz q u ie r d a s e r e e m p la z a n c o n Os; lo s b its q u e s e d e s p la z a n m á s a llá d e l ú ltim o lu g a r a l a d e r e c h a s e p ie rd e n . E n e l p r o g ra m a d e la fi g u r a 18.11, el r e s u lta d o d e d e s p la z a r n u m e r o l 8 b its a la d e r e c h a e n la e x p r e s ió n n u m e r o l > > 8 ( lín e a 3 1 ) e s 3 ( 0 0 0 0 0 0 0 0

__

00000000

00000000

0 0 0 0 0 0 1 1 ).

Error común do programación 18.7 El resultado de desplazar un \xdor es indefinido si el operando derecho es negativo o si es mayor o igual que el mimen) de bits en los que se almacena el operando izquierdo.


1016


Capítulo 18

Tip de portabilidad 18.4 £7 resultado de desplazar a la derecha un valor con signo es dependiente del equipo. Algunos equipos rellenan con ceros y otros utilizan el bit de signo. C a d a o p e r a d o r a n iv e l d e b its ( e x c e p to e l o p e r a d o r d e c o m p le m e n to ) tie n e u n o p e r a d o r d e a s ig n a c ió n c o rr e s p o n d ie n te . E s to s

operadores de asignación a nivel de bits

se m u e s tra n e n la f ig u ra

1 8 .1 2 y se u tiliz a n e n f o rm a s im ila r a lo s o p e r a d o re s d e a s ig n a c ió n a r itm é tic o s p r e s e n ta d o s e n e l c a p ítu lo 2. I-a f ig u ra 1 8 .1 3 m u e s tra la p r e c e d e n c ia y la a s o c ia tiv id a d d e lo s o p e r a d o r e s in tr o d u c id o s h a s ta e s te p u n to e n e l te x to . S e m u e s tra n d e a r r i b a h a c ia a b a jo e n o r d e n d e s c e n d e n te d e p re c e d e n c ia .

Operadores de asignación a nivel de bits Operador de asignación AND a nivel de bits.

&-

Operador de asignación OR inclusivo a nivel de bits.

1-

Operador de asignación OR exclusivo a nivel de bits.

A m

<<«

Operador de asignación de desplazamiento a la izquierda.

>>■

Operador de asignación de desplazamiento a la derecha, con extensión de signo.

Rgura 18.12

Operadores de asignación a nivel d e bits.

Asocia«vidad

Operadores 1 1 (unario; de izquierda a derecha) 11 (binario; de izquierda a derecha)

.

->

♦♦ static cast < tipo > () ++ — ♦ I * S < l

U

• *

O

V ■

A

-6 A

V

>> ■

« A

♦

1-

1 &&

delate

eizeof

de izquierda a derecha de izquierda a derecha

mayor

de derecha a izquierda

unario

de izquierda a derecha

multiplicativo


aditivo

de izquierda a derecha de izquierda a derecha de izquierda a derecha

desplazamiento relacional igualdad

de izquierda a derecha de izquierda a derecha de izquierda a derecha

AND a nivel de bits XOR a nivel de bits OR a nivel de bits


AND lógico OR lógico

de izquierda a derecha de derecha a izquierda

II ?* ftm

—

♦|■

Rgura 18.13

—

*■

*/<<■ >>■

Tipo

unario

condicional


asignación


coma

Precedencia y asociatividad d e operadores.


Capitulo 18


1017

18.8 Cam pos d© bits C + + o f re c e la h a b ilid a d d e e s p e c if ic a r e l n ú m e r o d e b its e n lo s q u e s e a lm a c e n a u n tip o in te g ra l o m ie m b r o d e tip o enumde u n a c l a s e o e s tru c tu ra . D ic h o m ie m b r o se c o n o c e c o m o u n campo de bits. L o s c a m p o s d e b its p e rm ite n u n a m e jo r u tiliz a c ió n d e l a m e m o r ia a l g u a r d a r lo s d a to s e n e l m ín im o n ú m e ro d e b its re q u e rid o s . L o s m ie m b r o s c a m p o s d e b its te g ra l o

deben d e c la r a r s e

c o m o u n tip o d e d a to s in

enum. Tip de rendimiento 18.2 Los campos de bits ayudan a conservar el almacenamiento.

C o n s id e r e la d e f in ic ió n d e la s ig u ie n te e s tru c tu r a :

struct C&rt&Bit { unsigned cara i 4/ unsigned palo i 2; unsigned color : 1; );

// fin da struct Cartafiit

L a d e f in ic ió n c o n tie n e tre s c a m p o s d e b its

unsigned: cara, palo

y

color, u tiliz a d o s

p a r a re

p r e s e n ta r u n a c a r ta d e un ju e g o d e 5 2 c a rta s . P a ra d e c la r a r u n c a m p o d e b its s e p o n e d e s p u é s d e un m ie m b r o d e tip o in te g ra l o la

anchura

enum e l

s ig n o d e d o s p u n to s ( * ) y u n a c o n s ta n te e n te r a q u e re p r e s e n ta

d e l c a m p o (e s d e c ir, e l n ú m e r o d e b its e n lo s q u e s e a lm a c e n a e s c m ie m b ro ). 1-a a n c h u r a

d e b e s e r u n a c o n s ta n te e n te r a e n tr e c e r o y e l n ú m e ro to ta l d e b its u tiliz a d o s p a r a a lm a c e n a r u n

int

e n el s is te m a . L a a n t e r io r d e fin ic ió n d e u n a e s tr u c tu r a in d ic a q u e e l m ie m b r o m ie m b ro

palo s e

a lm a c e n a e n 2 b its y e l m ie m b r o

color en

cara

s e a lm a c e n a e n 4 b its , el

1. E l n ú m e ro d e b its s e b a s a e n e l r a n

cara a lm a c e n a v a lo re s e n 12 (R e y ): 4 b its p u e d e n a l m a c e n a r u n v a lo r e n tr e 0 y 15. E l m ie m b r o palo a lm a c e n a v a lo re s e n tre 0 y 3 (0 = D ia m a n te s , 1 = C o r a z o n e s , 2 = B a s to s , 3 = E s p a d a s ): 2 b its p u e d e n a lm a c e n a r u n v a lo r e n tre 0 y 3. F in a lm e n te , e l m ie m b ro color a lm a c e n a y a s e a 0 ( R o jo ) o 1 (N e g ro ):

g o d e s e a d o d e v a lo re s p a r a c a d a m ie m b r o d e la e s tru c tu r a . E l m ie m b ro

0 (A s)

tre

y

1 b it p u e d e g u a r d a r 0 o 1 .

go

E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 8 .1 4 ( c u y a s a lid a s e m u e s tr a e n la f ig u ra 1 8 .1 5 ) c r e a el a r r e g lo

jue

C&rt&Bit ( lín e a 2 5 ). L a f u n c ió n llen&rJuego in s e r ta f u n c ió n repartir im p r im e la s 5 2 c a rta s . O b s e r v e q u e lo s

la s 5 2

q u e c o n tie n e 5 2 e s tr u c tu r a s

c a r ta s e n el a r r e g lo

juego y

la

m ie m

b r o s c a m p o s d e b its d e la s e s tr u c tu r a s s e u tiliz a n e n f o r m a id é n tic a a c o m o s e u tiliz a c u a lq u ie r o tr o m ie m b r o d e la e s tr u c tu r a ( lín e a s 3 8 - 4 0 y 5 1 -5 6 ). E l m ie m b r o color se in c lu y e c o m o u n m e d io p a ra in d ic a r el c o lo r d e la c a r ta e n u n s is te m a q u e p e rm ita e l u s o d e p a n ta lla s a c o lo re s .

1 // Pig. 18.14: figl8_14.cpp

2 // Representación de las cartas mediante caspos de bits en una estructura. 3

f i n c l u d e < iostream > 4 5 u sin g s t d : : c o u t ; 6

using std::endl;

7 8

finclude

Figura 18.14

Uso de cam pos d e bits para alm acenar un juego d e cartas. (Parte 1 d e 2.)


1018


Capítulo 18

9 10 11 12

using std::setw;

// Definición de la estructura CartaBit con campos de bits 13 struct CartaBit { 14 unsigned cara * 4; // 4 bits; 0-15 15 unsigned palo s 2; // 2 bits; 0-3 16 unsigned color i 1; / / I bit; 0-1 17 18 ); // fin de struct CartaBit 19 20 void llenarJuego( CartaBit * const ); // prototipo 21 ▼oid repartir( const CartaBit * const ); // prototipo 22

23 int main() 24 { 25 CartaBit juego[ 52 ]; 26 27 llenarJuego( juego ); repartir( juego ); 28 29 retura 0; 30 31 32 ) // fin de main 33 34 // inicializar elementos CartaBit 35 ▼oid llenarJuego( CartaBit * const wJuego ) 36 { 37 for { int i - 0; i <■ 51; i«-+ ) { 38 ▼Juego[ i ] .cara ■ i % 13; 39 ▼Juego [ i ] .palo - i / 13; wJuego [ i ] .color ■ i / 26; 40 41 42 } // fin de instrucción for 43 44 } // fin de la función llenarJuego 45 46 // mostrar cartas en formato de dos columnas; las cartas de la 0-25 usan el 47 // subíndice kl (columna 1); las cartas de la 26-51 usan el subíndice k2 (columna 2) 48 ▼oid repartir( const CartaBit * const ▼Juego ) 49 { 50 for ( int kl - 0, k2 - kl ♦ 26; kl <- 25; kl+«-, k2++ ) { cout << "Carta:* << setw( 3 ) << wJuego( kl ] .cara 51 52 << * Palo:* << setw( 2 ) << wJuego( kl ].palo << * Color:* << setw( 2 ) << wJuego[ kl ].color 53 54 << " * << "Carta:* << setw( 3 ) « wJuego[ k2 ] .cara << « Palo:" << setw( 2 ) << wJuego[ k2 ].palo 55 << * Color:* << setw( 2 ) << wJuego[ k2 ] .color 56 57 << endl; 58 59 } // fin de instrucción for 60 61 } // fin de la función repartir Rgura 18.14

Uso d e cam pos d e bits para alm acenar un Juego d e cartas. (Parte 2 d e 2.)


Capitulo 18

Cartas Carta: Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Carta: Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Cartas Carta: Cartas Carta: Cartas Carta: Cartas


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Rgura 18.15

Palo: Palo: Palo: Palos Palo: Palos Palos Palos Palo: Palos Palo: Palos Palos Palos Palo: Palos Palos Palos Palo: Palos Palo: Palos Palo: Palos Palos Palos

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color: Color:

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Carta: Carta: Carta: Carta: Carta: Carta: Carta: Carta: Carta: Carta: Carta: Cartas Carta: Cartas Carta: Cartas Carta: Carta: Carta: Cartas Carta: Carta: Carta: Cartas Carta: Cartas

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Palo: Palo: Palo: Palos Palos Palos Palo: Palos Palo: Palos Palo: Palo: Palo: Palos Palos Palos Palo: Palos Palo: Palos Palo: Palos Palo: Palos Palo: Palos

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Color: Color: Color: Color: Color: Color s Color s Color: Color: Color: Color: Color s Color: Color: Color: Color: Color: Color s Color: Color s Color: Color: Color: Color s Color: Color s

1019

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Ejem plo d e la salid a d el program a d e la figura 18.14.

E s p o sib le especificar un cam po d e b its sin nom bre , en cu y o ca so el ca m p o se utiliza co m o re lleno en la estructura. Por ejem p lo, la sigu ien te definición de una estructura utiliza co m o relleno un cam po de 3 bits sin nombre: nada puede alm acenarse en e s o s tres bits. El m iem bro b se alm acena en otra unidad d e alm acenam iento. struct Eje m p l o { u n s i g n e d a : 13; unsigned unsigned );

b

t :

3; 4;

// f i n d e s t r u c t E j e m p l o

Un cam po d e b its sin nom bre con una anchura d e cero s e utiliza para alinear el sigu iente cam po de bits en el lím ite d e una nueva unidad d e alm acenam iento. Por ejem p lo, la d efin ición d e la estructu ra: struct Eje m p l o { u n s i g n e d a : 13; unsigned : 0; unsigned };

b

i

4;

// f i n d e s t r u c t E j e m p l o

utiliza un cam po d e 0 bits sin nom bre para om itir lo s bits restantes (tod os lo s que haya) de la uni dad d e alm acenam iento en la que se alm acena a y a sí alinear a b con el lím ite de la siguiente unidad de alm acenam iento.


1020


Capítulo 18

Tip de portabilidad 18.5 ¡as manipulaciones de los campos de bits son dependientes del equipo. Por ejemplo, algunas compu tadoras permiten que los campos de bits crucen límites de palabras, mientras que otras no.

____ Error común de programación 18.8 Intentar tener acceso a los bits individuales de un campo de bits como si fueran elementos de un arre glo es un error de sintaxis. Los cantpos de bits no son ",arreglos de bits ”.

____ Error común de programación 18.9 Intentar tomar la dirección de un campo de bits (el operador £ no puede utilizarse con campos de bits, ya que no tienen direcciones) es un error de sintaxis.

Tip de rendimiento 18.3 Aunque los campos de bits ahorran espacio, el utilizarlos puede ocasionar que el compilador genere código de lenguaje máquina que se ejecute con más lentitud. Esto ocurre debido a que se requiere de operaciones adicionales de lenguaje máquina partí tener acceso sólo a ciertas partes de una unidad de almacenamiento direccionable. Éste es uno de muchos ejemplos de los tipos de concesiones de es pacio-tiempo que ocurren en las ciencias computacionales.

1 8 .9 B i b l i o t e c a p a r a m a n e j o d e c a r a c t e r e s La m ayoría de lo s datos s e introducen en las com putadoras co m o caracteres, incluyendo letras, d íg i tos y varios sím b o lo s esp eciales. En esta se cc ió n hablarem os de las herramientas con las q u e cu en ta C + + para exam inar y manipular caracteres individuales. En e l resto d el capítulo continuarem os con la d iscu sión sobre la m anipulación de cadenas y caracteres que em p eza m o s en el capítulo 5. 1.a b ib lioteca d e m anejo de caracteres in clu ye varias fun cion es que llevan a cab o pruebas útiles y la m anipulación de lo s datos en form a de caracteres. Cada función recibe un carácter (representado co m o un i n t ) o EOF co m o argum ento. L os caracteres se manipulan com únm ente co m o enteros. R e cuerde que EOF generalm ente tiene el valor d e - 1 y que algunas arquitecturas de hardware no perm i ten q u e se alm acenen valores n egativos en variables c h a r . Por lo tanto, las fun cion es para manejo d e caracteres m anipulan a estos elem en tos co m o enteros. La figura 18.16 sintetiza las fun cion es de la biblioteca de m anejo de caracteres. A l utilizar funciones de esta biblioteca, asegúrese d e incluir el ar ch ivo de encabezado < c c t y p e > .

Protolpo

Descripción

int isdigit ( int isalpha(

int c ) int c )

Devuelve truo si c es un dígito y falso en caso contrario,

int isalnum(

int c )

Devuelve truo si c es un dígito o letra y falso en caso contrario.

Devuelve truo si c es una letra y falso en caso contrario,

int isxdigití int c )

Devuelve truo si c es un carácter de dígito hexadecimal y falso en caso contrario. (Vea el apéndice C, Sistemas numéricos, para obtener una explicación detallada sobre los números binarios, ocíales, decimales y hexadecimal es.)

int islowor ( int isupper(

Devuelve truo si c es una letra minúscula y falso en caso contrario,

Rgura 18.16

int c ) int c )

Devuelve truo si c es una letra mayúscula y falso en caso contrario.

Las funciones d e la biblioteca para el m anejo d e caracteres. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 18


1021

RrotoVpo

Descripción

int tolower ( int c )

Si c es una Iclra mayúscula, tolower devuelve a c como letra minúscula. En caso contrario, tolower devuelve el argumento sin modificarlo.

Int toupper ( int c )

Si c es una letra minúscula, toupper devuelve a c como letra mayúscula En caso contrario, toupper devuelve el argumento sin modificarlo.

int Í88pace( int c )

Devuelve true si c es un carácter de espado en blanco: nueva línea ( ' \ n ' ) , espacio ( ' ' ) , avance de página ( ' \ f '). retomo de carro ('\r'), tabulador horizontal ('\t ' ) o vertical ('\v'). De lo contrario, devuelve f a l s a .

int iacntrl ( int c )

Devuelve trua si c es un carácter de control y falsa en caso contrario.

int

ispunct ( int c )

Devuelve trua si c es un carácter imprimible distinto de un espacio, un dígito o una letra; en caso contrario, devuelve falsa.

int

iaprint ( int c )

Devuelve trua si c es un carácter imprimible incluyendo al espacio ( ' ' ) y falsa en caso contrario.

int

isgraph( int c )

Devuelve trua si c es un carácter imprimible que no sea un espacio ( ' ' ) y falsa en caso contrario.

Figura 18.16

Las fu n cio n es d e la b ib lio te ca p a ra el m a n e jo d e c a ra c te re s . (P a rte 2 d e 2.)

La figura 18.17 dem uestra el uso d e las fu n cion es i s d i g i t . i s a l p h a . i s a l n u m c i s x d i g i t . La función i s d i g i t determ ina si su argum ento es un d ígito (0-9). La función i s a l p h a determ ina si su argum ento es una letra m ayúscula (A -Z ) o una letra m inúscula (a-z). La función i s a l n u m determina si su argumento e s una letra m ayúscula, minúscula o un dígito. La función i s x d i g i t determ ina s i su argum ento e s un d ígito hexadecim al (A-F, a -£ , 0-9).

1 // Fig. 18.17* figl8_17.cpp 2 3

// Uso de las funciones isdigit, isalpha, isalnum e isxdigit. •inelude

4

5 using std*rcout; 6 using std::endl; 7

8

•inelude de caracteres

9 10

int main()

11

(

12 13 14

15 16

cout << << << << <<

figura 18.17

// prototipos de las funciones para manejo

"De acuerdo con isdigit *\n" ( isdigit( '8' ) 7 *8 es un" s "8 no es un" ) * digito\n" ( isdigit( '•' ) ? *• es un" s w# no es un* ) m digito\n";

Las funciones isdigit. isalpha. isalnume caracteres. (Parte 1 d e 3.)

isxdigit para m anejo d e


1022

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50


Capítulo 18

cout << << << << << << << << <<

w \nOe acuerdo con isalphaxXn" ( isalpha( 'A' ) ? "A es una" w letraXn" ( isalpha( 'b' ) ? "b es una" w letraXn" ( iealpha( '&' ) ? "& es una" * letraXn" ( iealpha( '4# ) ? "4 ea una" * letraXn";

cout << << << << << << <<

w \nDe acuerdo con isalnumxXn" ( isalnum( 'A# ) 7 *A ea un" x *A no es un" ) n dígito o una letraXn" ( isalnumí '8' ) ? "8 si un" x *8 no es un" ) w dígito o una letraXn" ) ? *# es un" x *f no es un" ) ( iealnumí ti dígito o una letraXn";

cout << << << << << << << << << << <<

\nOe acuerdo con isxdigitx\n" { isxdigit( 'F' ) ? *P es un" x «1 dígito hexadecimalXn" ( isxdigit ( 'J' ) ? *J es un" x «1 dígito hexadecimalXn" ( isxdigit( ' T ) ? *7 es un" x * dígito hexadecimalXn" ( isxdigit( '$' ) ? N$ «a un" x ti dígito hexadecimalXn" ( isxdigit( 'f' ) ? *f a> un" x M dígito hexadecimal" << endl;

x *A no es una" ) x nb no es una" ) x

no es una" )

x *4 no es una" )

*F no es un- ) «J no es un" ) *7 no es un" ) «$ no es un" ) *f no es un" )


De acuerdo con isdigitx 8 es un dígito • no es un dígito De acuerdo con isalphax A es una letra b es una letra k no es una letra 4 no es una letra De acuerdo con isalnumx A es un dígito o una letra 8 es un dígito o una letra • no as un dígito o una letra (continúa en la siguiente página) Figura 18.17

Las funciones isdigit. is&lpha. caracteres. (Parte 2 d e 3.)

isalnume isxdigit para manejo de


Capitulo 18


1023

De acuerdo con isxdigit: F ee un dígito hexadecimal J no es un dígito hexadecimal 7 e> un dígito hexadecimal $ no es un dígito hexadecimal f ei un dígito hexadecimal Rgura 18.17

Las funciones isdigit, isalpha isalnume isxdigit para m anejo d e caracteres. (Parte 3 d e 3.)

La figura 18.17 utiliza el operador con d icion al (7 * )c o n cada función para determ inar si la cad e na "es un" ("es una") o la cadena "no es un" ("no es una") debe im prim irse en la sa li da para cada carácter que se evalúe. Por ejem p lo, la línea 13 indica que si ' 8 ' es un d ígito, es decir, si isdigito d evu elve un valor verdadero (distinto d e cero), s e im prim e la cadena "8 es un". Si 1 8 ' no e s un d ígito (e s decir, si isdigit d evu elve 0), se im prim e la cadena "8 no es un". El program a de la figura 18.18 d em uestra e l u so d e la s fu n cio n es í a l o w e r , l a u p p e r , t o l o w e r y t o u p p e r . La función islower determ ina si su argum ento es una letra m inúscula (az). La función isupper determ ina si su argum ento es una letra m ayúscula (A-z). La función tolower convierte una letra m ayúscula en m inúscula y d evu elve esa letra. S i el argumento no es una letra m ayúscula, tolower devuelve el valor del argumento. La función toupper convierte una

letra m inúscula en m ayúscula y d evu elve esa letra. S i el argum ento no e s una letra m inúscula, toupper d evu elve el valor d el argum ento.

1 2 3 A8 * 5 6 7 8

// Fig. 18.18* £igl8_18.cpp // Uso de las funciones islower, isupper. tolower y toupper. •inelude using std::cout; using std::endl; iinclude

// prototipos de las funciones para manejo de caracteres

o 10 int nain() 11 { 12 cout << "De acuerdo con islower: \n" 13 << ( islower( ’p' ) ? "p es una" 14 << w letra minusculaXn" 15 « ( islower( 'P' ) ? « P ii una" << " letra minusculaXn" 16 17 << ( islower( '5' ) ? "5 es una" 18 << M letra minusculaXn" 19 << ( islower( ’I' ) ? "I es una" << * letra minusculaXn"; 20 21 Rgura 18.18

t "p no es una" ) t *P no es una" ) : *5 no es una" ) t "1 no es una" )

Las funciones islower. isupper. tolower y caracteres. (Parte 1 d e 2.)

toupper para m anejo de


1024

Capítulo 18

Bits, caracteres, ca de n a s y estrucuras

23

cout

<< * \ n D e a c u e r d o c o n i s u p p e r : \ n " << ( i s u p p e r ( 'D ' ) 7 "D e s u n a " :

24

<< * l e t r a

25

<<

26

<< * l e t r a

27

«

28

<< * l e t r a

22

( is u p p e r ( 'd '

<<

30

<< * l e t r a

una"

)

) 7 "d e s

una"

:

M

no es

una"

)

una"

:

"8 no e s

una"

)

m a y u s c u la \n "

( is u p p e r ( '8 '

29

"D n o e s


) 7 "8 e s


( i s u p p e r ( '$ ')

7 *$ e s

una"

:

n$ no e s u n a"

)

m a y u s c u la N n " ;

31

cout

32

<< * \ n u

c o n v e rtid a

33

<< s t a t i c _ c a s t <

34

<< * \ n 7

35

<< s t a t i c _ c a s t <

36

«

37

<< s t a t i c _ c a s t <

38

<< * \ n L

39

<< s t a t i c _ c a s t <

a m a y ú s c u la

es "

c h a r >( to u p p e r(

c o n v e rtid o

a m a y ú s c u la

c h a r >{ t o u p p e r (

» * \n $ c o n v e r t i d o

a m a y ú s c u la a m a y ú s c u la

)

)

XT

)

)

)

)

)

) << e n d l ;

es "

c h a r >{ t o u p p e r (

c o n v e rtid a

'u '

es "

'$ '

es "

c h a r >( to lo w e r(

'L '

40

re tu rn

41

0;

42 43

//

)

fin

d e m a in

De « c u e r d o P es una le P no e s una 5 n o e s tin a 1 no e s una

con is lo w e r: t r a m in ú s c u la l e t r a m in ú s c u la l e t r a m in ú s c u la l e t r a m in ú s c u la

De a c u e r d o D es una le d no e s una 8 no a s una $ no e s una

con is u p p e r* t r a m a y ú s c u la l e t r a m a y ú s c u la l e t r a m a y ú s c u la l e t r a m a y ú s c u la

u co 7 co $ co L co

a o o a

n n n n

v v v v

e e e e

rtid rtid rtid rtid

F ig u ra 1 8 .1 8

a a a a

m m m m

a y ú s c u la a y ú s c u la a y ú s c u la in ú s c u la

e e e e

s s s s

U 7 $ 1

Las funciones i s l o w e r . i s u p p e r . t o l o w e r y t o u p p e r para manejo d e caracteres. (Parte 2 d e 2.)

La figura 18.19 dem uestra e l u so d e la s funciones i a a p a c e . i a c n t r l . i a p u n e t . i s p r i n t e i a g r a p h . La función isspace determ ina si su argum ento e s un carácter de esp acio en blanco, com o un esp a c io ( ' ' ) , avance d e página ( ' \ f ' ) , nueva línea ( ' \ n ' ) . retom o d e carro ( ' \ r • ) , tabulador horizontal ('\t') o vertical ('\v#). L a función iscntrl determ ina s i su argum ento es un carácter de control tal co m o un tabulador horizontal, vertical, avance d e página, alerta ( ' \ a ' ) . retroceso ( ' \ b ' ), retom o de carro o nueva línea. La función ispunct determ ina si su argum ento es un carácter im prim ible distinto d e un esp acio, dígito o letra, co m o o

%. La función isprint determ ina si su argum ento es un carácter que puede mostrarse e n la pama-


Capitulo 18


1025

lia (inclu yen do el carácter de espacio). La función i s g raph evalúa los m ism os caracteres que isprint; sin em bargo, n o se incluye el carácter de espacio.

//

F ig .

//

Uso de l a s

18.19:

•in e lu d e

fig l8 _ 1 9 .cp p funciones is s p a c e ,

is c n tr l,

is p u n c t,

is p r in t,

is g ra p h .

using s t d : : c o u t ; using s t d : : e n d l ;

•in e lu d e

10

i n t m ain()

11

{

12

cout <<

13

//

p r o to tip o s

de funciones para manejo de c a r a c te r e s

De acuerdo con is s p a c e : XnNueva l i n e a

<< ( is s p a c a (

"

'\ n '

)

? "es un"

:

"no es un"

14

) << 91 c a r á c t e r de esp acio en blancoXnTabulador h o r iz o n ta l

15

<<

( is s p a c a (

16

<<

c a rá c te r

% \t'

)

? "es un"

:

"no es un"

17

<< ( is s p a c e (

'V

18

<< 9» c a r á c t e r

de esp acio en blancoXn";

)

de esp acio en blancoXn" ) ?

as un"

s

no es un"

)

19 20

<< 9%

cout

21

<<

22

( i s c n t r l ( ' \ n ' ) ? "es un" << 91 c a r á c t e r de controlXn"

23

<< ( i s c n t r l { ' $ '

:

"no es un"

l$ no es un"

) ? "$ es un' << 91 c a r á c t e r de controlXn";

24

)

)

25 26

9a

cout << "\nDe acuerdo con i s p u n c t:\ n "

27

<< ( i s p u n c t (

) ? *; es un" << 9% c a r á c t e r de puntuacionXn"

: ";

no es un"

)

28 29

<<

( is p u n c t( ' Y# ) ? *Y es un" << 9% c a r á c t e r de puntuacionXn"

: "Y no es un*

)

30 31

<< ( i s p u n c t( ' • ' )

? *# es un" : "• << 99 c a r á c t e r de puntuacionXn";

32

no es un"

)

33 34

<< 99

cout

35

<<

36

( << 99

37

<<

( << 91

38

i s p r i n t ( ' $ ' ) ? " $ es u n " : c a r á c t e r im p rim ib le X n A le rta i s p r i n t ( %\ a ' ) ? "es u n " : c a r á c t e r im p rim ib le X n " ;

l$ no es un"

' no es un"

)

)

39 40

<< 99

cout

42

) ? " Q es un" : " Q no es un" ) ( is g r a p h ( ' Q ' << 99 c a r á c t e r imprimible d i s t i n t o de un espacioXnSspacio

43

<< ( is g r a p h (*

44

<< 99 c a r á c t e r

41

<<

')

? "es un"

: "no es un"

imprimible d i s t i n t o

)

de un esp acio "

<< en d l;

45 46

r e tu r n 0;

47 48

> //

fin

Rgura 18.19

de

Las funciones isspace iscntrl. ispunct. isprintn e manejo d e caracteres. (Parte 1 d e 2.)


isgraph para

1026


Capítulo 18

De a c u e r d o c o n is e p a c e : N ueva l i n e a e a u n c a r á c t e r d e e s p a c io e n b la n c o T a b u la d o r h o r iz o n ta l e a u n c a r á c t e r d e e s p a c io e n \ n o e a u n c a r á c te r d e e s p a c io e n b la n c o

b la n c o

De a c u e r d o c o n i s c n t r l t N ueva l in e a e a u n c a r á c te r d e c o n tr o l $ no e s un c a rá c te r de c o n tro l De a c ; es Y no • es

u e rd o con is p u n un c a rá c te r de es un c a rá c te r un c a rá c te r de

c t: p u n tu a c ió n d e p u n tu a c ió n p u n tu a c ió n

De a c u e r d o c o n i s p r i n t : $ e s u n c a r á c t e r im p rim ib le A le r ta n o e s u n c a r á c t e r im p rim ib le De a c u e r d o c o n is g r a p h : Q e s u n c a r á c t e r im p rim ib le d i s t i n t o E s p a c io n o e s u n c a r á c t e r im p rim ib le

Figura 18.19

de un e s p a c io d is tin to de un

e s p a c io

Las funciones isspace iscntrl. ispunct. isprintn e iagraph paro manejo de caracteres. (Parte 2 d e 2.)

18.10 Funciones de conversión de cadenas En el capítulo 5 hablam os sobre varias d e las fun cion es de m anipulación de cadenas y caracteres más populares de C + + . En la s sigu ien tes se cc io n e s hablarem os sobre el resto d e e sa s fun cion es, in clu yen d o las utilizadas para convertir cadenas en valores num éricos, para buscar cadenas y para manipular, com parar y buscar en b loqu es de m em oria. Esta sección presenta a las fu n c io n e s de conversión d e cadenas de la biblioteca d e utilerías ge nerales . Estas fun cion es convierten cadenas d e caracteres en valores enteros y d e pun to flotante. La figura 18.20 sintetiza las fun cion es d e con versión d e cadenas. O bserve el uso de const para declarar la variable nPtr en lo s en cab ezados d e función (se lee de derecha a izquier da, co m o ‘‘nPtr es un apuntador a una constante tipo carácter”). A l utilizar fu n cion es de la b ib lio teca d e utilerías generales, asegúrese d e incluir el archivo d e encabezado .

ftotolpo

Descripción

double atof ( c o n s t char *nPtr i n t atol ( c o n s t c h a r * n P t r ) lo n g

atol (

const

char

d o u b le s t r t o d ( c o n s t c h a r * * e n d P tr )

figura 18.20

* n P tr char

)

)

Convierte la cadena n P t r en d o u b l e . Convierte la cadena n P t r en i n t . Convierte la cadena n P t r en l o n g i n t .

* n P tr,

Convierte la cadena n P t r en d o u b l e .

Las funciones de conversión de cadenas de la biblioteca de utilerías generales. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 18


Descripción

R rotoV po

long strtol( const char *nPtr, char **£inPtr, int baso ) un signad long strtoul( const char •nPtr, char "finPtr, int base ) figura 18.20

1027

Convierte la cadena nPtr en long. Convierte la cadena nPtr en unsigned long.

Las funciones d e conversión d e cadenas d e la biblioteca d e utilerías generales. (Parte 2 de 2.)

La función a t o f (figura 18.21, línea 12) convierte su argum ento (una cadena que representa a un núm ero de punto flotante) en un valor double. La función d ev u elv e el valor double. Si la c a dena no puede convertirse (por ejem p lo, si el prim er carácter de la cad en a no e s un d íg ito ) la función atof d evu elve cero. La función atol (figura 18.22, línea 12) convierte su argum ento (una cadena de d íg ito s q u e re presentan a un entero) en un valor int. La función d evu elve el valor int. Si la cadena no puede convertirse, la función atoi d evu elve cero.

1 2 3 4 5 6 7 8

// Fig. 18.21: figl8_21.cpp // Uso ds atof. *inelude using std::cout; using std:tendí; •inelude

// prototipo de atof

9

10

int main()

11

(

12 13 14 15 16 17 18

double d - atof( *99.0* ); cout << "La cadena \"99.0\* convertida en double es * << d << *\nEl valor convertido dividido entre 2 es * << d / 2.0 << endl; r e t u m 0;

19

20

) // fin de main

ha cadena *99.0" convertida en double es 99 El valor convertido dividido entre 2 es 49.5

figura 18.21

La función

atof de conversión d e cadenas.

1 // Fig. 18.22: figl8_22.cpp 2 // uso de atoi. 3 iinclude figura 18.22

La función a t o i de conversión d e cadenas. (Parte 1 d e 2.)


1028

4 5 6


Capítulo 18


7 8

iinclude

// prototipo de atoi

9 10

int main()

11

{

12

int i - atoi ( "2593" );

13 14 15 16

cout << "La cadena \"2593\" convertida en int es * « i << "\nEl valor convertido menos 593 es * << i - 593 << endl;

17 18

return 0;

19 20

) // fin de main

La cadena "2593* convertida en int es 2593 El valor convertido menos 593 es 2000

figura 18.22

La función atoi de conversión de cadenas. (Parte 2 d e 2.)

La función a t o l (figura 18 .2 3 , línea 12) convierte su argum ento (una cadena d e d íg ito s que re presentan a un entero largo) en un valor long. La función d evu elve el valor long. Si la cad en a no puede convertirse, la función atol d evu elve cero. Si tanto int co m o long se alm acenan e n 4 bytes, la función atoi y la función atol trabajan en form a idéntica.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 18.23: figl8_23.cpp // uso de atol. iinclude using std::cout; using std::endl;

11

{

iinclude

// prototipo de atol

int main()

12 13 14 15 16 17 18 19 20 )

long x - atol( "1000000* ); cout << "La cadena \*1000000\" convertida en long es * << x << "\nEl valor convertido dividido entre 2 es * << x / 2 << endl; return 0; // fin de main

La cadena "1000000* convertida en long es 1000000 El valor convertido dividido entre 2 es 500000 figura 18.23

La función a t o l de conversión d e cadenas.


Capitulo 18


1029

s t r t o d ( fig u r a 1 8 .2 4 ) c o n v ie r te u n a s e c u e n c ia d e c a r a c te r e s q u e r e p r e s e n ta n u n v a double. L a fu n c ió n strtod r e c ib e d o s a rg u m e n to s : u n a c a d e n a (char *) y u n a p u n ta d o r a u n a c a d e n a (e s d e c ir , u n char * *). L a c a d e n a c o n tie n e la s e c u e n c ia d e c a r a c te r e s q u e s e v an a c o n v e r tir e n double. FJ s e g u n d o a r g u m e n to p e r m ite a strtod m o d if ic a r u n a p u n ta d o r a char * e n l a fu n c ió n q u e h a c e la lla m a d a , d e m a n e ra q u e e l a p u n ta d o r a p u n te a la p o s ic ió n d el p r im e r c a r á c te r d e s p u é s d e la p o rc ió n c o n v e r tid a d e la c a d e n a . L a lín e a 16 in d ic a q u e a d s e le a s ig n a e l v a lo r double q u e s e c o n v irtió a p a r ti r d e cadañal y q u e a &cadenaPtr s e le a s ig n a la u b ic a c ió n d e l p r im e r c a r á c t e r d e s p u é s d e l v a lo r c o n v e r tid o (51.2) e n cadena 1. L a fu n c ió n s t r t o l ( fig u ra 1 8 .2 5 ) c o n v ie rte e n l o n g u n a s e c u e n c ia d e c a r a c te r e s q u e r e p r e s e n L a f u n c ió n

lo r d e p u n to f lo ta n te e n

ta n u n e n te ro . L a fu n c ió n r e c ib e tr e s a r g u m e n to s : u n a c a d e n a ( c h a r

* ), u n a p u n ta d o r a u n a c a d e n a

y u n e n te ro . L a c a d e n a c o n tie n e la s e c u e n c ia d e c a r a c te r e s a c o n v e rtir. A l s e g u n d o a r g u m e n to s e le a s ig n a la p o s ic ió n d e l p r im e r c a r á c te r q u e v a d e s p u é s d e la p a rte c o n v e r tid a d e la c a d e n a . FJ e n te ro e s p e c if ic a la

base d e l

v a lo r q u e v a a c o n v e rtirs e . L a lín e a 16 in d ic a q u e a x s e le a s ig n a e l v a lo r l o n g

c o n v e rtid o a p a r tir d e c a d a ñ a l . A l s e g u n d o a r g u m e n to , f c r e s t o P t r , se le a s ig n a e l re s to d e c a d a ñ a l q u e v a d e s p u é s d e la c o n v e rs ió n . H u so d e N U L L e n e l s e g u n d o a r g u m e n to h a c e q u e se i g n o r e el r e s to d e la c a d e n a . E l te rc e r a r g u m e n to , 0 . in d ic a q u e e l v a lo r a c o n v e r tir p u e d e e s ta r e n f o r m a to o c ta l ( b a s e 8 ), d e c im a l ( b a s e 10) o h c x a d c c im a l ( b a s e 16). E n u n a lla m a d a a la f u n c ió n

strtol, la

b a s e p u e d e e s p e c if ic a r s e c o m o c e r o o c o m o c u a lq u ie r

v a lo r e n tre 2 y 3 6 . (V e a e n e l a p é n d ic e C u n a e x p lic a c ió n d e ta lla d a d e lo s s is te m a s n u m é ric o s o c ta l, d e c im a l, h c x a d c c im a l y b in a rio .) L a s r e p r e s e n ta c io n e s n u m é ric a s d e e n te r o s d e la b a s e 11 a la 3 6 u t i liz a n lo s c a r a c te r e s d e la A a la Z p a r a r e p r e s e n ta r lo s v a lo r e s d e l 10 a l 3 5 . P o r e je m p lo , lo s v a lo re s

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


11

{

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

// Fig. 18.24: figl8_24.cpp // Uso de strtod. •inelude

#includs

// prototipo ds strtod

int main() double d; const char *cadañal ■ *51.2* son admitidos"; char *cadenaPtr; d ■ strtod(cadañal,fccadenaPtr

);

cout << *La cadena \"" << cadañal << *\" se convierte en elXnvalor double * << d << * y la cadena X"" << cadenaPtr << "X*" << endl; return 0; } // fin de main

La cadena *51.2* son admitidos" se convierte en el valor double 51.2 y la cadena ** son admitidos" Rgura 18.24

La función s t r t o d de conversión d e cadenas.


1030


Capítulo 18

h e x a d e c im a le s p u e d e n c o n s is tir d e lo s d íg ito s 0 a 9 y d e lo s c a r a c te r e s A a F. U n e n te r o d e b a s e 11 p u e d e c o n s is tir d e lo s d íg it o s 0 a 9 y d e l c a r á c t e r A . U n e n te r o d e b a s e 2 4 p u e d e c o n s is tir d e l o s d í g ito s 0 a 9 y d e lo s c a r a c te r e s A a N . U n e n te r o d e b a s e 3 6 p u e d e c o n s is tir d e lo s d íg it o s 0 a 9 y d e lo s c a r a c te r e s A a Z. L a f u n c ió n

strtoul

unsigned long u n a s e c u e n c ia d e c a unsigned long. L a f u n c ió n tr a b a ja e n f o rm a id é n tic a a la lín e a 16 in d ic a q u e a x s e le a s ig n a e l v a lo r unsigned long c o n v e rtid o a p a r s e g u n d o a r g u m e n to , &restoPtr, s e le a s ig n a e l r e s to d e cadañal q u e v a ( fig u ra 1 8 .2 6 ) c o n v ie r te e n

ra c te r e s q u e r e p r e s e n ta n a u n e n te r o

strtol. L a cadenal. A l

fu n c ió n ti r d e

d e s p u é s d e la c o n v e rs ió n . H1 te rc e r a r g u m e n to , 0 , in d ic a q u e e l v a lo r a c o n v e r tir p u e d e e s ta r e n fo r m a to o c ta l, d e c im a l o h c x a d e c im a l.

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10

// Fig. 18.25* figl8_25.cpp // Oso de strtol. ilnclude uslng std*:cout; uslng std*tendí;

11

{

ilnclude Int maln()

12 13 14 15 ló 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 ) La El El El

// prototipo de strtol

long x; const char *cadenal - *-1234567abcw; char *restoPtr; x - strtol( cadañal, fcrastoPtr, 0 ); cout << "Lacadena original es \** << cadenal << "\w\nEl valor convertido es " << x << "\nEl resto de la cadena original as << restoPtr << "\"\nEl valor convertido mas 567 es * << x ♦ 567 << endl; r e t u m 0; // fin de main

cadena original es "-1234567abc" valor convertido es -1234567 resto de la cadena original es "abe* valor convertido mas 567 es -1234000

Rgura 18.25

La función

strtol d e conversión de cadenas.

1 // Fig. 18.26* figl8_26.cpp // Uso de strtoul. ilnclude

2 3

Rgura 18.26

La función

strotoul de conversión d e cadenas. (Parte 1 d e 2.) http://alexyniorlls.blogspot.com 1087 of 1380.

Capitulo 18


1031

4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7

8 tinclude 9 10 int main() 11

// prototipo de strtoul

{

12 13 14 15 16

unsigned long x; const char «cadañal - •1234567abc,r/ char «restoPtr; x * strtoul( cadañal, &restoPtr, 0 );

17

18 cout << «La cadena original es \ " " « cadañal 19 << "\*\nEl valor convertido es * << x 20 << "\nEl resto de la cadena original es \ " m 21 << restoPtr 22 << «\"\nEl valor convertido menos 567 es * 23 << x - 567 << endl; 24 25 return 0; 26 27 ) // fin de main La El El El

cadena original es «1234567abc* valor convertido es 1234567 resto de la cadena original es "abe* valor convertido menos 567 es 1234000

Rgura 18.26

La función strotoul d e conversión d e cadenas. (Parte 2 de 2.)

18.11 Funciones de búsqueda de la biblioteca para manejo de cadenas E n e s ta s e c c ió n p re s e n ta m o s a la s f u n c io n e s d e la b ib lio te c a p a ra m a n e jo d e c a d e n a s q u e s e u tiliz a n p a ra b u s c a r c a ra c te re s e n c a d e n a s e in c lu s o o tra s c a d e n a s . I-a s fu n c io n e s s e sin te tiz a n e n la f ig u ra 18.27. O b se rv e q u e la s f u n c io n e s strespn y strspn e s p e c ific a n e l tip o siz«_t p a ra e l v a lo r d e r e to m o . E ste tip o e s tá d e fin id o p o r e l e s tá n d a r c o m o e l tip o in te g ra l d e l v a lo r d e v u e lto p o r e l o p e ra d o r sizeof.

Protolpo

char

Descripción

* s trc h r(

const

char

*s,

in t

c

)

Localiza la primera ocurrencia del carácter c en la cadena s. Si se encuentra c . se devuelve un apuntador a c en a . En caso contrario se devuelve un apuntador a NULL. char

* s trrc h r(

const

char

*s,

in t

c

)

Busca desde el final de la cadena s y localiza la última ocurrencia de c en esta cadena. Si se encuentra c . se devuelve un apuntador a c en la cadena s . En caso contrario se devuelve un apuntador a NULL.

Rgura 18.27

Las funciones de búsqueda de la biblioteca para manejo d e caracteres. (Parte 1 d e 2.)


1032


frotolpo

Capítulo 18

Descripción

size_t strspn( const char *sl, const char *s2 ) Determina y devuelve la longitud del segmento inicial de la cadena si. que consiste sólo de los caracteres contenidos en la cadena « 2 .

char *strpbrk( const char *sl, const char *s2 ) localiza la primera ocurrencia en la cadena si de cualquier carácter en la cadena s2. Si se encuentra un carácter de la cadena s2, se devuelve un apuntador a ese carácter en la cadena si. En caso contrario se devuelve un apuntador a NULL

size_t strcspn( const char *sl, const char *s2 ) Determina y devuelve la longitud del segmento inicial de la cadena si que consiste de los caracteres que no están contenidos dentro de la cadena s2.

char *strstr( const char *sl, const char *s2 ) Localiza la primera ocurrencia en la cadena si de la cadena s2. Si se encuentra la cadena, se devuelve un apuntador a esta cadena en si. En caso contrario se devuelve un apuntador a NULL. Figura 18.27

Las funciones d e búsqueda d e la biblioteca para m anejo d e caracteres. (Parte 2 d e 2.)

Tip de potabilidad 18.6 E¡ tipo es un sinónimo dependiente del sistema, ya sea para el tipo unmignmd longo unslgned Int.

e t r c h r b u s c a la p r im e ra o c u r r e n c ia d e u n c a r á c te r e n u n a c a d e n a . S i e l c a r á c t e r se etrchr d e v u e lv e u n a p u n ta d o r a e s e c a r á c te r e n la c a d e n a ; e n c a s o c o n tr a r io d e v u e lv e NULL. E l p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 8 .2 8 u tiliz a a etrchr ( lín e a s 16 y 2 3 ) p a ra b u s c a r la s p rim e ra s o c u r r e n c ia s d e 'a' y %z ' e n la c a d e n a "Esta es una prueba". L a f u n c ió n

e n c u e n tr a ,

1 // Flg. 18.28: figl8_28.cpp 2

/ / U so d e s t r e h r .

3

tinclude

4

5 using std::cout; 6 uslng std::endl;

7 8

tinclude

// prototipo de strehr

9

10 int main() 11

<

12 13

const char "cadañal ■ "Esta es una prueba"; char car&cterl ■ 'a';

14

ch ar c a r a cter 2 -

15 16

17 18 19

%z ' ;

if ( strehr( cadañal, caracterl ) 1■ NULL ) cout << << caracterl << se encontró en \"" << cadañal « e ls e

Rgura 18.28

La función e t r c h r para buscar en cadenas. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 18

20 21


1033

cout << << caracterl << ‘' no se encontró en X** << cadenal << ‘\*.Xn*;

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

if ( strchr( cadañal, caracter2 ) 1■ NULL ) cout << '\'% << caracter2 << n/ se encontró en X** « cadenal << *\*.\n*; else cout << *X#* << caracter2 << n' no se encontró en X"* << cadenal << << endl; r e t u m 0; ) // fin de main

'a' se encontró en "Esta es una prueba*. 'r • no se encontró en "Esta as una prueba*.

Figura 18.28

L a f u n c ió n

La función

B tr c s p n

strchr para buscar en cadenas. (Parte 2 de 2.)

( fig u ra 1 8 .2 9 , lin c a 1 8) d e te r m in a la lo n g itu d d e la p a rte in ic ia l d e la c a

d e n a e n su p r im e r a r g u m e n to q u e n o c o n tie n e n in g ú n c a r á c te r d e la c a d e n a e n s u s e g u n d o a r g u m e n to . 1.a fu n c ió n d e v u e lv e la lo n g itu d d e l s e g m e n to . L a f u n c ió n

s tr p b r k

b u s c a la p r im e ra o c u r r e n c ia e n la c a d e n a d e s u p r im e r a r g u m e n to d e c u a l

q u ie r c a r á c te r e n l a c a d e n a d e s u s e g u n d o a r g u m e n to . S i s e e n c u e n tr a u n c a r á c te r d e l s e g u n d o a r g u m e n to , s t r p b r k d e v u e lv e u n a p u n ta d o r a e s c c a r á c t e r e n e l p r im e r a r g u m e n to ; e n c a s o c o n tr a r io , s t r p b r k d e v u e lv e NULL. L a lín e a 16 d e la f ig u ra 1 8 .3 0 lo c a liz a la p r im e r a o c u r r e n c ia en

cadenal

1 2 3 4 5 ó 7 8

d e c u a lq u ie r c a r á c t e r d e

cadena2.

// Fig. 18.29: figl8_29.cpp // Uso ds strespn. tinclude using std::cout; using std::sndl; tinclude

// prototipo de strespn

9

10

int main()

11

(

12 13 14 15 16 17 18

const char ‘cadenal - ‘El valor es 3.14159*; const char *cadena2 - ‘1234567890*; cout << << << <<

‘cadenal - * << cadenal << "\ncadena2 - * << cadena2 "\n\nLa longitud del segmento inicial de cadenal* ‘\nque no contiene caracteres de cadena2 ■ * strespn( cadenal, cadena2 ) << endl;

19

20

return 0;

21

22

} // fin de main

Figura 18.29

La función s t r e s p n para buscar en cadenas. (Parte 1 d e 2.)


1034


Capítulo 18

cadañal ■ El valor ea 3.14159 cadena2 - 1234567890 La longitud dal segmento inicial da cadañal que no contiane caracteres de cadena2 - 12 Figura 18.29

La función s t r c s p n para buscar en cadenas. (Parte 2 d e 2.)

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10


11

{

12 13 14 15 16 17 18 19 20

// Pig. 18.30: figl8_30.cpp // Uso da strpbrk. #include

iinclude

// prototipo da atrpbrk

int main() const char "cadañal - "Esta as una prueba*; const char *cadena2 - "tanga cuidado"; cout << "Da los caracteres en \"" << cadena2 << "\"\n'" << "strpbrk( cadañal, cadena2 ) << '\" << " as al primero en aparecer en\n\"" << cadañal << »\"' << endl; return 0;

21

22

} // fin da main

Da los caracteres en "tanga cuidado" %t • os al primero on aparecer en "Esta as una prueba" Figura 18.30

La función s t r p b r k para busccy en cadenas.

La función a t r r c h r busca la últim a ocurrencia d el carácter esp ecificad o en una cadena. Si se encuentra el carácter, strrchr d evu elve un apuntador a e s e carácter en la cadena: en ca so contra rio d evu elve 0 . La línea 19 de la figura 18.31 busca la última ocurrencia del carácter 1 z • en la ca dena "Un z o o l o g i c o tiene muchos animales, incluyendo a los zopilotes".

1 // Pig. 18.31: figl8_31.cpp 2 // Uso da strrchr. 3 ffincluda 4

5 using std::cout; 6 using std::endl; Figura 18.31

La función s t r r c h r para buscar en cadenas. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 18


1035

7

8

•ineluda

// prototipo da strrchr

9

10 int main() 11

{

12

const char "cadenal "Un zoologico tiana muchos animales, incluyando a los zopilotes"; int c ■

13 14 15 16 17 18 19 20

cout << "El rasto da cadañal qua empieza con la\n" << " u l t i m a o c u r r e n c i a d a l c a r á c t e r ' "

<< static. cast< char >( c ) // imprimir como char, no como int <<

21 22 23

a s:

\" " << s t r r c h r ( c a d a ñ a l , c ) << ' \ " * << a n d l ;

raturn 0; ) // fin d e main

El rasto da cadañal qua empieza con la ultima ocurrencia dal carácter 'z' as: "zopilotes"

18.31

Figura

L a fu n c ió n

La función

a tr a p a

strrchr para buscar en cadenas. (Parte 2 d e 2.)

( fig u ra 1 8 .3 2 , lín e a 19) d e te r m in a la lo n g itu d d e la p a r te in ic ia l d e la c a d e

n a e n su p r im e r a r g u m e n to q u e c o n tie n e s o la m e n te c a r a c te r e s d e l a c a d e n a e n s u s e g u n d o a r g u m e n to . L a f u n c ió n d e v u e lv e l a lo n g itu d d e l s e g m e n to . L a f u n c ió n

a tr a tr

b u s c a la p r im e ra o c u r r e n c ia d e la c a d e n a d e s u s e g u n d o a r g u m e n to e n la

c a d e n a d e su p r im e r a rg u m e n to . S i la s e g u n d a c a d e n a s e e n c u e n tr a e n la p r im e r a , se d e v u e lv e un a p u n ta d o r a la p o s ic ió n d e la c a d e n a e n e l p r im e r a rg u m e n to . L a lín e a 18 d e la fig u ra 1 8 .3 3 u tiliz a a s t r s t r p a r a b u s c a r l a c a d e n a ” d e f " e n la c a d e n a " a b e d e f a b e d e f " .

1 // Fig. 18.32: figl8_32.cpp 2 // Uso de strspn. 3 finelude 4

5 using std::cout; 6 using std::endl; 7

8 tinclude 9 10 int main() 11

12 13

// prototipo de strspn

(

const char "cadenal - "El valor es 3.14159"; const char *cadena2 - "aeols Erv";

14

15 16 17 18 19

cout << << << << <<

Figura 18.32

"cadenal - " << cadenal "\ncadena2 ■ " « cadena2 "\n\nLa longitud del segmento inicial de cadenal\n" "que contiene solamente caracteres de cadena2 - " strspn( cadenal, cadena2 ) << endl;

La función s t r s p n para buscar en cadenas. (Parte 1 de 2.)


1036


Capítulo 18

20

21

raturn 0;

22

23 } // fin d« main cadañal ■ El valor es 3.14159 cadana2 - aaols Erv La longitud del segmento inicial de cadañal que contiene solamente caracteres de cadena2 - 12 Figura 18.32

La función s t rs p n para buscar en cadenas. (Parte 2 d e 2.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 18.33: £igl8_33.cpp // Uso de strstr. tinclude using std::cout; using std::endl;

11

{

tinclude

// prototipo de strstr

int main()

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 }

const char «cadañal - "abcdefabcdef"; const char *cadena2 - "def*; cout << << << <<

"cadañal - " << cadañal << "\ncadena2 ■ " << cadena2 "\n\nEl resto de cadañal que empieza con la\n" "primera ocurrencia de cadena2 es: " strstr( cadañal, cadena! ) << endl;

retura Oj // fin de main

cadenal - abcdefabcdef cadena2 - def El resto de cadenal que empieza con la primera ocurrencia de cadena2 es: defabcdef Figura 18.33

La función s t r s t r para buscar en cadenas.

18.12 Funciones de memoria de la biblioteca para manejo d e cadenas L a s f u n c io n e s d e l a b ib lio te c a p a r a m a n e jo d e c a d e n a s q u e se p re s e n ta n e n e s ta s e c c ió n fa c ilita n el m a n ip u la r, c o m p a r a r y b u s c a r e n b lo q u e s d e m e m o ria . L a s f u n c io n e s tr a ta n a lo s b lo q u e s d e m e m o r i a c o m o a r r e g lo s d e b y te s . E s ta s f u n c io n e s p u e d e n m a n ip u la r c u a lq u ie r b lo q u e d e d a to s . L a f ig u ra 1 8 .3 4 s in te tiz a a la s f u n c io n e s d e m e m o r ia d e la b ib lio te c a p a r a m a n e jo d e c a d e n a s . E n la s d is c u s io -


Capitulo 18


1037

n e s s o b r e la s f u n c io n e s , “o b je to ” s e r e f ie r e a u n b lo q u e d e d a to s. [A fola: L a s f u n c io n e s d e p r o c e s a m ie n to d e c a d e n a s d e s c r ita s e n s e c c io n e s a n te rio re s o p e ra n c o n c a d e n a s d e c a ra c te re s q u e te rm in a n c o n e l c a r á c te r n u lo . L a s f u n c io n e s e n e s ta s e c c ió n o p e ra n c o n a r r e g lo s d e b y te s . E l v a lo r d e l c a r á c t e r n u lo (e s d e c ir , u n b y te q u e c o n tie n e 0 ) n o tie n e s ig n ific a d o c o n la s f u n c io n e s e n e s ta s e c c ió n .] L o s p a r á m e tr o s d e a p u n ta d o r e s a e s ta s f u n c io n e s s e d e c la ra n c o m o void *. E n e l c a p ítu lo 5 v im o s q u e u n a p u n ta d o r a c u a lq u ie r tip o d e d a to s p u e d e a s ig n a r s e d ir e c ta m e n te a u n a p u n t a d o r d e tip o void * . P o r e s ta ra z ó n , e s ta s f u n c io n e s p u e d e n r e c ib ir a p u n ta d o r e s a c u a lq u ie r tip o d e d a to s . R e c u e rd e q u e u n a p u n ta d o r d e tip o void * n o p u e d e a s ig n a r s e d ir e c ta m e n te a u n a p u n ta d o r q u e a p u n te a c u a lq u ie r tip o d e d a to s . C o m o u n a p u n ta d o r void * n o p u e d e d e s re fe re n c ia r s e , c a d a fu n c ió n r e c ib e u n a r g u m e n to d e ta m a ñ o q u e e s p e c if ic a e l n ú m e r o d e c a r a c te r e s ( b y te s ) q u e d e b e p r o c e sa r. P o r c u e s tio n e s d e s im p le z a , lo s e je m p lo s e n e s ta s e c c ió n m a n ip u la n a r r e g lo s ( b lo q u e s ) d e c a r a c te re s . L a fu n c ió n

m em epy c o p ia

u n n ú m e r o e s p e c ific a d o d e c a r a c te r e s (b y te s ) d e l o b je to a l q u e a p u n

ta s u s e g u n d o a r g u m e n to , a l o b je to a l q u e a p u n ta s u p r im e r a r g u m e n to . L a f u n c ió n p u e d e r e c ib ir un a p u n ta d o r a c u a lq u ie r tip o d e o b je to . E l r e s u lta d o d e e s ta f u n c ió n e s in d e fin id o si lo s d o s o b je to s se tr a s la p a n e n m e m o r ia (e s d e c ir, si s o n p a r te d e l m is m o o b je to ). FJ p r o g ra m a d e la f ig u ra 1 8 .3 5 u tili z a a memepy ( lín e a 15) p a r a c o p ia r la c a d e n a e n e l a r r e g lo s2 a l a r r e g lo si.

Prototipo

Descripción

void *memcpy( void *•1, const void *s2, sizs_t n ) Copia n caracteres del objeto al que apunta s2, al objeto al que apunta al. Se devuelve un apuntador al objeto resultante. El área de la que se copian los caracteres no puede traslaparse con el área a la que se van a copiar los caracteres.

void *meomove( void *sl, const void *s2, size_t n ) Copia n caracteres del objeto al que apunta s2, al objeto al que apunta al. La copia se lleva a cabo como si los caracteres primero se copiaran del objeto al que apunta a2 hacia un arreglo temporal, y luego se copiaran de este arreglo temporal al objeto al que apunta al. Se devuelve un apuntador al objeto resultante. El área de la que se copian los caracteres sí puede traslaparse con el área a la que se van a copiar los caracteres.

int memcmp( conat void *al, const void *s2, size_t n ) Compara los primeros n caracteres de los objetos a los que apuntan si y s2. La función devuelve 0, un valor menor que 0 o un valor mayor que 0 si s i es igual, menor o mayor que s2 ,res p ea iva mente.

void *mamchr< const void *s, int c, size_t n ) Localiza la primera ocurrencia de c (convertido en un signad char) en los primeros n caraaeres del objeto al que apunta s. Si se encuentra c, se devuelve un apuntador a c en el objeto. En caso contrario se devuelve 0.

void *memset( void *s, int c , siz«_t n ) Copia a c (convertido en unsignsd char) en los primeros n caraaeres del objeto al que apunta s. Se devuelve un apuntador al resultado.

Rgura 18.34

Las funciones de memoria d e la biblioteca para manejo d e cadenas.


1038


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


11

{

12 13 14 15 16 17 18 19 20

Capítulo 18

// Fig. 18.35: £igl8_35.cpp // Oso da mamcpy. finclude

finclude

// prototipo da mamcpy

int main() char sl( 19 ]; char s2[] - "Copiar asta cadena"; mamcpy( si, s2, 19 ); cout << "Despuas da que s2 sa copia a si con mamcpy, \n" << "si contiena \"" << si << ' \ mt << endl; retura 0;

21

22 } // fin da main Despuas da que s2 sa copia a si con mamcpy, si contiena "Copiar asta cadena" F ig u r a 1 8 .3 5

L a f u n c ió n

La función m e m c p y oara m anejo d e memoria.

mammove,

al ig u a l q u e m a m c p y , c o p ia u n n ú m e ro e s p e c if ic a d o d e b y tc s d e l o b je to

a l q u e a p u n ta s u s e g u n d o a r g u m e n to , a l o b je to a l q u e a p u n ta s u p r im e r a rg u m e n to . L a c o p ia s e lle v a a c a b o c o m o si lo s b y te s s e c o p ia r a n d e l s e g u n d o a r g u m e n to a u n a r r e g lo te m p o r a l d e c a r a c te r e s , y d e s p u é s s e c o p ia r a n d e e s te a r r e g lo te m p o r a l a l p r im e r a rg u m e n to . E s to p e r m ite q u e lo s c a r a c te r e s d e u n a p a rte d e la c a d e n a s e c o p ie n h a c ia o tr a p a rte d e la m is m a c a d e n a .

____ Error común d© programación 18.10 Los funciones de manipulación de cadenas, además de mammove. que copiim caracteres tienen resul tados indefinidos cuando la copia se Ilesa a cabo entre partes de la misma cadena. F1 p r o g ra m a e n la f ig u ra 1 8 .3 6 u t i l i / a a m e m m o v e ( lín e a 16) p a ra c o p ia r lo s ú ltim o s 1 1 b y te s d e l a r r e g lo x a lo s p r im e r o s 1 1 b y tc s d e l a r r e g lo x .

1 // Fig. 18.36: figl8_36.cpp 2 // Uso de mammove. 3 finclude 4

5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 finclude 9 Rgura 18.36

// prototipo de mammove

La función memmov© para manejo d e memoria. (Parte 1 de 2.)


Capitulo 18

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21


i n t m a in () ( c h a r x [] c o u t << c o u t << << « re tu rn )

//

-

1039

" H o g a r D u lc e H o g a r" ;

" L a c a d e n a e n e l « a r r e g l o x a n t e s d e m em m ove e s : " << x ; " \ n L a c a d e n a e n e l a r r e g l o x d e s p u é s d e m em m ove e s : * s t a t i c _ c a s t < c h a r * > ( m e m m o v e ( x , &x[ 6 ] , 1 1 ) ) e n d l; 0;

e n d m a in

La cadena en e l La cadena en e l

Rgura 18.36

L a f u n c ió n

a rre g lo a rre g lo

La función

memcmp

x a n t e s d e m aam ove e s : H o g a r D u lc e H o g a r x d e s p u é s d e m enm ove e s : D u lc e H o g ar H o g ar

menmove para m anejo d e

memoria. (Parte 2 de 2.)

(fig u ra 1 8 .3 7 , lín e a s 2 1 , 2 2 y 2 4 ) c o m p a r a el n ú m e ro e s p e c ific a d o d e c a

r a c te r e s d e s u p r im e r a r g u m e n to c o n lo s c a r a c te r e s c o r r e s p o n d ie n te s d e s u s e g u n d o a r g u m e n to . L a fu n c ió n d e v u e lv e u n v a lo r m a y o r q u e c e r o s i e l p r im e r a r g u m e n to e s m a y o r q u e e l s e g u n d o , c e r o si lo s a r g u m e n to s s o n ig u a le s y u n v a lo r m e n o r q u e c e r o s i e l p r im e r a r g u m e n to e s m e n o r q u e e l s e gundo.

1 // Fig. 18.37: £igl8_37.cpp 2 // Uso de memcmp. 3 tinclude

4 5 6 7 8 9 10

using 8td::cout; using std::endl; tinclude using »td::setw;

11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

tinclude

// prototipo de memcmp

int main () { char s i n - "ABCDEFQ" 7 char s2[] - "ABCDXYZ"; cout << << << << << <<

Figura 18.37

"si - " << si << "\ns2 - " << s2 << endl "\nmemcmp(s1, s 2 , 4 ) - » << setw( 3 ) memcmp ( si, s2, 4 ) << w\nmemcmp (al, s2, 7) - " setw( 3 ) << memcmp ( si, s2, 7 ) "\nmemcmp (a2, si, 7) - " << setw( 3 ) memcmp ( s2, si, 7 ) « endl;

La función memcmp para m anejo d e memoria. (Parte 1 d e 2.)


1040

25 26 27 28


Capítulo 18


Rgura 18.37

La función memcmp oara m anejo d e memoria. (Parte 2 d e 2.)

L a f u n c ió n m em ehr b u s c a la p r im e a o c u r r e n c ia d e u n b y te , re p r e s e n ta d o c o m o unsigned char, e n e l n ú m e ro e s p e c if ic a d o d e b y te s d e u n o b je to . S i e l b y te s e e n c u e n tr a e n e s te o b je to s e d e v u e lv e u n a p u n ta d o r a e s c b y te e n e l o b je to ; e n c a s o c o n tr a r io la fu n c ió n d e v u e lv e N U L L . L a lín e a 16 d e la f ig u ra 1 8 .3 8 b u s c a e l c a r á c t e r ( b y te ) 'd' e n la c a d e n a "Esta es una cadena". lu í fu n c ió n

m em set

c o p ia e l v a lo r d e l b y te d e s u s e g u n d o a r g u m e n to h a c ia u n n ú m e ro e s p e c i

f ic a d o d e b y te s d e l o b je to a l q u e a p u n t a s u p r im e r a r g u m e n to . L a lín e a 16 e n la f ig u ra 1 8 .3 9 u tiliz a a memset p a r a c o p ia r a 'b' e n lo s p r im e r o s 7 b y te s d e cadenal.

1 // Fig. 18.38: figl8_38.cpp 2 // Uso de memehr. 3

4 5 6 7 8 9 10 11

12

d i n c l u d e < io s t r e a m >

using std::cout; using std::endl; iinclude

// prototipo de memehr

int main() {

char s[] - "Esta es una cadena";

13

14 15 16 17 18 19

cout << "El resto de s después de que el carácter 'd' " << "se encontró es \"" << statio_cast< char * >( memehr( s, 'd', 18 ) ) << << endl; return 0;

20

21

} // fin de main

El resto de s después de que el carácter %d' se encontró es "dena" Rgura 18.38

La función memehr para m anejo d e memoria.


Capitulo 18

1 2 3


// Fig. 18.39: £igl8_39.cpp // üso de memset. •Inelude

4 5 using std::cout; 6 using «td:tendí; 7 8 •inelude 9 10 int main() 11 12

13 14 15 16

17

1041

// prototipo de memset

{

ch&r cadena1[ 15 ] - "BBBBBBBBBBBBBB"; cout << "cadañal - " << cadañal << endl; cout << "cadañal después de memset ■ " « static_cast< char * >( memset( cadenal, 'b', 7 ) ) << endl;

18

19 20 21

retura 0; } // fin de main

cadenal - BBBBBBBBBBBBBB cadenal después de memset - bbbbbbbBBBBBBB Figura 18.39

La función m e m se t para m anejo d e memoria.

RESUMEN • Las estructuras son colecciones de variables (o agregados) relacionadas bajo un nombre. • Las estructuras pueden contener variables de distintos tipos de datos. • La palabra reservada s t r u c t inicia cada definición de estructura. Las declaraciones de los miembros de la estructura se encuentran entre las llaves de la definición de la misma. • Los miembros de la misma estructura deben tener nombres únicos. • La definición de una estructura crea un nuevo tipo de dalos que puede utilizarse para declarar variables. • Una estructura puede inicializarse con una lista de i nidal i/adores, colocando después de la variable en la declanadón el signo de igual y una lista encerrada entre llaves de indalizadores separados por comas. Si hay menos ¡nidal i/.adores en la lista que miembros en la estructura, los miembros restantes se inidalizan con ce ro (o NtJLL para los miembros apuntadores). s la s variables de una estructura pueden asignarse en su totalidad a otras variables de estructura del mismo tipo. • Una variable de estructura puede inidalizarse con una variable de estructura del mismo tipo. • Las variables de estructura y los miembros individuales de una estructura se pasan a las funciones por valor. • Para pasar una estructura por referencia se debe pasar la dirección de la variable de estructura. Un arreglo de estructuras se pasa por referencia. Para pasar un arreglo por valor se debe crear una estructura en la que se incluya al arreglo como miembro. • Al crear un nuevo nombre de tipo con t y p e d s f no se crea un nuevo tipo; se crea un nombre que es un si nónimo para un tipo definido anteriormente. • FJ operador AND a nivel de bits (fc) toma dos operandos integrales. Un bit en el resultado se hace uno si los bits correspondientes en cada uno de los operandos son uno. • Las máscaras se utilizan para ocultar algunos bits mientras se preservan otros.


1042


Capítulo 18

• EJ operador OR inclusivo a nivel de bits ( | ) toma dos operandos. Un bit en el resultado se hace uno si el bit correspondiente en cualquiera de sus operandos es uno. • Cada uno de los operadores a nivel de bits (excepto el complemento) tiene un operador de asignación corres pondiente. • El operador OR exclusivo a nivel de bits ( A) toma dos operandos. Un bit en el resultado se hace uno si sola mente uno de los bits correspondientes en los dos operandos es uno. • El operador de desplazamiento a la izquierda (<<) desplaza a la izquierda los bits de su operando izquierdo, según el número de bits especificado en su operando derecho. Los bits que se vacían a la derecha se reem plazan con Os. • El operador de desplazamiento a la derecha (>>) desplaza a la derecha los bits de su operando izquierdo, se gún el número de bits especificado en su operando derecho. Si se lleva a cabo un desplazamiento a la dere cha sobre un entero sin signo, los bits que se vacían a la izquierda se reemplazan por ceros. Los bits que se vacían en los enteros con signo se reemplazan con ceros o unos; esto depende del equipo. • El operador de complemento a nivel de bits ( - ) toma un operando e invierte sus bits; esto produce el com plemento a uno de ese operando. • Los campos de bits reducen el uso del almacenamiento al guardar dalos en el mínimo número de bits reque rido. Los miembros de un campo de bits deben declararse como i n t o u n s ig n e d . • Un campo de bits se declara colocando después del nombre de un miembro u n s i g n e d o i n t el signo de dos puntos y la anchura de ese campo de bits. • 1.a anchura de un campo de bits debe ser un valor constante entero entre cero y el número total de bits utili zados para almacenar una variable i n t en el sistema que usted esté utilizando. • Si se especifica un campo de bits sin un nombre, este campo de bits se utiliza como relleno en la estructura. • Un campo de bits sin nombre con una anchura de 0 alinea el siguiente campo de bits en un nuevo límite de palabra del equipo. • La función i a l o v a r determina si su argumento es una letra minúscula (a -* ). La función i s u p p a r deter mina si su argumento es una letra mayúscula (A-Z). • La función i a d i g i t determina si su argumento es un dígito (0 -9 ). • I-a función i s a l p h a determina si su argumento es una letra mayúscula (A -z) o minúscula (a -* ). • La función i a a l n u m determina si su argumento es una letra mayúscula (A-Z), una letra minúscula ( a - * ) o un dígito (0 -9 ). • La función i a x d i g i t determina si su argumento es un dígito hexadecimal (A-P, a - £ . 0 -9 ). • La función t o u p p a r convierte una letra minúscula en mayúscula. La función t o l o w a r convierte una le tra mayúscula en minúscula. • La función i s s p a c a determina si su argumento es uno de los siguientes caracteres de espacio en blanco: ' ' (espacio), ' \ £ ' , ' \ n ' , ' \ r ' , » \ t ' o ' \ v ' . • 1.a función i s c n t r l determina si su argumento es uno de los siguientes caracteres de control: ' \ t ' , ' W ' , %\ £ ' , ' \ a ' , ' \ b ' , » \ r ' o » \ n ' . • 1.a función i s p u n c t determina si su argumento es un carácter imprimible que no sea espacio, dígito o letra. • La función i s p r i n t determina si su argumento es cualquier carácter imprimible, incluyendo el espacio. • La función i a g r a p h determina si su argumento es un carácter imprimible que no sea espacio. • La función a t o f convierte su argumento (una cadena que empiece con una serie de dígitos que representen a un número de punto flotante) en un valor d o u b le . • I-a función a t o l convierte su argumento (una cadena que empiece con una serie de dígitos que represente a un entero) en un valor i n t . • La función a t o l convierte su argumento (una cadena que empiece con una serie de dígitos que represente a un entero largo) en un valor l o n g .


Capitulo 18


1043

• La función s t r t o d convierte una secuencia de caracteres que representan un valor de punto flotante en d o u b le . La función recibe dos argumentos: una cadena ( c h a r • ) y un apuntador a c h a r *. La cadena con tiene la secuencia de caracteres a convertir y al apuntador a c h a r * se le asigna el resto de la cadena que va después de la conversión. • La función s t r t o l convierte una secuencia de caracteres que representan a un entero en lo n g . 1.a función recibe tres argumentos: una cadena ( c h a r *), un apuntador a c h a r * y un entero. La cadena contiene la secuencia de caracteres a convertir, al apuntador a c h a r * se le asigna el resto de la cadena que va después de la conversión, y el entero especifica la base del valor que se va a convertir. • La función s t r t o u l convierte una secuencia de caracteres que representan a un entero en u n « ig n ® d lo n g . La función recibe tres argumentos: una cadena ( c h a r *), un apuntador a c h a r * y un entero. La cadena contiene la secuencia de caracteres a convertir, al apuntador a c h a r * se le asigna el resto de la ca dena que va después de la conversión, y el entero especifica la base del valor que se va a convertir. • La función a t r e h r busca la primera ocurrencia de un carácter en una cadena. Si el carácter se encuentra, ■ t r e h r devuelve un apuntador a ese carácter en la cadena; en caso contrario devuelve NULL. • l a función s t r e s p n determina la longitud de la parte inicial de la cadena en su primer argumento que no contiene a ningún carácter de la cadena en su segundo argumento. l a función devuelve la longitud del seg mento. • La función s t r p b r k busca la primera ocurrencia en su primer argumento de cualquier carácter que aparez ca en su segundo argumento. Si se encuentra un carácter del segundo argumento, s t r p b r k devuelve un apuntador a ese carácter, en caso contrario devuelve NULL • La función s t r r c h r busca la última ocurrencia de un carácter en una cadena. Si el carácter se encuentra, s t r r c h r devuelve un apuntador a ese carácter en la cadena; en caso contrario devuelve NULL. • La función s t r s p n determina la longitud de la parte inicial de la cadena en su primer argumento que con tiene solamente caracteres de la cadena en su segundo argumento y devuelve la longitud del segmento. • La función s t r s t r busca la primera ocurrencia de la cadena de su segundo argumento en la cadena de su primer argumento. Si la segunda cadena se encuentra en la primera, se devuelve un apuntador a la posición de la cadena en el primer argumento. • 1.a función m emepy copia un número especificado de caracteres del objeto al que apunta su segundo argu mento, al objeto al que apunta su primer argumento. 1.a función puede recibir un apuntador a cualquier ob jeto. Los apuntadores son recibidos por m emepy como apuntadores v o i d y se convienen en apuntadores c h a r para utilizarse en la función. La función memepy manipula los bytcs de su argumento como caracteres. • La función memmove copia un número especificado de bytes del objeto al que apunta su segundo argumen to. al objeto al que apunta su primer argumento. La copia se lleva a cabo como si los bytes se copiaran del segundo argumento a un arreglo temporal de caraa eres, y después se copiaran de ese arreglo temporal al pri mer argumento. • La función numcmp compara el número especificado de caracteres de su primer y segundo argumentos. • 1.a función m em ch r busca la primera ocurrencia de un byte, representado como u n s i g n e d c h a r . en el número especificado de bytes de un objeto. Si el byte se encuentra, se devuelve un apuntador a ese byte; en caso contrario se devuelve un apuntador a NULL. ■ La función m am sat copia su segundo argumento, que se maneja como u n a i g n e d c h a r . hacia un núme ro especificado de bytes del objeto al que apunta su primer argumento.

TERMINOLOGIA

apuntador a una estructura arreglo de estructuras ASCII

anchura de un campo de bits

asignación de estructura


1044


atof atol atol

Capítulo 18

literal de cadena máscara

biblioteca de utilerías generales cadena cadena de búsqueda campo de bit con anchura de cero campo de bits campo de bits sin nombre carácter de control carácter imprimible caracteres de espacio en blanco código de carácter complementar complemento a uno concesiones de espacio-tiempo conjunto de caracteres constante de cadena constante tipo carácter delimitador desplazamiento desplazamiento a la derecha desplazamiento a la izquierda dígitos hexadecimales enmascarar bits estructura autorreferenciada funciones de conversión de cadenas inicialización de estructura inicialización de estructuras

isalnum isalpha lacntrl iadigit isgraph lalower 1sprint ispunct isspaca isuppar isxdigit

mamchr mememp mamepy mammova mama at operador AND a nivel de bits & operador de asignación AND a nivel de bits 6 operador de asignación de desplazamiento a la derecha > > operador de asignación de desplazamiento a la izquierda < < operador de asignación OR exclusivo a nivel de bits Am

operador de asignación OR inclusivo a nivel de bits Ioperador de complemento a uno operador de desplazamiento a la derecha > > operador de desplazamiento a la izquierda << operador OR exclusivo a nivel de bits A operador OR inclusivo a nivel de bits | operadores a nivel de bits procesamiento de cadenas procesamiento de palabras registro relleno

strehr atrespn strpbrk atrrchr strspn strstr strtod strtol atrtoul atruct tipo de estructura

tolower toupper typedef

literal

E JE R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N 18.1

Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) U n a __________ es una colección de variables relacionadas bajo un nombre. b) Los bits en el resultado de una expresión en la que se utiliza el operador___________se hacen uno si los bits correspondientes en cada operando son uno. En caso contrario, los bits se hacen cero. c) Las variables declaradas en la definición de una estructura se conocen como s u s ___________. d) Los bits en el resultado de una expresión en la que se utiliza el operador___________se hacen uno si al menos uno de los bits correspondientes en cualquier operando es uno. En caso contrario, los bits se hacen cero.


Capitulo 18


1045

e) 0

La palabra reseñ ad a ___________introduce la declaración de una estructura. La palabra reservada___________ se utiliza para crear un sinónimo para un tipo de datos definido anteriormente. g) Los bits en el resultado de una expresión en la que se utiliza el operador___________se hacen uno si solamente uno de los bits correspondientes en cualquier operando es uno. En caso contrario, los bits se hacen cero. h) El operador AND a nivel de bits (*) se utiliza comúnmente para___________bits (es decir, para seleccionar ciertos bits de una cadena mientras los demás se hacen cero). i) El nombre de la estructura se conoce como l a ___________de la misma. j) Un miembro de una estructura se puede utilizar con el operador___________ o ___________ . k) Ixjs operadores___________y ___________ se utilizan para desplazar los bits de un valor a la iz quierda o a la derecha, respectivamente. 18.2

Conteste con verdadero o falso a cada una de las siguientes proposiciones. En caso de ser falso, expli que por qué. a) Las estructuras pueden contener sólo un tipo de dalos. b) Los miembros de distintas estructuras deben tener nombres únicos. c) La palabra reservada typedef se utiliza para definir nuevos tipos de dalos. d) Las estructuras siempre se pasan a las funciones por referencia.

18.3

Escriba una sola instrucción o un conjunto de instrucciones para lograr cada uno de los siguientes ob jetivos: a) Definir una estructura llamada Pieza que contenga la variable int numeroPleza y el arreglo char nombrePieza, cuyos valores pueden tener una longitud de hasta 25 caracteres. b) Definir el nombre PiazaPtr para que sea un sinónimo del tipo Plaza *. c) Declarar la variable a para que sea del tipo Plaza, al arreglo b [ 10 ] para que sea del tipo Pla za y a la variable ptr para que sea del tipo apuntador a Plaza. d) Leer un número y un nombre de pieza del teclado y colocarlos en los miembros de la variable a. e) Asignar los valores de los miembros de la variable a al elemento tres del arreglo b. f) Asignar la dirección del arreglo b a la variable apuntador ptr. g) Imprimir los valores de los miembros del elemento tres del arreglo b. utilizando la variable ptr y d operador de apuntador a estructura para hacer referencia a los miembros.

18.4

Encuentre el error en cada uno de los siguientes fragmentos de código: a) Suponga que se ha definido structCarta para que contenga dos apuntadores al tipo char lla mados cara y palo. Además, suponga que se ha declarado la variable c para ser del tipo Car ta y la variable cPtr para ser del tipo apuntador a Carta. A la variable cPtr se le ha asignado la dirección de c.

cout << *cPtr.cara << endl; b) Suponga que se ha definido structCarta para que contenga dos apuntadores al tipo char lla mados cara y palo. Además, se ha declarado el arreglo corazones [ 13 ] para ser del tipo Carta. La siguiente instrucción debe imprimir el miembro cara del elemento 10 del arreglo.

cout << corazones.cara << endl; c)

struct Persona { char apellido! 15 ] ; chao: primer Nombre [ 15 ] / int edad; )

d) Suponga que se ha declarado la variable p para ser del tipo Persona y que la variable c se ha de clarado con el tipo Carta.

P - c;


1046

18.5


Capítulo 18

Escriba una sola instrucción para lograr cada uno de los siguientes objetivos. Suponga que las variables c (que almacena un carácter), x. y y z son de tipo int; las variables d. e y f son de tipo double; la variable ptr es de tipo char * y los arreglos si t 100 1 y »2 [ 100 ] son de tipo char. a) Convierta el carácter almacenado en la variable c en una letra mayúscula. Asigne el resultado a la variable c. b) Determine si el valor de la variable c es un dígito. U se el operador condicional como se indica en las figuras de la 18.17 a la 18.19 para imprimir "ee un* o "no e s un» cuando se muestre el resultado. c) Convierta la cadena "1234567* en long e imprimir el valor. d) Determine si el valor de la variable c es un carácter de control. Use el operador condicional para imprimir "es un* o "no es un* cuando se muestre el resultado. e) Asigne a ptr la posición de la última ocurrencia de c en si. 0 Convierta la cadena "8.63582* en double e imprima el valor. g) Determine si el valor de c es una letra. Use el operador condicional para imprimir "es una* o "no es una* cuando se muestre el resultado. h) Asigne a ptr la posición de la primera ocurrencia de s2 en si. i) Determine si el valor de la variable c es un carácter imprimible. Use el operador condicional para imprimir "es un* o "no es un* cuando se muestre el resultado. j) Asigne a ptr la posición de la primera ocurrencia en si de cualquier carácter de s2. k) Asigne a ptr la posición de la primera ocurrencia de c en si. l) Convierta la cadena "-21* en int e imprima el valor.

RESPUESTAS A LOS E JE R C IC IO S D E A U T O E V A L U A C IÓ N 18.1

a) estructura b) AND a nivel de bits (&). c) miembros, d) OR inclusivo a nivel de bits ( | ). e) struct. 0 typsdsf. g) OR exclusivo a nivel de bits ( A). h) máscara i) etiqueta j) miembro de estructura ( .) , apuntador de estructura ( - >). k) operador de desplazamiento a la izquierda (<<). operador de despla zamiento a la derecha (>>).

18.2

a) Falso. Una estructura puede contener muchos tipos de datos. b) Falso. Los miembros de estructuras separadas pueden tener los mismos nombres, pero los miem bros de la misma estructura deben tener nombres únicos. c) Falso, typedef se utiliza para definir alias para los tipos de datos definidos anteriormente. d) Falso. I-as estructuras siempre se pasan a las fundones por valor.

18.3

a)

etruct Pieza { int numeroPieza; char nombrePieza[ 26 ); >/

typedef Pieza * PiezaPtr; Pieza a, b[ 10 ] , *ptr; cin >> a.numeroPieza >> a.nombrePieza; b[ 3 ] - a; 0 Ptr - b; g) cout << { ptr ♦ 3 )->numeroPieza << ' ' << ( ptr ♦ 3 )->nombrePieza << endl;

b) c) d) e)

18.4

a) Error: se han omitido los paréntesis que deben encerrar a *cPtr, hadendo que el orden de cvaluad ón de la expresión sea incorrecto. b) Error: se ha omitido el subíndice del arreglo. 1.a expresión debe ser:

corazones[ 10 ].cara. c) Error: se requiere de un punto y coma para terminar la definición de una estructura. d) Error: las variables de distintos tipos de estructuras no pueden asignarse entre sí.


Capitulo 18

18.5


1047

a) c ■ toupper( c ) ; b) cout << * \ ' ' << c << * \ ' "

( isdigit ( c ) ? "es un" t "no es un" ) << " dígito" << endl; cout << atoll "12345 67" ) << endl; cout << ' \ • ' << c << " \ • " << ( iscntrl( c ) 7 "es un" : "no es un" ) << " carácter de control* << endl; ptr - strrchr( si, c ) ; cout << atof( *8.623582" ) << endl; cout << 'V' << c << *\» " << { isalpha( c ) 7 "es una" : *no es una" ) << * letra" << endl; ptr - strstr( si, s2 ); cout << %\ , % < < c << "\' " << ( isprintí c ) 7 "es un" s "no es un" ) << "carácter imprimible" << endl; ptr ■ strpbrk( si, s2 ); ptr - strchr( si, c ); cout << atol ( *-21" ) << endl; «

c) d)

e)

0 g)

h) i)

j) k) l)


De la definición para cada una de las siguientes estructuras y uniones: a) La estructura Inventario que contiene el arreglo de caracteres nombrePieza [ 30 ] . la va riable entera numaroPieza. la variable de punto flotante precio, las variables enteras alma cén y resurtir. b) Una estructura llamada Dirección que contenga los arreglos de caracteres diraccionCalle[ 25 ] . ciudad [ 20 ] . estado! 3 ] y codigoPostal [ 6 ]. c) La estructura Estudiante que contenga los arreglos primerNombre [ 15 ] y apellido [ 15 ]. y la variable direccionCasa de tipo struct Dirección de la parte (b). d) La estructura Prueba que contenga 16 campos de bits con anchuras de 1 bit. Los nombres de los campos de bits son las letras de la a a la p.

18.7

Considere las siguientes definiciones de estructuras y declaraciones de variables:

struct Cliente ( char apellido! 15 ]; char primerNombre[ 15 ]j int numeroCliante; struct { char numeroTelefonicoí 11 ]; char dirección! 50 ]; char ciudad! 15 1; char estado! 3 ]; char codigoPostal1 6 ] ; ) personal; } ragistroCliente, *clientePtr; clientePtr - ¿ragistroCliente;


1046


Capítulo 18

Escriba una expresión separada que tenga acceso a los miembros de la estructura en cada una de las s i guientes partes: a) El miembro apellido de la estructura ragistroClianta. b) El miembro apellido de la estructura a la que apunta clientePtr. c) El miembro prinerNombre de la estructura ragistroClianta. d) El miembro primerNombre de la estructura a la que apunta clientePtr. e) El miembro numeroCliente de la estructura registroCliente. 0 El miembro numeroCliente de la estructura a la que apunta clientePtr. g) El miembro numeroTelefonico del miembro personal de la estructura registro

Cliente. h) El miembro numeroTelefonico del miembro personal de la estructura a la que apunta

clientePtr. i) j)

El miembro dirección del miembro personal de la estructura registroCliente. El miembro dirección del miembro personal de la estructura a la que apunta clien

k) l) m) n) o) p)

El miembro ciudad del miembro personalde la estructura registroCliente. El miembro ciudad del miembro personalde la estructura a la que apunta clientePtr. El miembro estado del miembro personal de la estructura registroCliente. El miembro estado del miembro personal de la estructura a la que apunta clientePtr. El miembro codigoPostal del miembro personal de la estructura registroCliente. El miembro codigoPostal del miembro personal de la estructura a la que apunta clientePtr.

tePtr.

1 8 .8

Modifique el programa de la figura 18.14 para barajar las cartas utilizando un método de alto rendi miento. com o se muestra en la figura 18.2. Imprima el juego de cartas resultante en formato de dos co lumnas. como en la figura 18.3. Anteponga a cada carta su color.

1 8 .9

Escriba un programa que desplace una variable entera de 4 bits a la derecha. El programa debe impri mir el entero en bits antes y después de la operación de desplazamiento. ¿Su sistema coloca ceros o unos en los bits vacíos?

1 8.10

Si su computadora utiliza enteros de 4 bytes. modifique el programa de la figura 18.5 para que funcio ne con enteros de 4 bytes.

18.11

Desplazar un entero unsignad 1 bit a la izquierda es equivalente a multiplicar su valor por 2. Escri ba la función potancia2 que tome dos argumentos enteros, numero y pot. y calcule:

numero # 25X51 Utilice un operador de desplazamiento para calcular el resultado. El programa debe imprimir los valo res com o enteros y como bits. 1 8.12

El operador de desplazamiento a la izquierda puede utilizarse para empaquetar dos valores tipo carác ter en una variable tipo entero sin signo de 2 bytes. Escriba un programa que reciba como entrada dos caracteres del teclado y los pase a la función ampaquatarCaractaras. Para empaquetar dos ca racteres en una variable tipo entero unsignad. asigne el primer carácter a la variable unsignad. desplace esa variable de 8 bits a la izquierda y combine la variable unsignad con el segundo carácter utilizando el operador OR inclusivo a nivel de bits. El programa debe mostrar los caracteres en forma to de bits antes y después de que se empaqueten en el entero unsignad para demostrar que los carac teres de hecho se empaquetan correctamente en la variable unsignad.

1 8.13

Utilizando el operador de desplazamiento a la derecha, el operador AND a nivel de bits y una másca ra. escriba la función dasampaquatarCaractaras que tome el entero unsignad del ejercicio 18.12 y lo desempaque en dos caracteres. Para desempaquetar 2 caracteres de un entero de 2 bytes un signad. combine el entero sin signo con la máscara 65280 (11111111 00000000) y desplace el resultado de 8 bits a la derecha. Asigne el valor resultante a una variable char. Luego combine el entero unsignad con la máscara 255 (00000000 11111111). Asigne el resultado a otra variable char. El programa debe imprimir el entero unsignad en bits antes de ser desempaquetado y luego debe im primir los caracteres en bits para confirmar que se hayan desempaquetado correctamente.


Capitulo 18


1049

18.14 Sí su sistema utiliza enteros de 4 bytes. modifique el progranja del ejercicio 18.12 para que empaque te 4 caracteres.

18.15 Si su sistema utiliza enteros de 4 bytes. modifique la función desempaquetarCaracteres del ejercicio 18.13 para desempaquetar 4 caracteres. Cree las máscaras que necesite para desempaquetar los 4 caracteres, desplazando el valor 255 en la variable de máscara 8 a la izquierda ya sea 0. 1, 2 o 3 veces (dependiendo del byte que esté desempaquetando).

18.16 Escriba un programa que invierta el orden de los bits en un valor entero unsigned. El programa debe recibir como entrada el valor por parte del usuario y llamar a la función invertirBits para impri mir los bits en orden inverso. Imprima el valor en bits antes y después de que éstos se inviertan para confirmar que se hayan invertido apropiadamente.

18.17 Escriba un programa para demostrar cómo pasar un aneglo por valor. (Sugerencia: utilice una struct.) Demuestre que se posó una copia modificando la copia del arreglo en la función llamada. 1 8 .1 8 Escriba un programa que reciba como entrada un carácter del teclado y lo evalúe con cada una de las funciones de la biblioteca para manejo de caracteres. Imprima el valor devuelto por cada función.

18.19 R siguiente programa utiliza la función múltiplo para determinar si el entero introducido desde el teclado es múltiplo de un entero X. Examine la función múltiplo y luego determine el valor de X.

1

// E j e r c i c i o 1 8 . 1 9 : e j l 8 _ 1 9 . c p p

2 // Este programa determina si un valor es múltiplo de X. 3 tinclude 4 5 using std::cout; 6 using std::cin; 7 using std::endl; 8

9

bool múltiplo! int );

10

11

int main()

12

{

13 14 15 16 17 18 19 20 21

int y; cout << "Escriba un entero entre 1 y 32000: "; cin >> y; if ( múltiplo! y ) ) cout « y « * es un múltiplo de X" << endl; else cout << y << " no es un múltiplo de X" << endl;

22

23 return 0; 24 25 } // fin de main 26 27 // determinar si num es un múltiplo de X 28 bool múltiplo! int num ) 29 { 30 bool mult -true; 31 32 for ! int i - 0, mascara - 1; i < 10; i++, mascara <<- 1 ) 33 34 if í í num k mascara ) I- 0 ) < 35 mult - falsa;


1050


36 37 38 39 40

Capítulo 18

break; ) // fin de instrucción if return muít;

41 42

) // fin de la función múltiplo

18.20 ¿Qué hace el siguiente programa? 1 // Ejercicio 18.20: ejl8_20.cpp 2 iinclude 3

4 5 ó 7


std::cout; std::cin; stdttendí; std:tboolalpha;

8

9

bool misterio( unsigned );

10

11

int main()

12

{

13 14 15 ló 17 18 19 20

unsigned x; cout << "Escriba un entero: " i cin >> x; cout << boolalpha << "El resultado es " « misterio( x ) << endl; return 0;

21

22 ) // fin de main 23 24 // ¿Qué hace esta función? 25 bool misterio( unsigned bits ) 26 { 27 const int DESPLAZAMIENTO - 8 * sizeof ( unsigned ) - 1; 28 const unsigned MASCARA - 1 << DESPLAZAMIENTO; 29 unsigned total - 0; 30

31 32 33 34 35 36 37 38

for ( int i - 0; i < DESPLAZAMIENTO ♦ 1; i++, bits <<■ 1 ) if ( ( bits & MASCARA ) — ++total;

MASCARA )

return 1( total \ 2 ); } // fin de la función misterio

18.21 Escriba un programa que introduzca una línea de texto con la fundón miembro getline de is-

tream (como en el capítulo 12) en el arreglo de caracteres s t 100 ] . Muestre la línea en letras ma yúsculas y en minúsculas.

18.22 Escriba un programa que redba como entrada cuatro cadenas que representen enteros, convierta las ca denas en enteros, sume los valores e imprima el total de los cuatro valores.


Capitulo 18


1051

1 8 .2 3 Escriba un programa que reciba como entrada cuatro cadenas que representen valores de punto flotan te, convierta las cadenas en valores double, los sume e imprima el total de los cuatro valores. 1 8 .2 4

Escriba un programa que reciba como entrada una línea de texto y una cadena de búsqueda desde el te clado. Utilizando la fundón s t r s t r , localice la primera ocurrenda de la cadena de búsqueda en la lí nea de texto y asigne la posidón a la variable b u s q u e d a P t r de tipo c h a r *. Si se encuentra la ca dena de búsqueda, imprima el resto de la línea de texto que empieza con la cadena de búsqueda. Lue go, utilice a t r » t r otra vez para localizar la siguiente ocurrencia de la cadena de búsqueda en la línea de texto. Si se encuentra una segunda ocurrencia, imprima el resto de la línea de texto que empieza con la segunda ocurrenda. (Sugerencia: la segunda llamada a » t r » t r debe contener la expresión b u a q u e d a P t r ♦ 1 como su primer argumento.)

1 8 .2 5 Escriba un programa con base en el programa del ejercicio 16.24, que redba como entrada varias lí neas de texto y una cadena de búsqueda, y que luego utilice la fundón a t r a t r para determinar el nú mero total de ocurrencias de la cadena en las líneas de texto. Imprima d resultado. 1 8 .2 6

Escriba un programa que redba como entrada varias líneas de texto y un carácter de búsqueda, y que utili ce la fundón « t r e h r para determinar el número total de ocurrencias de ese carácter en las líneas de texto.

18.27

Escriba un programa con base en el programa del ejercicio 16.26, que redba com o entrada varias lí neas de texto y que utilice la función s t r e h r para determinar el número total de ocurrencias de cada una de las letras del alfabeto en el texto. I as letras mayúsculas y minúsculas deben contarse en conjun to. Almacene los totales para cada letra en un arreglo c imprima los valores en formato tabular, una vez que éstos se hayan determinado.

1 8 .2 8 La tabla del apéndice B muestra las representaciones en código numérico de los caracteres en el con junto de caracteres ASCII. Estudie esta tabla y luego indique si cada uno de los siguientes enunciados es verdadero o falso: a) La letra *A* está antes de la letra *B". b) El dígito * 9 * está antes del dígito "*0'r. c) Los símbolos comúnmente utilizados para la suma, resta, multiplicación y división están antes que cualquiera de los dígitos. d) Los dígitos están antes que las letras. e) Si un programa para ordenar cadenas lo hace en secuencia ascendente, entonces colocará el símbo lo de paréntesis derecho antes del símbolo de paréntesis izquierdo. 1 8 .2 9

Escriba un programa que lea una serie de cadenas e imprima sólo aquellas que empiecen con la letra "b”.

18.30

Escriba un programa que lea una serie de cadenas e imprima sólo aquellas que terminen oon las letras "ED".

18.31

Fscriba un programa que reciba como entrada un código ASCII e imprima el carácter correspondiente. Modifique este programa de manera que genere todos los códigos posibles de tres dígitos en el rango de 000-255 c intente imprimir los caracteres correspondientes. ¿Qué ocurre al ejecutar este programa?

18.32

Utilizando la tabla de caracteres ASCII del apéndice B como guía, escriba sus propias versiones de las funciones para manejo de caracteres de la figura 18.16.

1 8 .3 3

Escriba sus propias versiones de las funciones de la figura 18.20 para convertir cadenas en números.

1 8 .3 4 Escriba sus propias versiones de las funciones de la figura 18.27 para buscar en cadenas. 1 8 .3 5

Fscriba sus propias versiones de las funciones de la figura 18.34 para manipular bloques de memoria.

1 8 .3 6 (Proyecto: Un corrector ortográfico) Muchos paquetes populares de software de procesamiento de pa labras cuentan con correctores ortográficos integrados. Nosotros utilizamos las herramientas de correc ción ortográfica al preparar este libro y descubrimos que, sin importar qué tan cuidadosos fuéramos pa ra escribir un capítulo, el software siempre era capaz de encontrar unos cuantos errores ortográficos más que los que nosotros podíamos detectar en forma manual. En este proyecto se le pide que desarrolle su propia utilería de corrección ortográfica Nosotros le haremos sugerencias para ayudarlo a empezar. Después será conveniente que considere el agregar más herramientas. Tal vez le sea de ayuda el utilizar un diccionario computarizado como fuente de palabras.


1052


Capítulo 18

¿Por qué escribimos tantas palabras con errores ortográficos? En algunos casos se debe a que sim plemente no conocemos la ortografía correcta, por lo que “adivinamos" lo mejor que podemos. En otros casos se debe a que transponemos dos letras (por ejemplo, “pretederminado" en vez de “predetermina do"). Algunas veces escribimos una letra doble por accidente (por ejemplo, “crrear” en vez de “crear"). Otras veces oprimimos otra tecla cerca de la que queremos oprimir (por ejemplo, “cunpleaños" en vez de “cumpleaños”). Y así, sucesivamente. Diseñe e ¡mplemente un programa de corrección ortográfica. Su programa debe mantener un arre glo llamado liataPalabras de cadenas de caracteres. Puede escribir estas cadenas u obtenerlas de un diccionario computerizado. Su programa debe pedir al usuario que escriba una palabra. Después debe buscar esa palabra en el arreglo liataPalabras. Si la palabra está presente en el arreglo, su programa debe imprimir “La

palabra no tiene errores ortográfico*.” Si la palabra no está presente en el arreglo, su programa debe imprimir “La palabra tiene errore* ortográfico*." Después su programa debe tratar de localizar otras palabras en li*taPalabra* que podrían ser la palabra que el usuario trató de escribir. Por ejemplo, puede probar todas las posibles transposiciones individuales de las letras adyacentes para descubrir que la palabra “predeterminado" es una coincidencia directa con una palabra en liataPalabras. Desde luego que para ello su programa debe verificar todas las demás transposiciones individuales, como “perdelcrminado." “rpedelerminado". “predeterminado" y “predetermniado." Cuando encuentre una nueva palabra que concuerde con una en liataPalabras, imprima esa palabra en un mensaje tal como “Quizo

usted decir 'predeterminado?'". Implemento otras pruebas, como el reemplazar cada letra doble con una sola letra y cualquier otra prueba que pueda usted desarrollar para mejorar el valor de su corrector ortográfico.


19 El preprocesador

Objetivos • A prender a utilizar #include para desarrollar programas extensos. • Ser capaz de utilizar #def ine para crear m acros y m acros con argum entos. • Com prender el con cep to de com p ilación con d icion al. • Saber có m o mostrar m ensajes de error durante la com p ilación con d icion al. • Aprender a utilizar afirm aciones para com probar si los valores de las exp resion es son correctos.

Sostenga lo b u en o ; defínalo bien. A lfred, Lord Tennyson

H e encontrado un argum ento p a ra usted; p ero n o estoy obligado a encontrarle un entendim iento. Sam uel Johnson

Un buen sím bolo es e l m ejo r argum ento, y e s un m isionero p ara p ersu a d ir a m iles. Ralph W aldo Em erson

Las condiciones son funda m en ta lm en te firm es. Herbért H oover (D iciem bre d e 1929)

A l partidario, a l enfrascarse en una disputa, n o le im portan los derechos de la pregunta, está ansioso solam ente de convencer a los que lo escuchan de su s propias afirm aciones. Platón


1054

El preprocesador

Capítulo 19

Plan general 19.1

Introducción

19.2 19.3

La directiva # i n c l u d e dei preprocesador La directiva #def ine del preprocesador: constantes simbólicas

19.4 19.5

La directiva #def ine del preprocesador: macros Compilación condicional

19.6

Las directivas t e r r o r y # p r agina del preprocesador

19.7 19.8 19.9 19.10

Los operadores # y ## Números de línea Constantes simbólicas predefinidas Afirmaciones

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoesaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios

19.1 Introducción En este capítulo presentam os al preprocesador. El preprocesam iento ocurre antes que un programa se com pile. A lgunas p osibles acciones son la inclusión de otros archivos en el archivo que va a com pi larse, la definición de constantes sim bólicas y m acros , la com pilación condicional del có d ig o del programa y la ejecución condicional de las directivas del preprocesador. Todas las directivas de! prepro cesador com ienzan co n # y en una línea sólo pueden aparecer caracteres d e esp acio en blanco antes d e una directiva del prcprocesador. Estas directivas n o son instrucciones de C + + , por lo que no ter m inan c o n punto y com a ( ; ) . L as directivas d el preprocesador se procesan com pletam ente antes de q u e em p iece la com p ilación.

Erro común d© programación 19.1 Colocar un punto y coma al final de una directiva del preprocesador puede originar una variedad de errores, dependiendo del tipo de directiva del preprocesador.

Observación d© ingeniería de software 19.1 Muchas características del preprocesador (especialmente las macros) son más apropiadas para los programadores de C que para los programadores de C ++. Sin embargo, los programadores de C++ deben familiarizarse con el preprocesador ya que podrían tener que trabajar con código heredado de C.

19.2 La directiva t i n c l u d e del preprocesador La directiva i i n c l u d e d e l preprocesador se ha venido utilizando a lo largo d e este libro. Esta di rectiva h ace que se in clu ya una cop ia d e un archivo esp ecifica d o en lugar d e la directiva. L as dos for m as d e la directiva «inelude son:

Aincluda ), que se utilizan para lo s archivos de encabezado de la biblioteca estándar, e l preproccsador busca e l archivo esp ecifica


B preprocesador

Capitulo 19

do de una

1055

m a n e ra d e p e n d ie n te d e la im p le m e n ta c ió n , p o r lo g e n e ra l, m e d ia n te d ir e c to r io s

p r e v ia m e n te d e s ig n a d o s . S i e l n o m b re d e l a r c h iv o s e e n c ie rr a e n tr e c o m illa s , e l p r c p r o c c s a d o r b u s c a p r im e ro e n e l m is m o d ir e c to r io e n e l q u e s e v a a c o m p ila r e l a rc h iv o , d e s p u é s e n la m is m a m a n e ra d e p e n d ie n te d e la im p le m e n ta c ió n c o m o p a r a u n n o m b r e d e a r c h iv o e n c e r r a d o e n tre p a r é n te s is a n g u la re s . E s te m é to d o s e u tiliz a n o r m a lm e n te p a r a in c lu ir a r c h iv o s d e e n c a b e z a d o d e f in id o s p o r el p r o g ra m a d o r. L a d ir e c tiv a # i n eluda s e u tiliz a p a r a in c lu ir a r c h iv o s d e e n c a b e z a d o e s tá n d a r ta le s c o m o

e . L a d ir e c tiv a #include ta m b ié n s e u tiliz a c o n p r o g ra m a s q u e c o n s is te n d e v a rio s a r c h iv o s f u e n te q u e s e v a n a c o m p ila r e n c o n ju n to . A m e n u d o s e c re a y s e in c lu y e e n e l a rc h iv o u n

archivo de encaltezado q u e

c o n tie n e d e c la r a c io n e s y d e f in ic io n e s c o m u n e s p a ra lo s

a r c h iv o s d e p ro g ra m a s e p a r a d o s . A lg u n o s e je m p lo s d e d ic h a s d e c la ra c io n e s y d e f in ic io n e s so n c l a s e s , e s tru c tu r a s , u n io n e s , e n u m e r a c io n e s y p r o to tip o s d e f u n c io n e s , c o n s ta n te s y o b je to s d e flu jo s ( p o r e je m p lo , cin).

1 9 .3 L a d i r e c t i v a # d e f i n e d e l p r e p r o c e s a d o r : c o n s t a n t e s s im b ó lic a s La

directiva

# d « j fine del preprocesador c r e a

c o m o s ím b o lo s ; y

macros: o p e ra c io n e s

constantes simbólicas:

c o n s ta n te s q u e s e r e p r e s e n ta n

q u e s e d e fin e n c o m o sím b o lo s. E l fo rm a to d e e s ta d ire c tiv a es:

• d e f i n a ident¡fieador texto-de-sustitución C u a n d o a p a r e c e e s ta lín e a e n u n a r c h iv o , to d a s la s o c u r r e n c ia s s u b s e c u e n te s ( e x c e p to la s q u e s e e n c u e n tr e n d e n tr o d e u n a c a d e n a ) d e l

tución

identificador e n

e s e a rc h iv o s e s u s titu ir á n p o r e l

texto-de-susti

a n te s d e c o m p ila r e l p r o g ra m a .

P o r e je m p lo :

• d e f i n e P I 3 .1 4 1 5 9 s u s titu y e a to d a s la s o c u r r e n c ia s s u b s e c u e n te s d e la c o n s ta n te s im b ó lic a PI c o n la c o n s ta n te n u m é r ic a 3 . 14159. L a s c o n s ta n te s s im b ó lic a s p e r m ite n a l p r o g ra m a d o r c r e a r u n n o m b re p a r a u n a c o n s ta n te y u tiliz a rlo a lo la rg o d e to d o e l p ro g ra m a . D e s p u é s , s i la c o n s ta n te n e c e s ita m o d if ic a r s e e n to d o e l p r o g ra m a , s ó lo n e c e s ita m o d if ic a r s e u n a v e z e n l a d ir e c tiv a # d e f i n e d e l p r c p r o c c s a d o r ; y a l v o l v e r a c o m p ila r e l p r o g r a m a s e m o d ific a rá n to d a s la s o c u r r e n c ia s d e e s a c o n s ta n te e n e l p r o g ra m a .

[Nota: T o d o

lo q u e e s tá a la d e r e c h a d e l n o m b r e d e la c o n s ta n te s im b ó lic a s u s titu y e a e s a c o n s ta n te

s im b ó lic a . 1 P o r e je m p lo , f d e f i n e PI ■ 3.14159 h a c e q u e e l p r e p r o c e s a d o r s u s titu y a to d a s la s o c u r r e n c ia s d e PI c o n - 3.14159. É s ta e s la c a u s a d e m u c h o s e r r o re s s u tile s d e ló g ic a y d e s i n ta x is . T a m b ié n e s u n e r r o r r e d e f in ir u n a c o n s ta n te s im b ó lic a c o n u n n u e v o v alo r. H a y q u e te n e r e n c u e n ta q u e e n C + + s e p re f ie r e e l u s o d e la s v a r ia b le s c o n s t e n lu g a r d e la s c o n s ta n te s s im b ó lic a s . L a s v a r ia b le s c o n s ta n t e s tie n e n u n tip o d e d a t o s e s p e c íf i c o y su n o m b r e e s v is ib le p a r a u n d e p u r a d o r. U n a v e z q u e s e s u s titu y e u n a c o n s ta n te s im b ó lic a c o n s u te x to d e s u s titu c ió n , s ó lo e l te x to d e s u s titu c ió n e s tá v is ib le p a r a u n d e p u ra d o r. U n a d e s v e n ta ja d e la s v a ria b le s c o n e t e s q u e p o d r ía n re q u e r ir d e u n a u b ic a c ió n e n m e m o r ia d e l ta m a ñ o d e s u tip o d e d a t o s ; la s c o n s ta n te s s im b ó lic a s n o r e q u ie re n d e m e m o r ia a d ic io n a l.

Error común do programación 19.2 El uso de constantes simbólicas en un archivo que no sea el archivo en el que están definidas es un error de sirUaxis.

Buena práctica de programación 19.1 El uso de nombres significativos para las constantes simbólicas ayuda a que los programas sean más descriptivos de sí mismos.


1056

El preprocesador

Capítulo 19

1 9 .4 L a d i r e c t i v a # d e f i n e d e l p r e p r o c e s a d o r : m a c r o s [Nota:

E s ta s e c c ió n s e in c lu y e p a r a b e n e f ic io d e lo s p r o g r a m a d o r e s d e C + + q u e to d a v ía n e c e s ita n

tr a b a ja r c o n c ó d ig o h e r e d a d o d e C . E n C + + la s m a c r o s p u e d e n s u s titu ir s e g e n e r a lm e n te p o r p la n ti lla s y f u n c io n e s e n lín e a .J U na

macro e s

u n a o p e r a c ió n d e f in id a e n la d ir e c tiv a f f d e f i n e d e l p rc p ro c c s a d o r. A l ig u a l q u e

c o n la s c o n s ta n te s s im b ó lic a s , e l

¡dentificador de la macro

texto de sustitución argumentos. U n a m a c r o sin

se s u s titu y e c o n e l

a n te s d e c o m p ila r el p r o g ra m a . L a s m a c r o s p u e d e n d e f in ir s e c o n o s in

a r g u m e n to s se p r o c e s a ig u a l q u e u n a c o n s ta n te s im b ó lic a . E n u n a m a c r o c o n a r g u m e n to s , é s to s se s u s titu y e n e n e l te x to d e s u s titu c ió n y lu e g o la m a c ro s e r e e m p la z a al

¡dentificador de la macro

expande;

e s d e c ir , el te x to d e s u s titu c ió n

y a la lis ta d e a r g u m e n to s e n e l p ro g ra m a .

[Nota:

N o hay

c o m p r o b a c ió n d e l tip o d e lo s d a to s p a r a lo s a r g u m e n to s d e u n a m a c ro . É s ta s e u tiliz a s im p le m e n te p a r a s u s titu ir te x to .] C o n s id e r e la s ig u ie n te d e f in ic ió n d e u n a m a c r o c o n u n a r g u m e n to p a ra e l á r e a d e u n c írc u lo :

•define AREA CIRCULO ( x )

( FX • ( x ) • ( x ) )

S ie m p r e q u e a p a r e z c a AREA_CIRCULO ( x ) e n e l a r c h iv o , e l v a lo r d e x s e s u s titu ir á p o r x e n el te x to d e s u s titu c ió n , la c o n s ta n te s im b ó lic a P l s e s u s titu ir á p o r su v a lo r ( d e f in id o a n te r io r m e n te ) y la m a c ro s e e x p a n d ir á e n e l p r o g ra m a . P o r e je m p lo , la in s tru c c ió n :

area - AREA. CIRCULO ( 4 ); se ex p an d e com o:

araa - ( 3 . 1 4 1 5 9 * ( 4 )

* ( 4 ) )#

D e b id o a q u e la e x p r e s ió n s ó lo c o n s is te d e c o n s ta n te s , e n tie m p o d e c o m p ila c ió n s u v a lo r p u e d e e v a lu a rs e y e l r e s u lta d o s e a s ig n a a a r e a e n tie m p o d e e je c u c ió n . L o s p a r é n te s is a lr e d e d o r d e c a d a x e n e l te x to d e s u s titu c ió n y a lr e d e d o r d e to d a la e x p r e s ió n o b lig a n a q u e se u tilic e e l o r d e n d e e v a lu a c ió n a p r o p ia d o c u a n d o e l a r g u m e n to d e la m a c ro e s u n a e x p r e s ió n . P o r e je m p lo , la in s tru c c ió n :

area - AREA_CIRCULO( C + 2 ); se ex p an d e com o:

area - ( 3 . 1 4 1 5 9 * ( c + 2 ) * ( c + 2 ) ) ; lo

c u a l s e e v a lú a c o r r e c ta m e n te , y a q u e lo s p a r é n te s is o b lig a n a q u e s e c u m p la e l o r d e n a p r o p ia d o d e

e v a lu a c ió n . Si s e o m ite n lo s p a r é n te s is , la e x p a n s ió n d e la m a c ro q u e d a c o m o :

area - 3 . 1 4 1 5 9 * c «■ 2 * c ♦ 2 j lo

c u a l s e e v a lú a in c o r r e c ta m e n te c o m o :

area ■ (3.14159 * c ) + ( 2 * c ) + 2 ; d e b i d o a la s r e g la s d e p r e c e d e n c ia d e o p e r a d o re s .

Error común de programación 19.3 Olvidar encerrar los argumentos de una macro entre paréntesis en el texto de sustitución es un error.

L a m a c ro AREA_ClRCULO p o d r ía d e f in ir s e c o m o u n a fu n c ió n . L a fu n c ió n areaCirculo. c o m o en:

double areaCirculo( double x ) { retura 3.14159 * x * x; > http://alexyniorlls.blogspot.com 1113 of 1380.

B preprocosador

Capitulo 19

1057

lle v a a c a b o e l m is m o c á lc u lo q u e AREA_ c i r c u l o ,s ó lo q u e a l a f u n c ió n areaCirculo s e le a s o c ia l a s o b r e c a r g a r e la c io n a d a c o n la lla m a d a a u n a f u n c ió n . L a s v e n ta ja s d e a r e a _ c i r c u l o s o n q u e la s m a c ro s in s e rta n e l c ó d ig o d ir e c ta m e n te e n e l p r o g r a m a ( e v ita n d o a s í la s o b r e c a r g a d e la s f u n c io n e s ) y q u e e l p r o g ra m a s ig u e s ie n d o le g ib le y a q u e a r e a _c i r c u l o s e d e f in e e n f o r m a s e p a r a d a y s e le d a u n n o m b r e s ig n ific a tiv o . U n a d e s v e n ta ja e s q u e s u a r g u m e n to s e e v a lú a d o s v e c e s . A d e m á s , c a d a v e z q u e a p a r e c e u n a m a c ro e n u n p r o g ra m a é s ta s e e x p a n d e . S i la m a c ro e s e x te n s a s e p r o d u c e u n a u m e n to e n e l ta m a ñ o d e l p ro g ra m a . P o r lo ta n to , h a y u n a c o n c e s ió n e n t r e v e lo c id a d d e e je c u c ió n y ta m a ñ o d e l p ro g ra m a (s i e l e s p a c io e n d is c o e s p o c o ). T e n g a e n c u e n ta q u e s e p r e f ie r e el u s o d e la s f u n c io n e s inline ( v e a e l c a p ítu lo 3 ) p a r a o b te n e r e l r e n d im ie n to d e la s m a c r o s y lo s b e n e fic io s d e la s f u n c io n e s , r e la c io n a d o s c o n la in g e n ie r ía d e s o ftw a re .

Tip de rendimiento 19.1 Las macros pueden utilizarse algunas veces para sustituir la llamada a una función con código inlin m antes del tiempo de ejecución. Esto elimina la sobrecarga implicada en la llamada a una fun ción. Las funciones en línea son preferibles a las macros. ya que ofrecen los servicios de comprobación de tipo de las funciones. L a s ig u ie n te e s u n a d e f in ic ió n d e m a c ro c o n d o s a r g u m e n to s p a r a e l á re a d e u n r e c tá n g u lo :

«defina AREA RECTANGULO( x, y )

( < x ) * ( y ) )

S ie m p r e q u e a p a r e z c a AREA_RECTANQULO ( x, y ) e n e l p r o g ra m a , lo s v a lo re s d e x e y s e s u s titu ir á n e n e l te x to d e s u s titu c ió n d e la m a c ro y é s ta s e e x p a n d ir á e n lu g a r d e l n o m b r e d e la m is m a . P o r e je m p lo , la in s tru c c ió n :

areaRect

-

A RE A _RECTA N G U LO (

a

4, b

♦

7

) ;

se expande com o:

areaRect - < ( a + 4 ) * ( b

+

7 ) ) ;

E l v a lo r d e la e x p r e s ió n s e e v a lú a y se a s ig n a a la v a r ia b le areaRect. E l te x to d e s u s titu c ió n p a r a u n a m a c r o o c o n s ta n te s im b ó lic a e s g e n e r a lm e n te c u a lq u ie r te x to e n la lín e a d e s p u é s d e l id e n tif íc a d o r e n la d ire c tiv a idefine. S i e l te x to d e s u s titu c ió n p a r a u n a m a c ro o c o n s ta n te s im b ó lic a

es m a y o r

q u e e l r e s to d e la lín e a , d e b e c o lo c a r s e u n a b a r r a d ia g o n a l in v e r

s a ( \ ) a l fin a l d e c a d a lín e a d e la m a c ro ( e x c e p to la ú ltim a ) p a ra in d ic a r q u e e l te x to d e s u s titu c ió n c o n tin ú a e n la s ig u ie n te lín e a . L a s c o n s ta n te s s im b ó lic a s y la s m a c ro s p u e d e n d e s c a rta rs e u tiliz a n d o la

preprocesador.

directiva thwdef del alcance

E sta d ir e c tiv a “ in d e f in e " e l n o m b re d e u n a c o n s ta n te s im b ó lic a o m a c r o . E l

d e u n a c o n s ta n te s im b ó lic a o m a c ro c o m ie n z a d e s d e s u d e f in ic ió n h a s ta q u e s e in d c fin c c o n #un-

def o s e lle g a a l fin d e l a rc h iv o . U n a v e z in d e fin id o , u n n o m b r e p u e d e r e d e fin irs e c o n «define. O b s e r v e q u e la s e x p r e s io n e s c o n e f e c to s s e c u n d a r io s (e s d e c ir, c u a n d o s e m o d ific a n v a lo re s d e v a r ia b le s ) n o d e b e n p a s a rs e a u n a m a c r o , y a q u e su s a r g u m e n to s p u e d e n lle g a r a e v a lu a r s e m á s d e u n a vez.

1 9 .5 C o m p i l a c i ó n c o n d i c i o n a l La

compilación condicional p e r m ite

a l p r o g ra m a d o r c o n tr o la r la e je c u c ió n d e la s d ir e c tiv a s d e p r e

p r o c e s a d o r y la c o m p ila c ió n d e l c ó d ig o d e l p r o g ra m a . C a d a u n a d e la s d ir e c tiv a s c o n d ic io n a le s d e l p r e p r o c c s a d o r e v a lú a u n a e x p r e s ió n e n te r a c o n s ta n te q u e d e te r m in a si e l c ó d i g o s e c o m p ila o n o . L a s e x p r e s io n e s d e c o n v e r s ió n , la s e x p r e s io n e s si zeof y la s c o n s ta n te s d e e n u m e r a c ió n n o p u e d e n e v a lu a rs e e n d ir e c tiv a s d e p r e p ro c c s a d o r. L a c o n s tru c c ió n c o n d ic io n a l d e l p r e p r o c e s a d o r e s m u y p a r e c id a a la e s tr u c tu r a d e s e le c c ió n if. C o n s id e r e e l s ig u ie n te c ó d i g o d e l p re p ro c c s a d o r:


1058

El preprocesador

Capítulo 19

• i f n d e f NUiiL • d e f i n e NULL 0 •e n d if

Estas directivas determinan si la constante simbólica NULL ya se encuentra definida. La expresión d e f i n a d ( n u l l ) se evalúa com o 1 si NULL está definida, y como 0 en caso contrario. Si el re sultado es 0, ! d e f i n e d ( NULL ) se evalúa com o 1 y se define NULL. En caso contrario, la direc tiva # d e f i n e se omite. Cada construcción # i f termina con # e n d i í . Las directivas 0 1 f d e f y 0 i f n d e f son abreviaturas de # i f d e f i n e d ( nombre ) y # i f I d e f i n e d ( nombre ). Puede eva luarse una construcción condicional del preprocesador que conste de varias partes mediante el uso de las directivas i e l i f (el equivalente de e l s e i f en una estructura i f ) y « e l s e (el equivalen te de e l s e en la estructura i f ). Durante el desarrollo de un programa, los programadores descubren que es útil “convertir en co mentarios” ciertas partes extensas de código para evitar que éste se compile. Si el código contiene comentarios estilo C, no pueden utilizarse los símbolos / * y * / para llevar a cabo esta tarea, ya que el primer * / que se encontrara terminaría el comentario. En vez de ello, el programador puede uti lizar la siguiente construcción del preproccsador: # if

0

código que no va a compilarse •e n d if

Para permitir que se compile el código, sólo se debe sustituir el valor 0 en la construcción anterior con el valor 1. La compilación condicional se utiliza comúnmente como ayuda para la depuración. Las instruc ciones de salida se utilizan por lo general para imprimir los valores de las variables y confirmar el flujo del control. Estas instrucciones de salida pueden encerrarse en directivas condicionales del pre proccsador, de manera que las instrucciones se compilen sólo hasta que se complete el proceso de depuración. Por ejemplo: • i f d « f DEBUG c e r r << " L a •e n d if

v a ria b le

x

»

w < < x < <

e n d l;

ocasiona que la instrucción cerr se compile en el programa si la constante DEBUG está definida ( # d e f i n e DEBUG) antes de la directiva # i f d e f DEBUG. Al completarse el proceso de depuración, la directiva « d e f i n e se elimina del archivo de código fuente y las instrucciones de salida inserta das para fines de depuración se ignoran durante la compilación. En programas más extensos, podría ser conveniente definir varias constantes simbólicas distintas que controlen la compilación condicio nal en secciones separadas del archivo de código fuente.

Error común de programación 19.4 >*£? Insertar instrucciones de salida compiladas en forma condicional para fines de depuración en ubicaiSsj—l dones en las que C++ espera una sola instrucción puede ocasionar errores sintácticos y lógicos. En este caso, la instrucción compilada en forma condicional debe encerrarse en una instrucción compues ta De esta forma, cuando el programa se compile con instrucciones de depuración, no se alterará el flujo de control del mismo.

19.6 L a s d i r e c t i v a s # e r r o r y # p ra g m a d e l p r e p r o c e s a d o r La directiva 0 e r r o r • e r r o r tokens


Capitulo 19

B preprocosador

im p r im e u n m e n s a je d e p e n d ie n te d e la im p le m e n ta c ió n , in c lu y e n d o lo s

lokens e s p e c if ic a d o s

1059

e n la

d ire c tiv a . L o s to k e n s s o n s e c u e n c ia s d e c a r a c te r e s s e p a r a d o s m e d ia n te e s p a c io s . P o r e je m p lo :

•error 1 - Error fuera de rango c o n tie n e s e is to k e n s . E n u n c o m p ila d o r C + + , c u a n d o s e p r o c e s a u n a d ir e c tiv a

te rro r,

lo s to k e n s

e n e s ta d ir e c tiv a s e m u e s tr a n c o m o u n m e n s a je d e e rro r, e l p r e p r o c e s a m ie n to s e d e tie n e y e l p r o g r a m a n o s e c o m p ila . La

directiva tp ra g m a •pragma

to k e n s

p r o v o c a u n a a c c ió n d e f in id a p o r la im p le m e n ta c ió n . U n p r a g m a n o r e c o n o c id o p o r l a im p le m e n ta c ió n s e ig n o ra . P o r e je m p lo , u n c o m p ila d o r e s p e c ífic o d e C + + p o d r ía r e c o n o c e r p r a g m a s q u e p e r m ita n al p r o g r a m a d o r a p r o v e c h a r la s c a p a c id a d e s e s p e c ífic a s d e e s e c o m p ila d o r. P a ra o b te n e r m á s in f o rm a c ió n s o b r e

te rro r

tpragm a. c o n s u lte

y

la d o c u m e n ta c ió n d e la im p le m e n ta c ió n d e C + +

q u e u s te d u tilic e .

19.7 Los operadores # y ## Ix>s o p e r a d o r e s t y t t d e l p r e p r o c e s a d o r e s tá n d is p o n ib le s e n C + + y e n A N S I C . E l o p e r a d o r t o c a s io n a q u e u n to k e n d e te x to d e s u s titu c ió n se c o n v ie r ta e n u n a c a d e n a e n c e r r a d a e n tre c o m illa s . C o n s id e r e la s ig u ie n te d e f in ic ió n d e u n a m a c ro : •d e fin a

HOUV(

x

)

cout

<<

"H o la ,

"

#x

<<

e n d l;

C u a n d o a p a r e z c a HOLA ( John ) e n u n a r c h iv o d e p r o g ra m a , s e e x p a n d ir á c o m o :

cout << "Hola, La cadena

"Jo h n "

"

s u s titu y e a

'"John" << endl;

#x e n

e l te x to d e s u s titu c ió n . L a s c a d e n a s s e p a r a d a s p o r e s p a c io s en

b la n c o se c o n c a te n a n d u r a n te e l p re p ro c e s a m ie n to , p o r lo q u e la a n te rio r in s tru c c ió n e s e q u iv a le n te a:

cout << "Hola, John" << endl; O b s e r v e q u e e l o p e r a d o r # d e b e u tiliz a rs e e n u n a m a c r o c o n a r g u m e n to s , y a q u e el o p e r a n d o d e # h a c e r e f e r e n c ia a u n a r g u m e n to d e la m a c ro . E l o p e r a d o r # # c o n c a te n a d o s to k e n s . C o n s id e r e la s ig u ie n te d e fin ic ió n d e u n a m a c ro : •d a fin a

CONCATOKEN (

x,

y

)

x

••

y

C u a n d o CONCATOKEN a p a r e c e e n e l p r o g ra m a , s u s a r g u m e n to s s e c o n c a te n a n y se u tiliz a n p a r a s u s titu ir la m a c ro . P o r e je m p lo , CONCATOKEN ( O, K ) s e s u s titu y e p o r OK e n e l p ro g ra m a . E l o p e r a d o r # # d e b e te n e r d o s o p e ra n d o s .

19.8 Números de línea La

directiva t l i n e del preprocesador o c a s io n a

q u e la s lín e a s d e c ó d ig o f u e n te s u b s e c u e n te s se

v u e lv a n a e n u m e r a r , e m p e z a n d o c o n e l v a lo r e n t e r o c o n s ta n te e s p e c ific a d o . L a d ire c tiv a :

•line 100 e m p ie z a la n u m e ra c ió n d e lín e a s d e s d e 1 0 0 , c o m e n z a n d o c o n la s ig u ie n te lín e a d e c ó d i g o fu e n te . P u e d e in c lu ir s e e l n o m b r e d e u n a rc h iv o e n la d ir e c tiv a iline. L a d ir e c tiv a :

•lina 100 "archivol.cpp" in d ic a q u e la s lín e a s s e e n u m e r a n d e s d e 1 0 0 , e m p e z a n d o c o n la s ig u ie n te lín e a d e c ó d ig o f u e n te y q u e e l n o m b r e d e l a r c h iv o , p a r a lo s f in e s d e c u a lq u ie r m e n s a je d e l c o m p ila d o r, e s


" a r c h iv o l .c p p " .

1060

El preprocesador

Capítulo 19

L a d ir e c tiv a p o d r ía u tiliz a rs e p a ra a y u d a r a q u e lo s m e n s a je s p r o d u c id o s p o r lo s e r r o re s d e s in ta x is y la s a d v e r te n c ia s d e l c o m p ila d o r s e a n m á s s ig n ific a tiv o s . L o s n ú m e ro s d e lín e a n o a p a r e c e n e n el c ó d ig o fu e n te .

19.9 Constantes simbólicas predefinidas H a y s e is

constantes simbólicas predefinidas (fig u ra 1 9 .1 ). L o s id e n tific a d o re s p a ra c a d a c o n s ta n te s im dos g u io n e s b a jo s. E s to s id e n tific a d o re s y e l o p e ra d o r d e -

b ó lic a p re d e fin id a e m p ie z a n y te rm in a n c o n

f ined d el p r e p ro c e s a d o r (s e c c ió n 19.5) n o p u e d e n u tiliz a rs e e n d ire c tiv a s idefine o iundef.

19.10 Afirmaciones L a macro

a ssert

(d e f in id a e n el a r c h iv o d e e n c a b e z a d o ) e v a lú a e l v a lo r d e u n a

e x p re s ió n . Si e l v a lo r d e e s ta e x p r e s ió n e s 0 ( f a ls o ) e n to n c e s assert im p r im e u n m e n s a je d e e r r o r y lla m a a la fu n c ió n abort (d e la b ib lio te c a d e u tile r ía s g e n e r a le s ) p a ra te r m in a r la e je c u c ió n d e l p r o g ra m a . É s ta e s u n a h e r r a m ie n ta ú til d e d e p u r a c ió n p a r a c o m p r o b a r s i u n a v a ria b le tie n e u n v a lo r c o r r e c to . P o r e je m p lo , s u p o n g a q u e la v a r ia b le x n u n c a d e b e s e r m a y o r d e 10 e n un p ro g ra m a . P o d ría u tiliz a rs e u n a a f ir m a c ió n p a r a e v a lu a r e l v a lo r d e x c im p r im ir u n m e n s a je d e e r r o r s i s u v a l o r e s in c o rr e c to . L a in s tru c c ió n se ría ;

asaart(

x <- 10 );

S i x e s m a y o r q u e 10 c u a n d o s e e n c u e n t r e la a n te r io r in s tru c c ió n e n u n p r o g r a m a , s e im p r im irá un m e n s a je d e e r r o r q u e c o n te n g a e l n ú m e r o d e lín e a y e l n o m b r e d e l a r c h iv o , y lu e g o e l p r o g ra m a te r m in a rá . D e e s ta fo rm a , e l p r o g r a m a d o r p u e d e c o n c e n tr a r s e e n e s ta á r e a d e c ó d i g o p a r a e n c o n tr a r e l e rro r. S i e s tá d e fin id a la c o n s ta n te s im b ó lic a NDEBUG, se ig n o ra rá n la s a f ir m a c io n e s s u b s e c u e n te s . A sí. c u a n d o y a n o s e n e c e s ite n la s a firm a c io n e s (e s d e c ir, c u a n d o la d e p u ra c ió n e s té c o m p le ta ) , la lín e a : • d e f in a

NDEBUG

p u e d e in s e rta r s e e n e l a rc h iv o d e p r o g ra m a , e n v e z d e te n e r q u e e lim in a r c a d a a f ir m a c ió n e n f o rm a m a n u a l. L a m a y o ría d e lo s c o m p ila d o r e s d e C + + a h o r a in c lu y e n e l m a n e jo d e e x c e p c io n e s . L o s p r o g ra m a d o re s d e C + + p r e f ie r e n u tiliz a r e x c e p c io n e s e n v e z d e a firm a c io n e s . P e r o la s a f ir m a c io n e s a ú n so n v a lio s a s p a r a lo s p r o g ra m a d o r e s d e C + + q u e tie n e n q u e t r a b a ja r c o n c ó d i g o h e r e d a d o d e C .

Constante simbólica

Descripción

_LINE__

El número de la línea actual de código fuente (una constante entera).

_PILE_ _DATE_

El presunto nombre del archivo de código fuente (una cadena).

_STDC__

Indica si el programa se conforma al estándar ANSI C. Contiene el valor 1 si se conforma completamente y un valor indefinido en cualquier otro caso.

_TIME_

La hora en que se compiló el archivo de código fuente (una cadena literal de la forma "hh:mm: «o" ).

_TIMESTAMP_

La fecha y hora de la última modificación al archivo de código fuente (una cadena de la forma "Ddd Mmm Pecha hh:mm:sa asas" tal como *Mon

La fecha en que se compiló el archivo de código fuente (una cadena de la forma «Mmm dd a««a" tal como *Aug 1 9 2 0 0 2 " ).

Aug 19 12*01:55 2002"). Figura 19.1

Las constantes simbólicas predefinidas.


B preprocesador

Capitulo 19

1061

RESUMEN • Todas las directivas de preprocesador empiezan con • y se procesan antes de que el programa se compile. • En una línea, sólo pueden aparecer caracteres de espacio en blanco antes de una directiva del preprocesador. • La directiva f i n c l u d a incluye una copia del archivo especificado. Si el nombre del archivo va encerrado entre comillas, el preprocesador empieza a buscarlo en el mismo directorio que el del archivo que se va a compilar y en el que se va a incluir el archivo buscado. Si el nombre del archivo va encerrado entre parénte sis angulares (< y >), la búsqueda se realiza de una manera definida por la implementación. • La directiva f d a £ i n a del preprocesador se utiliza para crear constantes simbólicas y macros. • Una constante simbólica es un nombre para una constante. • Una macro es una operación definida en una directiva • d « £ i n « del preprocesador. Las macros pueden de finirse con o sin argumentos. • El texto de sustitución para una macro o constante simbólica es cualquier texto restante en la línea después del idcntificador en la directiva f d a £ i n a . Si el texto de sustitución para una macro o constante simbólica es demasiado largo como para caber en una sola línea, se coloca una barra diagonal inversa ( \ ) al final de la línea para indicar que el texto de sustitución continúa en la siguiente línea. • Las constantes simbólicas y las macros pueden descartarse mediante el uso de la directiva f u n d a £ del pre procesador. La directiva f u n d a £ '‘indefine’’ el nombre de la constate simbólica o macro. • El alcance de una constante simbólica o macro empieza desde su definición hasta que se indefine con f u n d e f o se llega al fin del archivo. • La compilación condicional permite al programador controlar la ejecución de las directivas de prcproccsador y la compilación de código del programa. • Las directivas condicionales del preprocesador evalúan expresiones enteras constantes. la s expresiones de conversión, las expresiones > i z « o £ y las constantes de enumeración no pueden evaluarse en directivas de preproccsador. • Cada construcción f i £ termina con f e n d i£ . • la s directivas f i £ d « £ y t i £ n d e £ se proporcionan como abreviaturas para f i £ d e £ i n e d ( nombre ) y f i £ I d e f i n e d ( nombre ). • Una construcción condicional del preprocesador que conste de varias partes se evalúa oon las directivas f e li£ y fe ls e • 1.a directiva f e r r o r imprime un mensaje dependiente de la implementación, que incluye a los tokens espe cificados en la directiva termina el preprocesamiento y la compilación. • La directiva fp r a g m a provoca una acción definida por la implementación. Si el pragma no es reconocido por la implementación, se ignora • El operador f hace que un token del texto de sustitución se convierta en una cadena encerrada entre comiflas. El operador f debe utilizarse en una macro con argumentos, ya que el operando de f debe ser un argu mento de la macro. • El operador f f concatena dos tokens. Este operador debe tener dos operandos. • La directiva f l i n a del preprooesador ocasiona que se vuelvan a enumerar las líneas subsecuentes de códi go fuente, empezando con el valor entero constante especificado. • Hay seis constantes simbólicas predefinidas. La constante LINE_ representa el número de línea actual del código fuente (un entero). La constante _F IL E _ es el presunto nombre del archivo (una cadena). La constante _DATE_ es la fecha en que se compiló el archivo de código fuente (una cadena). La constante _TIME es la hora en que se compiló el archivo de código fuente (una cadena). Observe que cada una de las constantes simbólicas predefinidas empieza y termina con guiones bajos. • La macro a a a a r t (definida en el archivo de encabezado < c a a a a r t > ) evalúa el valor de una expresión. Si este valor es 0 (falso), entonces a a a e r t imprime un mensaje de error y llama a la función a b o r t para ter minar la ejecución del programa.


1062

El preprocesador

Capítulo 19

TE R M IN O LO G ÍA •define •elif •elee tendif •error •if •ifdef •ifndef •inelude •nombreerchivo* • inelude •line •pragma •undef _DXTE_ _PILE_ _LINE_ _TIM E_

abort

alcance de una constante simbólica o macro archivo de encabezado archivos de encabezado de la biblioteca estándar argumento

asaert carácter de continuación guión bajo ( \ ) compilación condicional constante simbólica constantes simbólicas predefinidas depurador directiva del preprocesador para convertir en cadena directiva del preprocesamiento drectivas ejecución condicional del preprocesador expandir una macro macro macro con argumentos operador • operador • • de concatenación del preprocesador prcprocesador texto de sustitución


Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) Toda directiva del preprocesador debe empezar c o n ___________. b) 1.a construcción de compilación condicional puede extenderse para evaluar varios casos mediante el uso de las directivas___________y ___________ . c) La di rea i v a ___________crea macros y constantes simbólicas. d) Sólo pueden aparecer caracteres___________antes de una direaiva del prcprocesador en una línea. e) I-a d ireaiva ___________descarta los nombres de las constantes simbólicas y las macros. 0 Las di rea iv a s ___________ y ___________ se proporcionan como abreviaturas para * i f d a f i n a d ( nombre ) y í i f I d e f i n e d ( nombre ). g) L a ___________permite al programador controlar la ejecución de las directivas de preprocesador y la compilación del código del programa. h) La m acro___________imprime un mensaje y termina la ejecución del programa si el valor de la expresión de la macro que evalúa es 0. i) La d ireaiva ___________ inserta un archivo en otro. j) El operador___________ concatena sus dos argumentos. k) El operador___________ convierte su operando en una cadena. l) El carácter__________ indica que el texto de sustitución para una constante simbólica o macro continúa en la siguiente línea. m) La d ireaiva ___________ ocasiona que las líneas del código fuente se enumeren a partir del valor indicado, empezando con la siguiente línea de código fuente.

19.2

Escriba un programa para imprimir los valores de las constantes simbólicas predefinidas__ LINE__ . __ PILE__.__DATE__.__TIME __ y _ TIMESTAMP _ que se muestran en la figura 19.1.

1 9 .3

Escriba una direaiva del preprocesador para lograr cada uno de los siguientes objetivos: a) Definir la constante simbólica SI que tenga el valor 1. b) Definir la constante simbólica NO que tenga el valor 0 .


B preprocesador

Capitulo 19

1063

Incluir el archivo de encabezado común . h. Este archivo se encuentra en el mismo directorio que d archivo que se va a compilar. d) Volver a enumerar las líneas restantes en el archivo, empezando con el número de línea 3000. e) Si la constante simbólica TRüE está definida, indefinirla y volverla a definir como 1. No utilizar c)

•ifdef. f)

Si la constante simbólica t r o s está definida, indefinirla y volverla a definir como 1. Utilizar la di rectiva fifdef del preprocesador. g) Si la constante simbólica a c t i v o no es igual a 0, definir la constante simbólica INACTIVO oomo 0. En caso contrario, definir a INACTIVO como 1. h) Definir la macro v o l u m e n _c u b o para calcular el volumen de un cubo (debe tomar un argu mento).


a) f. b) feli£, falsa, c) fdafina. d) de espacio en blanco, e) fundaf. 0 fifdef, fifnda£. g) compilación condicional, h) a s s e r t . i) fincluda. j) # # . k) f. 1) \ . m) flina.

19.2

(Vea a continuación.)

3

// exl9_02.cpp // Solución al ajarcíelo 19.2 da autoavaluación, •ineluda

4 5 6

using std::cout; using stdx:andl;

1 2

7 8

9

int main() {

10 11 12

13 14 15 16 18 18

cout

<< << << << <<

L I N E __ - " _ F I L E __ - m DA TE__ - " * T I M E __ - " T IM E S T A M P _

<< << << << ■

_LINE__« andl _FILE__<< andl _DATE__ << andl _TIME__ << andl; * << _ TIMESTAMP_<< andl;

raturn 0; )

// fin da xaain

_LINE_ - 9 _FILE_ - Cs\traduccionas\paarsoned\C++HowToProgram\ajemplos\capl9\ejl9_02.CPP _DATE_ - Nov 23 2002 _TIME_ - 17:28:51 _TIMESTAMP_Sat Nov 23 17:28:48 2002

19.3

fdafina YES 1 b) fdafina NO 0 c) fincluda "común.h* d) flina 3000 e) fif definad( TRüE ) fundaf TRüE •defina TRüE 1 •andif a)


1064

El preprocesador

Capítulo 19

0

«ifdef TRUE tunde £ TRUE •define TRUE 1 •endif g) ti£ ACTIVO •define INACTIVO 0 •else •define INACTIVO 1 •endif h) «define VOLÜMEN_CUBO< x )

( ( x ) * ( x ) * < x ) )

E JE R C IC IO S 1 9 .4

Escriba un programa que defina una macro con un argumento para calcular el volumen de una esfera. El programa debe calcular el volumen para esferas que tengan radios de 1 a 10 e imprimir los resulta dos en formato tabular. 1.a fórmula para calcular el volumen de una esfera es: ( 4 .0

1 9 .5

/

3 ) * K * r»

en donde Jt es 3 .1 4 1 5 9 . Escriba un programa que produzca la siguiente salida:

La suma da x • y as 13 El programa debe definir la macro s u m a con dos argumentos, xcy.y debe utilizar a s u m a para mos trar el resultado.

19.6

Escriba un programa que utilice la macro MINIM02 para determinar el menor de dos valores numéri cos. Introduzca los valores desde el teclado.

19.7

Escriba un programa que utilice la macro MINIM03 para determinar el menor de tres valores numéri cos. La macro MINIMO3 debe utilizar a la macro MINIMO2 definida en el ejercicio 19.6 para determinar el menor número. Introduzca los valores desde el teclado.

19.8

Escriba un programa que utilice la macro IMPRIMIR para imprimir el valor de una cadena.

19.9

Escriba un programa que utilice la macro IMPRIMIRARREGLO para imprimir un arreglo de enteros. La macro debe recibir el arreglo y el número de elementos en el mismo como argumentos.

19.10 Escriba un programa que utilice la macro

s u m a r a r r e g l o para sumar los valores en un arreglo nu mérico. La macro debe recibir el arreglo y el número de elementos en el mismo como argumentos.

19.11 Modifique las soluciones de los ejercicios 19.4 a 19.10 para utilizar funciones inline. 19.12 Para cada una de las siguientes macros, identifique los posibles problemas (en caso de haber) que pue den surgir cuando el preprocesador expanda las macros: a) «defina SQR( x ) x * x b) «define SQR( x ) ( x * x ) c) «define SQR< x ) ( x ) * ( x ) d) «define SQR( x ) ( ( x ) * ( x ) )


20 Temas relacionados con el código heredado de C Objetivos • R edirigir la entrada del teclado para que provenga de un archivo y redirigir la salida en pantalla hacia un archivo. • Escribir fu n cion es que utilicen listas co n argum entos de longitud variable. • Procesar argum entos de la línea de com andos. • Procesar even tos inesperados dentro de un programa. • A signar m em oria en forma dinám ica para lo s arreglos, utilizando la asign ación dinám ica de m em oria al estilo C. • M odificar el tam año de la m em oria asignada en forma dinám ica, utilizando la asign ación dinám ica de m em oria al estilo C.

U tilizarem os una señal q u e he p robado y encontrado q u e tiene largo a lcance y es fá c il d e gritar. ¡ Wa-hoo! Zane G rey

E s ciertam ente un problem a de tres vías. Sir Arthur Conan D oyle

M as aú n una unión en la partición. W illiam Shakespeare


1066

Tomas relacionados con el código heredado de C

Capítulo 20

Plan general 20.1

Introducción

20.2 20.3

Redirección de la entrada/salida en sistemas UNIX y DOS Listas de argumentos con longitudes variables

20.4 20.5 20.6 20.7

Uso de los argumentos de la línea de comandos Notas sobre la compilación de programas con varios archivos de código fuente Terminación de un programa con e x i t y a t e x i t Calificador de tipo v o l a t i l e

20.8

Sufijos para constantes enteras y de punto flotante

20.9 20.10 20.11

Manejo de señales Asignación dinámica de memoria con c a l l o c y r e a l l o c La ramificación incondicional: g o t o

20.12 20.13

Uniones Especificaciones de enlazado

Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaíuación • Respuestas a los ejercicios de autoevaíuación • Ejercicios

20.1 Introducción En este capítulo presentam os varios tem as que no s e cubren norm alm ente en cursos de introducción. M uchas d e las capacidades aquí descritas son esp ecífica s para ciertos sistem as operativos, esp e cia l m ente U N IX y /o D O S. La m ayor p an e d el material e s para b en eficio d e lo s program adores de C ++ que necesitan trabajar con cód ig o antiguo heredado d e C.

20.2 Redirección de la entrada/salida en sistemas UNIX y DOS Por lo general, la entrada en un programa proviene del teclado (entrada estándar) y la salida d e un pro grama se muestra en la pantalla (salida estándar). En la mayoría d e lo s sistem as com putacionalcs (en especial lo s sistem as U N IX y D O S ) e s p osible redirigir la entrada para que provenga desde un archi vo, y redirigir la salida para que se coloqu e en un archivo. A m bas form as d e redirección pueden lograr se sin necesidad de utilizar las capacidades de procesam iento de archivos de la biblioteca estándar. Existen diversas m aneras d e redirigir la entrada y la salida d esd e la línea d e com an dos de U N IX . C onsidere el archivo ejecutable suma que recibe co m o entrada un valor entero a la v ez, m antiene un total actualizado de lo s valores hasta q u e se estab lece el indicador de fin d e archivo y luego im prim e el resultado. Por lo general el usuario introduce enteros d esd e el teclado y escribe la com b inación de teclas d e fin de archivo para indicar q u e y a no se introducirán m ás valores. C on la rcdirccción de la entrada, ésta puede guardarse en un archivo. Por ejem p lo, s i los datos se guardan en el archivo en trada, la línea d e com andos:

$ suma < entrada o casion a que se ejecute el programa suma: e l sím bolo de redirección de la entrada (<) indica que el programa utilizará co m o entrada los datos en el archivo entrada (en v e z d el teclado). La redirccción d e la entrada en un sistem a D O S se realiza en forma idéntica.



Capitulo 20

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O bserve q u e $ es el indicador de la línea de com an dos d e U N IX . (A lg u n o s sistem as U N IX uti lizan e l indicador %.) La redirccción e s una función del sistem a operativo, no otra característica de C ++. El segun do m étodo para redirigir la entrada es la canalización . Una canalización ( | ) hace que la salida de un programa s e redirija hacia la entrada d e otro programa. Suponga que el programa a l e a t o r i o produce una serie de enteros aleatorios; la salida de a l e a t o r i o puede “canalizarse" directam ente al programa su m a m ediante la lín ea de com andos de UNIX;

$ aleatorio | exuna E sto hace que se calcu le la sum a d e lo s enteros producidos por a l e a t o r i o . La can alización pue de llevarse a cab o en U N IX y en DOS. 1.a salida de un programa puede rcdirigirsc hacia un archivo m ediante el uso del símbolo de redirec ción d e la salida (> ). (El m ism o sím b o lo s e utiliza para U N IX y D O S .) Por ejem p lo, para redirigir la salida d el programa a l e a t o r i o hacia un nuevo archivo llam ado s a l i d a , utilice:

$ aleatorio > salida Por últim o, la salida de un programa puede anexarse al final de un archivo existen te utilizando el sím b o lo para anexar salida (> > ). (E l m ism o sím b o lo se utiliza para U N IX y D O S .) Por ejem p lo , pa ra anexar la salida del programa a l e a t o r i o al archivo s a l i d a creado en la lín ea de com andos anterior, u tilice la lín ea d e com andos:

$ aleatorio >> salida

20.3 Listas d© argumentos co n longitudes variables1 E s p osible crear fu n cion es que reciban un núm ero no esp ecificad o de argum entos. La elip sis ( . . . ) en el prototipo de una función indica q u e ésta recibe un núm ero variable de argum entos d e cualquier tipo. O bserve que la elip sis debe colocarse siem pre al final de la lista de parám etros y que debe haber por lo m en os un argum ento antes d e ésta. Las m acros y las d efin icio n es d el encabezado con argu m entos variables < c a t d a r g > (figura 2 0 .1 ) proporcionan las herram ientas necesarias para crear fun cion es q u e tengan listas con argum entos de longitud variable.

ktenlfcodor

Descripción

va_li*t

Un tipo apropiado para almacenar la información necesaria para las macros va_atart, va_arg y va_end. Para tener acceso a los argumentos en una lista con argumentos de longitud variable, debe declararse un objeto de tipo va_liat.

va_»tart

Una macro que se invoca antes de que puedan utilizarse los argumentos de una lista con argumentos de longitud variable. 1.a macro iniciaiiza el objeto declarado con va_li»t para que pueda ser utilizado por las macros va_arg y va_end.

Fig u ra 20.1

El tipo y las m a cro s definidas e n e l e n c a b e z a d o < c s t d & r g > (P arte 1 d e 2.)

1. En C++ los programadores utilizan la sobrecarga de funciones para lograr la mayor parte de lo que logran los pro gramadores de C con las listas de argumentos con longitud variable.


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Capítulo 20

Idenflflcador

Descripción

va_arj

Una macro que se expande como una expresión del valor y el tipo del siguiente argumento en la lista de argumentos de longitud variable. Cada invocación de va_axg modifica el objeto declarado con va_llst, de manera que éste apunte al siguiente argumento en la lista.

va_end

Una macro que lleva a cabo el mantenimiento relacionado con la terminación en una función a la que la macro va_atart haya hecho referencia a su lista de argumentos con longitud variable.

Figura 20.1

El tipo y las macros definidas en el e n ca b e za d o

.(Parte 2 d e 2.)

promedio q u e r e c ib e u n n ú m e ro v a r ia b le d e a r promedio e s s ie m p r e e l n ú m e ro d e v a lo re s a p r o m e d ia r y el r e s to d e lo s a r g u m e n to s d e b e n s e r d e tip o double. L a f u n c ió n promedio u tiliz a to d a s la s d e f in ic io n e s y m a c ro s d e l e n c a b e z a d o . E l o b je to lista, d e tip o va_lista, e s u tiliz a d o p o r la s m a c r o s va_start, va_arg y va_end p a r a p r o c e s a r la lis ta d e a r g u m e n to s c o n lo n g itu d v a ria b le d e la f u n c ió n promedio. L a f u n c ió n in v o c a a va_start p a r a ¡ n ic ia liz a r e l o b je to lista y p o d e r u tiliz a rlo e n va_arg y va_end. L a m a c r o r e c ib e d o s a r g u m e n to s : e l o b je to lista y e l id e n tif ic a d o r d e l a r g u m e n to q u e s e e n c u e n tra m á s a l a d e r e c h a e n l a lis ta d e a r g u m e n to s a n te s d e la e lip s is ; conteo e n e s te c a s o (va_start u ti liz a a conteo a q u í p a r a d e te r m in a r e n d ó n d e e m p ie z a la lis ta d e a r g u m e n to s c o n lo n g itu d v a ria b le ). L a f ig u r a 2 0 .2 d e m u e s tr a e l u s o d e la fu n c ió n

g u m e n to s . E l p r im e r a r g u m e n to d e

1 2

3 4 5 6

7

// Fig. 20.2: £ig20_02.cpp // üao de lletas de argumentos con longitud variable finelude using std::cout; using std::endl; using std::ios;

8

9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26

•inelude using using using using

std::setw; std:xsetprecision; std::setiosflags; std::fixed;

finelude double promedio( int, ... ); int main() {

double double double double

Rgura 20.2

doublel double2 double3 double4

37.5; 22.5; 1.7; 10.2;

Uso d e listas d e argumentos con longitud variable. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 20

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61

cout << fixed << setprecision( 1 ) << "doubiel - " « doublel << w\ndoubl«2 - " << double2 << *\ndouble3 « double3 << "\ndouble4 ■ * « double4 << endl << setprecision( 3 ) << *\nEl promedio de doublel y double2 es " << promedio( 2, doublel, double2 ) << "\nEl promedio de doublel, double2 y double3 es ” << promedio( 3, doublel, double2, double3 ) << *\nEl promedio de doublel, double2, double3w << * y double4 es " << promedio( 4, doublel, double2, double3, double4 ) << endl;

1069

"

return 0; }

// fin de main

// calcular el promedio double promedio( int conteo, ... ) {

double total - 0; valist lista; // para almacenar la información necesaria para va_start va_atart( lista, conteo ); // procesar la lista de argumentos con longitud variable for { int i ■ 1; i <■ conteo; i++ ) total va_arg( lista, double ); // terminar va_start va end( lista ); return total / conteo; }

// fin de la función promedio

doublel double2 double3 double4

-

37.5 22.5 1.7 10.2

El promedio de doublel y double2 es 30.000 El promedio de doublel, double2 y double3 es 20.567 El promedio de doublel, double2, double3 y double4 es 17.975 R g u ra 20.2

Uso de listas de argumentos con longitud variable. (Parte 2 d e 2.)

lis ta d e a r g u m e n to s c o n lo n g itu d v a ria b le . E l v a lo r q u e v a a a g r e g a r s e

total lo s a r g u m e n to s e n la a total s e r e c u p e r a d e la lis

va_arg. E s ta

m a c r o r e c ib e d o s a r g u m e n to s :

A c o n tin u a c ió n , la fu n c ió n

promedio

a g r e g a r e p e tid a m e n te al

ta d e a r g u m e n to s m e d ia n te u n a in v o c a c ió n a la m a c r o e l o b je to

lista y

el tip o d e l v a lo r e s p e r a d o e n la lis ta d e a r g u m e n to s

v u e lv e el v a lo r d e l a r g u m e n to . L a f u n c ió n

promedio

(double e n e s te c a s o ) , y d e va_end c o n e l o b je to

in v o c a a la m a c ro

lista c o m o u n a r g u m e n to a n te s d e re g re s a r. P o r ú ltim o s e c a lc u la e l p r o m e d io y se d e v u e lv e a main. O b s e r v e q u e s ó lo u tiliz a m o s a r g u m e n to s double p a r a la p o rc ió n d e lo n g itu d v a r ia b le d e la http://alexyniorlls.blogspot.com 1126 of 1380.

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Capítulo 20

lis ta d e a rg u m e n to s . E n re a lid a d p u e d e u tiliz a rs e c u a lq u ie r tip o d e d a to s o u n a m e z c la d e é s to s , s ie m p re y c u a n d o s e e s p e c ifiq u e e l tip o a p r o p ia d o c a d a v e z q u e s e u tilic e

___

va_arg.

Error común d© programación 20.1 Colocar una elipsis en medio de la lista de parámetros de una función es un error de sintaxis. Una elip-

Lí^jLJ sis sólo puede colocarse al final de la lista de parámetros.

20.4 Uso d© los argumentos d© la línea d© com andos main d e s d e char * a rg v [ 1 e n la

E n m u c h o s s is te m a s (e n e s p e c ia l D O S y U N IX ) e s p o s ib le p a s a r a r g u m e n to s a d e c o m a n d o s m e d ia n te la in c lu s ió n d e lo s p a r á m e tr o s

int a r g e

y

la lín e a lis ta d e

p a r á m e tr o s d e main. E l p a r á m e tr o arge r e c ib e e l n ú m e ro d e a r g u m e n to s d e la lín e a d e c o m a n d o s . E l p a r á m e tr o argv e s u n a r r e g lo d e e le m e n to s char * q u e a p u n ta n a c a d e n a s e n la s q u e s e a l m a c e n a n lo s v e r d a d e r o s a r g u m e n to s d e la lín e a d e c o m a n d o s . A lg u n o s d e lo s u s o s c o m u n e s d e lo s a r g u m e n to s d e la lín e a d e c o m a n d o s in c lu y e n la im p r e s ió n d e lo s a r g u m e n to s , e l p a s o d e o p c io n e s a u n p r o g ra m a y e l p a s o d e n o m b r e s d e a r c h iv o s a u n p ro g ra m a . L a f ig u ra 2 0 .3 c o p ia un a rc h iv o e n o tr o , u n c a r á c te r a la v e z . E l a r c h iv o e je c u ta b le p a r a e l p r o

copiarArchivo (e s d e c ir , e l n o m b re típ ic a p a r a e l p r o g ra m a copiarArchivo e n

g r a m a s e lla m a

e je c u ta b le p a ra e l a rc h iv o ). U n a lín e a d e

com andos

u n s is te m a U N IX es:

$ copiarArchivo entrada salida

entrada s e v a a c o p i a r a l a r c h iv o salida. C u a n d o (copiarArchivo c u e n ta c o m o u n o d e lo s a rg u m e n to s ) el

E s ta lín e a d e c o m a n d o s in d ic a q u e e l a r c h iv o d p ro g ra m a s e e je c u te , si

arge no

v a le 3

p r o g ra m a im p r im irá u n m e n s a je d e e r r o r y te r m in a r á ( lín e a s 1 7 -1 8 ). E n c a s o c o n tra rio , e l a r r e g lo

argv c o n tie n e

la s c a d e n a s *

copiarArchivo". "entrada"

y

"salida". E l

p r o g ra m a u tiliz a

a l s e g u n d o y te r c e r a r g u m e n to s e n la lín e a d e c o m a n d o s c o m o n o m b r e s d e a rc h iv o . L o s a r c h iv o s se

archivoEntrada d e la c la s e if stream y e l o b je to arof stream ( lín e a s 21 -3 0 ). S i a m b o s a r c h iv o s s e a b r e n c o n é x ito , se le en c a r a c te r e s d e l a rc h iv o entrada m e d ia n te la fu n c ió n m ie m b r o get y s e e s c rib e n e n e l a rc h iv o sa lida m e d ia n te la fu n c ió n m ie m b r o put h a sta q u e s e e s ta b le z c a e l in d ic a d o r d e fin d e a rc h iv o p a ra el a rc h iv o entrada (lín e a s 4 0 -4 6 ). L u e g o e l p ro g ra m a te rm in a . E l r e s u lta d o e s u n a c o p ia e x a c ta d e l a r c h iv o entrada. O b s e r v e q u e n o to d o s lo s s is te m a s c o m p u t a d o n a l e s o f re c e n s o p o r te p a ra lo s a r g u a b r e n m e d ia n te la c r e a c ió n d e l o b je to

chivoSalida d e

la c l a s e

m e n to s d e la lín e a d e c o m a n d o s ta n fá c ilm e n te c o m o U N IX y D O S . P o r e je m p lo , a l g u n o s s is te m a s M a c in to s h y V M S r e q u ie re n d e c o n f ig u r a c io n e s c s p c d a l c s p a r a p r o c e s a r lo s a r g u m e n to s d e la lín e a d e c o m a n d o s . V e a lo s m a n u a le s d e s u s is te m a p a ra o b te n e r m á s in fo rm a c ió n s o b r e lo s a rg u m e n to s d e la lín e a d e c o m a n d o s .

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 20.3: fig20_03.cpp // Oso de los argumentos de la linsa de comandos tinclude using std::cout; using std:tendí; using std::ios;

8

9

tinclude

10

11 12

using std::ifstream; using std::ofstream;

Rgura 20.3

Uso de los argumentos de la línea de comandos. (Parte 1 de 2.)



Capitulo 20

13 14 15 16 17 18

1071

int m&in( int argc, char *argv[] ) { // verificar el número de argumentos de la linea de comandos i£ ( argc !■ 3 ) cout << "Osos copiarArchivo nombre, archentrada nombre archsalida" << endl;

19 20 21

else { ifstream archivoEntrada( argv[ 1 ], ios:sin );

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

/ / n o se pudo abrir el archivo de entrada if ( IarchivoEntrada ) { cout << argv[ 1 ] << « no se pudo abrir" << endl; retura -1; )

// fin de instrucción if

ofstream archivoSalida( argv[ 2 ], ios::out ); // no se pudo abrir el archivo de salida if ( IarchivoSalida ) { cout << argv[ 2 ] « • no se pudo abrir" << endl; archivoEntrada.cióse() ; retura -2; ) // fin de instrucción if char c - archivoEntrada.get (); // leer el primer carácter while ( archivoEntrada ) ( archivoSalida.put( c ); c - archivoEntrada.get();

)

// mostrar el carácter // leer el siguiente carácter

> // fin de instrucción while // fin de instrucción else

retura 0; }

// fin de main

Figura 2 0 .3

Uso de los argumentos d e la línea d e com andos. (Parte 2 d e 2.)

20.5 Notas sobre la com pilación de programas con varios archivos de código fuente C o m o s e d ijo a n te r io r m e n te , e s n o rm a l c o n s tr u ir p r o g ra m a s q u e c o n s is ta n d e v a r io s a r c h iv o s d e c ó d i g o fu e n te ( v e a e l c a p ítu lo 6 , C l a s e s y a b s tr a c c ió n d e d a to s ). H a y v a r ia s c u e s tio n e s a te n e r e n c u e n ta a l c r e a r p r o g r a m a s e n v a r io s a rc h iv o s . P o r e je m p lo , la d e f in ic ió n d e u n a f u n c ió n d e b e e s ta r c o n te n i d a e n u n a rc h iv o ; n o p u e d e a b a r c a r d o s o m á s a rc h iv o s . E n e l c a p ítu lo 3 p r e s e n ta m o s lo s c o n c e p to s c l a s e d e a lm a c e n a m ie n to y a lc a n c e . A p re n d im o s q u e la s v a r ia b le s q u e s e d e f in e n fu e r a d e c u a lq u ie r d e f in ic ió n d e f u n c ió n s o n d e la c la s e d e a lm a c e n a m ie n to etatic d e m a n e r a p r e d e te r m in a d a , y s e h a c e r e f e r e n c ia a e lla s c o m o v a r ia b le s g lo b a le s . E s ta s v a ria b le s so n a c c e s ib le s p a r a c u a lq u ie r fu n c ió n d e f in id a e n e l m is m o a r c h iv o d e s p u é s d e la d e -


1072


Capítulo 20

c la r a c ió n d e la v a r ia b le . L a s v a r ia b le s g lo b a le s s o n ta m b ié n a c c e s ib le s p a ra la s f u n c io n e s e n o tro s a r c h iv o s ; s in e m b a r g o , d e b e n d e c la r a r s e e n c a d a a r c h iv o e n e l q u e s e v a n a u tiliz a r. P o r e je m p lo , si d e f in im o s la v a r ia b le e n te r a g lo b a l

bandera

e n u n a r c h iv o , y h a c e m o s r e f e r e n c ia a e lla e n o tro

a r c h iv o , é s te d e b e c o n te n e r la d e c la ra c ió n :

extern int bandera; a n te s d e q u e s e u tilic e la v a r ia b le e n e s e a rc h iv o . E n la a n t e r io r d e c la r a c ió n , e l e s p e c if ic a d o r d e c la s e d e a lm a c e n a m ie n to

extern

in d ic a a l c o m p ila d o r q u e la v a r ia b le

bandera e s tá

d e f in id a p o s te

r io rm e n te e n el m is m o a r c h iv o , o e n u n a r c h iv o d is tin to . E l c o m p ila d o r in fo rm a a l e n la z a d o r q u e e n e l a r c h iv o a p a r e c e n r e f e r e n c ia s n o re s u e lta s a la v a r ia b le d e e s tá d e f in id a

bandera, p o r

bandera.

(E l c o m p ila d o r n o s a b e e n d ó n

lo q u e d e j a q u e e l e n l a z a d o r in te n te e n c o n tr a r la .) S i e l c n la z a d o r n o

p u e d e lo c a liz a r u n a d e fin ic ió n d e

bandera s e

r e p o rta u n e rro r. S i s e lo c a liz a u n a d e f in ic ió n g lo b a l

a p r o p ia d a , e l e n la z a d o r r e s u e lv e la s r e f e r e n c ia s a l in d ic a r e n d ó n d e s e e n c u e n tra

bandera.

____ Tíd de rendimiento 20.1 Las variables globales incrementan el rendimiento, ya que pueden utilizarse directamente por cual quier función: se elimina la sobrecarga implicada al pasar datos a las funciones.

Observación de ingeniería de software 20.1 Deben evitarse las \wiables globales, a menos que el rendimiento de la aplicación sea crucial, ya que violrn el principio del menor privilegio y hacen que el software sea difícil de mantener. A s í c o m o p u e d e n u tiliz a rs e d e c la r a c io n e s

extern p a r a

d e c la r a r v a r ia b le s g lo b a le s e n o tr o s a r

c h iv o s d e p r o g ra m a , lo s p r o to tip o s d e f u n c io n e s p u e d e n u tiliz a rs e p a r a d e c la r a r f u n c io n e s e n o tro s a r c h iv o s d e p r o g ra m a . ( E l c s p c c ific a d o r

extern n o

s e r e q u ie re e n u n p r o to tip o d e f u n c ió n .) E s to se

lo g ra m e d ia n te la in c lu s ió n d e l p r o to tip o d e f u n c ió n e n c a d a a r c h iv o e n e l q u e é s ta se v a a in v o c a r y d e s p u é s s e c o m p ila n lo s a r c h iv o s e n c o n ju n to . L o s p r o to tip o s d e f u n c ió n in d ic a n a l c o m p ila d o r q u e la f u n c ió n e s p e c if ic a d a e s tá d e f in id a m á s a d e la n te e n e l m is m o a r c h iv o o e n u n a rc h iv o d is tin to . E l c o m p ila d o r n o in te n ta r e s o lv e r la s r e f e r e n c ia s a d ic h a fu n c ió n ; e s a ta r e a s e d e j a p a ra e l e n la z a d o r. S i é s te n o p u e d e lo c a liz a r u n a d e f in ic ió n d e f u n c ió n s e g e n e r a u n e rro r. C o m o e je m p lo d e l u so d e p r o to tip o s d e f u n c ió n p a r a e x te n d e r e l a lc a n c e d e u n a f u n c ió n , c o n s i

finclude . E s etrcmp y streat. L a s streat p a ra lle v a r a c a b o s u s ta re a s .

d e r e c u a lq u ie r p r o g ra m a q u e c o n te n g a la d ir e c tiv a d e p r e p r o c c s a d o r

ta d ir e c tiv a in c lu y e e n u n a rc h iv o lo s p r o to tip o s d e f u n c io n e s ta le s c o m o d e m á s f u n c io n e s e n e l a r c h iv o p u e d e n u til iz a r a

stremp y

a

E s ta s f u n c io n e s e s tá n d e f in id a s p o r s e p a ra d o p a r a n o s o tr o s . N o n e c e s ita m o s s a b e r e n d ó n d e e s tá n d e fin id a s. S im p le m e n te e s ta m o s r e u tiliz a n d o e l c ó d i g o e n n u e s tro s p ro g ra m a s . E l e n la z a d o r re s u e lv e n u e s tra s r e f e r e n c ia s a e s a s f u n c io n e s . E s te p ro c e s o n o s p e rm ite u tiliz a r la s f u n c io n e s e n la b ib lio te c a e s tá n d a r.

Observación de ingeniería de software 20.2 La creación de programas distribuidos en \w ios archiws de código fuente facilita la reutilización del software y la buena ingeniería de software. Las funciones pueden ser comunes para muchas aplicacio nes. En tales casos, esas funciones deben (dmacenarse en sus propios archivos de código fuente y cada archivo de código fuente debe tener un archivo de encabezado correspondiente que contenga los prototi pos de las funciones. Esto permite que los progranmdores de distintas aplicaciones reutilicen el mismo código mediante Ia inclusión del archiw de encabezado apropiado y la compilación de su (qtlicación con el archiw de código fuente correspondiente.

Tip de potabilidad 20.1 Algunos sistemas no soporum tos nombres de variables globales o los nombres de funciones con más de 6 caracteres. Esto debe tenerse en cuenta al escribir programas que se w yan a portar a varias pla taformas.



Capitulo 20

1073

E s p o s ib le r e s tr in g ir el a lc a n c e d e u n a v a r ia b le g lo b a l o f u n c ió n a l a r c h iv o e n e l q u e e s té d e f in i d a . C u a n d o e l c s p c c if ic a d o r d e c la s e d e a lm a c e n a m ie n to

static

s e a p lic a a u n a v a r ia b le o f u n c ió n

c o n a lc a n c e a n iv e l d e a r c h iv o , e v ita q u e é s ta se u tilic e p o r c u a lq u ie r f u n c ió n q u e n o e s té d e f in id a e n

enlazado intemo.

e l m is m o a rc h iv o . E s to s e c o n o c e c o m o so n n en

const) y la s f u n c io n e s q u e n o v a n enlazado externo; p u e d e n u tiliz a rs e

L a s v a ria b le s g lo b a le s (e x c e p to la s q u e

p r e c e d id a s p o r la p a la b r a

static e n

s u s d e f in ic io n e s t ie

e n o tr o s a r c h iv o s s i é s to s c o n tie n e n d e c la r a c io n e s y /o p r o

to tip o s d e f u n c io n e s a p ro p ia d o s . L a d e c la r a c ió n d e la v a r ia b le g lo b a l:

atatic double pi - 3.14159; c r e a la v a ria b le

pi

d e tip o

double. la

in ic ia liz a c o n

3.14159 c

in d ic a q u e

pi

e s c o n o c id a s ó lo

p o r la s f u n c io n e s e n e l a r c h iv o e n e l q u e e s tá d e fin id a . E l e s p e c ific a d o r

static

se u tiliz a c o m ú n m e n te c o n la s f u n c io n e s d e u tile r ía q u e s o n lla m a d a s

s ó lo p o r la s f u n c io n e s e n u n a r c h iv o e s p e c ífic o . S i u n f u n c ió n n o s e r e q u ie re f u e r a d e u n a rc h iv o e s p e c ífic o , d e b e h a c e r s e v a le r e l p r in c ip io d e l m e n o r p riv ile g io m e d ia n te e l u s o d e f u n c ió n e s tá d e f in id a a n te s d e s e r u tiliz a d a e n u n a r c h iv o , d e b e a p lic a rs e la p a la b r a fin ic ió n d e e s a f u n c ió n . D e n o s e r a s í,

static

static. S i u n a static a la d e

d e b e a p lic a r s e al p r o to tip o d e la fu n c ió n .

A l c r e a r p ro g ra m a s e x te n s o s d is trib u id o s e n v a rio s a rc h iv o s d e c ó d ig o fu e n te , e l p ro c e s o d e c o m p ila c ió n d el p r o g ra m a s e v u e lv e te d io s o s i e l h a c e r p e q u e ñ a s m o d if ic a c io n e s e n u n a r c h iv o s ig n if ic a q u e to d o e l p r o g ra m a d e b e v o lv e r a c o m p ila rs e . M u c h o s s is te m a s o f re c e n u tile r ía s e s p e c ia le s q u e rec o m p ila n s ó lo e l a r c h iv o d e p r o g ra m a m o d ific a d o . E n s is te m a s U N IX la u tile r ía s e c o n o c e c o m o

m&ke.

E s ta u tile r ía le e u n a r c h iv o lla m a d o

makefile

q u e c o n tie n e in s tru c c io n e s p a r a c o m p ila r y

e n la z a r e l p r o g ra m a . A lg u n o s s is te m a s c o m o B o r la n d C + + y M ic ro s o ft V is u a l C + + p a r a la s P C s o f r e c e n u tile r ía s

make

y " p r o y e c to s ” . P a ra o b te n e r m á s in f o rm a c ió n s o b r e la s u tile r ía s

make, c o n s u lte

e l m a n u a l d e l s is te m a q u e u s te d u tilic e .

20.6 Terminación de un programa con e x i t y a t e x i t L a b ib lio te c a d e u tile r ía s g e n e r a le s

() c u e n ta

c o n m é to d o s p a r a te r m in a r la e je c u c ió n d e

lo s p r o g ra m a s a p a r te d e l r e g r e s o c o n v e n c io n a l d e la f u n c ió n

main. L a

f u n c ió n

exit

o b lig a a q u e

u n p r o g ra m a te r m in e c o m o si s e e je c u ta r a e n f o r m a n o rm a l. E s ta f u n c ió n s e u tiliz a c o m ú n m e n te p a ra te r m in a r u n p r o g ra m a c u a n d o s e d e te c ta u n e r r o r e n la e n tr a d a o s i n o s e p u e d e a b r ir u n a r c h iv o q u e va a s e r p r o c e s a d o p o r e l p ro g ra m a . L a f u n c ió n

atexi t registra u n a f u n c ió n e n e l p r o g ra m a main o c u a n d o s e in v o q u e a exit.

q u e va

a lla m a rs e c u a n d o é s te te r m in e a l lle g a r a l fin a l d e L a fu n c ió n

atexit

to m a u n a p u n ta d o r a u n a fu n c ió n ( e s d e c ir, el n o m b re d e la f u n c ió n ) c o m o

a rg u m e n to . L a s f u n c io n e s q u e s e lla m a n a l m o m e n to d e la te rm in a c ió n d e u n p r o g r a m a n o p u e d e n te n e r a r g u m e n to s y n o p u e d e n d e v o lv e r u n v alo r. L a f u n c ió n

exit to m a u n a r g u m e n to . E s te a r g u m e n to g e n e r a lm e n te e s la c o n s ta n te s im b ó lic a o e x i t _ f a i l u r e .S i s e lla m a a exit c o n e x i t _ s u c c e s s ,e l v a lo r d e f in id o

e x it _s u c c e s s

p o r la im p lc m c n ta c ió n p a r a u n a te rm in a c ió n e x ito s a s e d e v u e lv e a l e n to r n o q u e h iz o la lla m a d a . Si se lla m a a

exit

con

EXIT_PAILURE,

s e d e v u e lv e e l v a lo r d e f in id o p o r la im p le m e n ta c ió n p a ra

u n a te rm in a c ió n n o e x ito sa . C u a n d o se in v o c a la fu n c ió n m e n te r e g is tra d a s c o n

atexit e n

exit, s e

in v o c a a to d a s la s f u n c io n e s p r e v ia

e l o r d e n in v e rso d e s u re g is tro , se v a c ía n y s e c ie rra n to d o s lo s f lu

j o s a s o c ia d o s c o n e l p r o g r a m a y e l c o n tr o l r e g r e s a al e n t o r n o a n f itrió n . L a f ig u r a 2 0 .4 p r u e b a la s

exit y atexit. E l p ro g ra m a p id e a l u s u a rio q u e d e te rm in e s i e l p r o g ra m a d e b e exit o lle g a n d o a l fin a l d e main. O b s e rv e q u e la fu n c ió n imprimir se e je c u ta al

f u n c io n e s

te rm in a r

se c o n

m o m e n to

e n q u e te rm in e e l p r o g ra m a , s in im p o r ta r e n c u a l d e la s d o s f o rm a s te rm in e .


1074

1 2 3 4 5 6 7


Capítulo 20

// Fia. 20.4: fig20_04.cpp // Uso de las funcionas exit y ataxit finelude usina std::cout; usina std:tendí; usina std::cin;

8

9 10 11

finelude void imprimir( void );

12

13 14 15 16 17 18

int main() ( atexit( imprimir );

// registrar la función imprimir

cout << "Escriba 1 para terminar el programa con la función exit* << "\nEscriba 2 para terminar el programa en forma normalXn*;

19 20 21

int respuesta; cin >> respuesta;

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

// exit si la respuesta es 1 if ( respuesta -- 1 ) { cout << "XnTerminando el programa con la función exitXn"; exit( EXIT _SUCCESS ); }

// fin de instrucción if

cout << "XnTerminando el programa llegando al final de main* << endl; return 0; }

// fin de main

// mostrar mensaje antes de terminar void imprimir< void ) ( cout << "Ejecutando la función imprimir al momento de terminar el programa\n* << "Programa terminado* << endl; >

// fin de la función imprimir

Escriba 1 para terminar el programa con la función exit Escriba 2 para terminar el programa en forma normal 2

Terminando el programa llegando al final do main Ejecutando la función imprimir al momento de terminar el programa Programa terminado Rgura 20.4

Uso d e las funciones e x i t y a t e x i t . (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 20

1075

Escriba 1 para terminar al programa con la función axit Escriba 2 para terminar el programa en forma normal 1

Terminando el programa con la función exit Ejecutando la función imprimir al momento de terminar el programa Programa terminado Hgura 20.4

Uso d e las funciones exit y atexit. (Parte 2 d e 2.)

20.7 Calificador de tipo v o l a t i l e El calificador d e tipo v o l a t i l e se aplica a la definición d e una variable que puede alterarse d e s de el exterior del programa (e s decir, la variable no está com pletam ente bajo el control del progra ma). Por ende, e l com pilador no puede realizar op tim izacion es (por ejem plo, agilizar la ejecución del programa o reducir el con su m o d e m em oria) q u e dependan d e “saber que e l com portam iento de una variable está influenciado só lo por las actividades del programa que el com pilador puede observar” .

20.8 Sufijos para constantes enteras y de punto flotante C + + o frece su fijos d e entero y punto flotante para especificar los tipos de las constantes enteras y de punto flotante. L os su fijos de enteros son: u o ü para un entero unsigned, 1 o L para un entero long yul oU L para un entero unsigned long. Las sigu ien tes constantes son d e tipo unsig

ned. long y unsigned long. respectivam ente: 174u 8358L 28373ul Si una constante entera no tien e su fijo, su tipo es int se alm acena en un long.

int; si la constante no puede alm acenarse en un

f o P para un f loat y 1 o L para un long double. Las long double y float, respectivam ente:

L os su fijos d e punto flotante son sigu ien tes con stantes son de tipo

3.14159L 1.28f Una constante de punto flotante sin su fijo e s d e tipo double. Una constante con un su fijo incorrec to produce ya se a una advertencia o un error d el com pilador.

20.9 Manejo de señales Un even to inesperado, o señal, puede terminar un programa en forma prematura. A lg u n o s eventos inesperados son las interrupciones (oprim ir Ctrl+C en un sistem a U N IX o D O S ), instrucciones ile

gales, violaciones de segm entación, órdenes de term inación p o r p a rte del sistem a operativo y excepciones d e p u n to flo ta n te (d ivisión entre cero o m ultiplicación d e valores ex ten so s de punto flotante). La biblioteca d e m anejo de señales cuenta co n la función s l g n a l para atrapar los e v e n tos inesperados. La función

signal recibe d os argum entos: un núm ero d e señal tip o entero y un

apuntador a la función d e m anejo de señal. Las señ a les pueden generarse m ediante la función raiS 6 . q u e recibe un número de señal tipo entero co m o argum ento. La figura 20.5 sintetiza las señ ales


1076


e s tá n d a r d e f in id a s e n e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o d e la s f u n c io n e s

sign&l

< ca íg n a l> .

Capítulo 20

E l s ig u ie n te e je m p lo d e m u e s tr a e l u so

raise.

y

(SIQINT) c o n la f u n c ió n signal. E l p r o g r a m a lla manejadorSeniales. (R e c u e r d e q u e e l n o m b r e d e u n a f u n c ió n e s u n a p u n ta d o r a e s a f u n c ió n .) A h o ra , a l o c u r r ir u n a s e ñ a l d e tip o SIQINT s e p r o d u c e u n a lla m a d a a la fu n c ió n mane jadorSeniales, s e im p r im e u n m e n s a je y s e d a al L a f ig u r a 2 0 .6 a tra p a u n a s e ñ a l in te ra c tiv a

ma a

signal

con

SIQINT

y u n a p u n ta d o r a la f u n c ió n

u s u a r io la o p c ió n d e c o n tin u a r c o n la e je c u c ió n n o rm a l d e l p r o g ra m a . S i e l u s u a rio d e s e a c o n tin u a r la e je c u c ió n , el m a n e ja d o r d e s e ñ a le s s e re in ic ia l iz a m e d ia n te o tr a lla m a d a a

signal

(a lg u n o s s is

te m a s r e q u ie re n d e la r e in ic ia liz a c ió n d e l m a n e ja d o r d e s e ñ a le s ) y e l c o n tr o l re g r e s a a l p u n to e n el p r o g r a m a e n el q u e s e d e te c tó la s e ñ a l. E n e s te p r o g r a m a , la f u n c ió n

raise s e

u tiliz a p a ra s im u la r

u n a s e ñ a l in te ra c tiv a . S e e lig e u n n ú m e r o a le a to r io e n tre 1 y 5 0 . S i e l n ú m e ro e s 2 5 , e n to n c e s se lla m a a

raise

p a r a g e n e r a r la s e ñ a l. P o r lo g e n e r a l la s s e ñ a le s in te r a c tiv a s s e in ic ia n f u e r a d e l p r o

g ra m a . P o r e je m p lo , al o p r im ir C trl+ C d u r a n te la e je c u c ió n d e u n p r o g ra m a e n u n s is te m a U N IX o D O S s e g e n e r a u n a s e ñ a l in te ra c tiv a q u e te r m in a c o n la e je c u c ió n d e l p r o g ra m a . E l m a n e jo d e s e ñ a le s p u e d e u tiliz a rs e p a r a a t r a p a r la s e ñ a l in te r a c tiv a y e v i ta r q u e e l p r o g ra m a te rm in e .

Señal

Expícoción

SIGABRT

Terminación anormal del programa (como una llamada a a b o r t ) .

SIGFPE

Una operación aritmética errónea, como la división entre cero o una operación que produce un desbordamiento.

SIG ILL

Detección de una instrucción ilegal.

SIOINT

Recepción de una señal de atención interactiva.

SIGSEGV

Un acceso inválido al almacenamiento.

SIGTERM

Una petición de terminación que se envía al programa.

Figura 20.5

1 2 3

Las señales definidas en el e n ca b e za d o < c s i g n a l > .

// Fig. 20.6t £ig20_06.cpp //

U so d e l m a n e jo d e s e ñ a l e s

•inelude

4

5 6 7

uslng std::cout; uslng std::cin; u s ln g

std:ten dí;

8

9

ilnclude

10

11

uslng stditsetw;

12

13 14 15 16 17

• in e lu d e

< c s ig n a l>

tinclude ilnclude v o id m a n e ja d o r S e n ia l( i n t

Figura 20.6

);

Uso del manejo de señales. (Parte 1 de 3.)



Capitulo 20

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

int main() { aignal( SIOINT, manejadorSenial ); srand( time( 0 ) ); // crear y producir números aleatorios for ( int i - If i <- 100; i++ ) { int x ■ 1 + rand() \ 50; // producir SIOINT cuando x sea 25 if ( x — 25 ) raise( SIOINT )/ cout << setw( 4 ) << i; // mostrar endl cuando i sea múltiplo de 10 if ( i % 10 — 0 ) cout << endl; )

// fin de instrucción for

return 0; // fin de main // maneja la señal ▼oid manejadorSenial( int valorSenial ) { cout << *\nSe recibió una senial (" << ▼alorSenial << ") de interrupción.\n" << "Desea continuar (1 ■ si o 2 ■ no)? " i int respuesta; cin >> respuesta; // comprobar respuestas inválidas while ( respuesta I» 1 && respuesta 1- 2 ) { cout << "(1 ■ si o 2 ■ no)? " i cin >> respuesta; )

// fin de instrucción while

// determinar si es momento de salir if ( respuesta !■ 1 ) exit( EXIT SUCCESS ); // llamar a signal, pasarle SIOINT y la dirección < manejadorSenial signal( SIOINT, manejadorSenial ); )

// fin de la función manejadorSenial

Rgura 20.6

Uso del manejo de señales. (Parte 2 de 3.)


1077

1078


Capítulo 20

2 4 6 7 8 1 3 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 Se recibió una senial (2) de interrupción. Desea continuar (1 si o 2 - no) 7 1 100

1 2 3 4 Se recibió une seniel (2) de interrupción. Desea continuar (1 ■ ti o 2 ■ no)? 2 Figura 20.6

Uso del manejo d e señales. (Parte 3 de 3.)

20.10 Asignación dinám ica de memoria con calloc y realloc E n e l c a p ítu lo 7 h a b la m o s s o b re la a s ig n a c ió n d in á m ic a d e m e m o r ia al e s tilo C + + c o n

late. Iôs p r o g ra m a d o r e s d e C + + d e b e n u tiliz a r new y delate e n y free ( e n c a b e z a d o ). S in e m b a r g o , la m a y o ría d e lo s

new y de m&lloc

v e z d e la s f u n c io n e s

p r o g ra m a d o r e s d e C + + s e e n

c o n tra rá n le y e n d o u n a g r a n c a n tid a d d e c ó d ig o h e r e d a d o d e C , p o r lo c u a l in c lu im o s e s ta d is c u s ió n a d ic io n a l s o b r e la a s ig n a c ió n d in á m ic a d e m e m o r ia a l e s tilo C . 1-a b ib lio te c a d e u tile r ía s g e n e r a le s m e m o r ia e n f o r m a d in á m ic a :

calloc

y

() c u e n ta c o n d o s f u n c io n e s m á s realloc. E s ta s f u n c io n e s p u e d e n u tiliz a rs e

p a r a a s ig n a r p a r a c re a r y

m o d if ic a r a r r e g lo s d in á m ic o s . C o m o se m u e s tra e n e l c a p ítu lo 5 , A p u n ta d o r e s y c a d e n a s , p u e d e n u ti liz a r s e s u b ín d ic e s e n u n a p u n ta d o r a u n a r r e g lo e n f o rm a s im ila r a lo s s u b ín d ic e s q u e s e u tiliz a n e n u n a rre g lo . L a f u n c ió n

calloc

a s ig n a m e m o r ia e n f o rm a d in á m ic a p a r a un a r r e g lo e in ic ia l iz a la

m e m o r ia c o n c e ro s . E l p r o to tip o d e

calloc e s :

void ‘calloc( siza_t nelem, sizet tamaño ); E s ta f u n c ió n r e c ib e d o s a rg u m e n to s : e l n ú m e r o d e e l e m e n to s to

(tamaño), e

(nelem) y

e l ta m a ñ o d e c a d a e le m e n

in ic ia l iz a lo s e le m e n to s d e l a r r e g lo c o n c e ro s . 1.a f u n c ió n d e v u e lv e u n a p u n t a d o r a

la m e m o r ia a s ig n a d a o u n a p u n ta d o r n u lo ( 0 ) s i l a m e m o r ia n o s e a s ig n a . 1.a fu n c ió n realloc m o d if ic a e l ta m a ñ o d e u n o b je to a s ig n a d o p o r u n a lla m a d a a n te r io r a malloc. calloc o realloc. E l c o n te n id o d e l o b je to o r ig in a l n o se m o d ific a , s ie m p r e y c u a n d o la m e m o r ia a s ig n a d a s e a m a y o r q u e la c a n tid a d a s ig n a d a a n te r io r m e n te . D e n o s e r a s í, e l c o n te n id o p e r m a n e c e s in c a m b io h a s ta e l ta m a ñ o d e l n u e v o o b je to . E l p r o to tip o d e

realloc

es:

void ‘realloc( void ‘ptr, size_t tamaño); E s ta f u n c ió n r e c ib e d o s a r g u m e n to s : u n a p u n ta d o r a l o b je to o rig in a l o b je to

(tamaño). S i ptr e s 0, realloc

f u n c io n a e n f o rm a id é n tic a

(ptr) y e l n u e v o ta m a ñ o d e l amalloc. S i tamaño e s 0



Capitulo 20

y

Ptr

no es

0, se lib e r a la real loe

m a y o r q u e ce ro ,

m e m o ria p a r a e l o b je to . D e n o s e r a s í, s i

ptr

n o es

0y

1079

e l ta m a ñ o e s

tr a ta d e a s ig n a r u n n u e v o b lo q u e d e m e m o ria . S i n o p u e d e a s ig n a r s e el

n u e v o e s p a c io , e l o b je to a l q u e a p u n t a

ptr p e r m a n e c e

s in c a m b io s . L a f u n c ió n

re al loe

d e v u e l

v e y a se a u n a p u n ta d o r a la m e m o r ia r e a s ig n a d a o u n a p u n ta d o r n u lo .

20.11 La ramificación incondicional: g o to A lo la rg o d e e s te lib ro h e m o s r e c a lc a d o la im p o r ta n c ia d e u tiliz a r té c n ic a s d e p ro g ra m a c ió n e s tru c tu r a d a p a r a c r e a r s o f tw a r e c o n f ia b le q u e s e a fá c il d e d e p u r a r, m a n te n e r y m o d ific a r. E n a lg u n o s c a s o s e l r e n d im ie n to e s m á s im p o r ta n te q u e e l a d h e r irs e e s tr ic ta m e n te a la s té c n ic a s d e p ro g ra m a c ió n e s tr u c tu ra d a . E n e s to s c a s o s p u e d e n u tiliz a rs e a lg u n a s té c n ic a s d e p ro g ra m a c ió n n o e s tru c tu ra d a . P o r e je m p lo , p o d e m o s u tiliz a r b r é a l e p a ra te rm in a r la e je c u c ió n d e u n a e s tru c tu ra d e r e p e tic ió n a n te s d e q u e la co n d ic ió n d e c o n tin u a c ió n d e l c ic lo s e a fa lsa . E s to n o s a h o rra la s r e p e tic io n e s in n e c e s a ria s d e l c i c lo si la ta r c a s e c o m p le ta a n te s d e q u e é s te te rm in e .

instrucción g o to : u n a r a m ific a c ió n in goto e s u n c a m b io e n e l f lu jo d e c o n tro l d e l p r o g ra m a d e s p u é s d e la etiqueta e s p e c if ic a d a e n l a in s tru c c ió n goto. U n a

O tr o c a s o d e l u s o d e p r o g r a m a c ió n n o e s tr u c tu r a d a e s la c o n d ic io n a l. E l r e s u lta d o d e la in s tru c c ió n h a c ia la p r im e r a in s tru c c ió n q u e v a

e tiq u e ta e s u n id e n tif ic a d o r s e g u id o d e d o s p u n to s . U n a e tiq u e ta d e b e a p a r e c e r e n la m is m a f u n c ió n q u e la in s tr u c c ió n

goto

goto p a ra D e s p u é s d e in ic ia liz a r e l conta m a y o r q u e 10. (L a e tiq u e ta ini

q u e h a c e r e f e r e n c ia a e lla . L a f ig u ra 2 0 .7 u tiliz a in s tru c c io n e s

ite r a r 10 v e c e s e im p r im ir e l v a lo r d e l c o n ta d o r e n c a d a ite ra c ió n .

dor e n 1 , el p r o g ra m a e v a lú a a contador p a ra d e te r m in a r s i e s cio s e o m ite , y a q u e la s e tiq u e ta s n o r e a liz a n n in g u n a a c c i ó n .) D e s e r a s í, e l c o n tr o l s e tr a n s fie re d el goto a la p r im e ra in s tru c c ió n q u e v a d e s p u é s d e la e tiq u e ta fin. D e n o s e r a s í, contador se im p r im e y s e in c re m e n ta , y e l c o n tro l s e tr a n s fie re d e l goto a la p r im e ra in s tru c c ió n q u e v a d e s p u é s d e la e tiq u e ta inicio.

1 2 3

// Fig. 20.7: fig20_07.cpp // üso de goto. finelude

4 5 ó 7 8 9 10 11

using std::cout; using stditendí; #inelude using stdttleft; using std::setw;

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21

int main() { int contador - 1; inicio:

// etiqueta

// ir a fin cuando contador sea mayor que 10 i£ ( contador > 10 ) goto fin;

22

23 Figura 20.7

cout << setw( 2 ) << left << contador; Uso de g o t o . (Parte 1 de 2.)


1080

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

1


Capítulo 20

♦♦contador; // ir a inicio en la linea 17 goto inicio; finí

// etiqueta

cout << endl; return 0; )

2

// fin da main

3

Figura 20.7

4

5

6

7

8

9

10

Uso d e go to . (Parte 2 de 2.)

E n e l c a p ítu lo 2 d ijim o s q u e s ó lo se r e q u ie re n tre s e s tr u c tu r a s d e c o n tro l p a r a e s c r ib ir c u a lq u ie r p r o g ra m a : s e c u e n c ia , s e le c c ió n y r e p e tic ió n . C u a n d o s e s ig u e n la s re g la s d e la p ro g ra m a c ió n e s tr u c tu ra d a , e s p o s ib le c r e a r e s tr u c tu r a s d e c o n tro l c o n m u c h o s n iv e le s d e a n id a c ió n , d e lo s c u a le s e s d if íc il e s c a p a r e f ic ie n te m e n te . A lg u n o s p r o g ra m a d o r e s u tiliz a n in s tru c c io n e s g o to e n d ic h a s s it u a c i o n e s c o m o u n a s a lid a r á p id a d e u n a e s tr u c tu r a c o n m u c h o s n iv e le s d e a n id a c ió n . A s í s e e lim in a la n e c e s id a d d e e v a lu a r m ú ltip le s c o n d ic io n e s p a r a e s c a p a r d e u n a e s tr u c tu r a d e c o n tro l.

Tip de rendimiento 20.2 La instrucción goto puede utilizarse para salir eficientemente de las estructuras de control con mu chos niveles de anidación.

Observación de ingeniería de software 20.3 la instrucción goto debe utilizarse sólo en aplicaciones orientadas al rendimiento. La instrucción goto carece de estructura y puede ocasionar que los programas sean más difíciles de depurar, man tener y modificar.

20.12 Uniones U na

unión ( d e f in id a

c o n la p a la b r a re s e rv a d a

unión) e s

u n a r e g ió n d e m e m o ria q u e , c o n e l tie m p o ,

p u e d e c o n t e n e r o b je to s d e u n a v a r ie d a d d e tip o s . S in e m b a r g o y e n c u a lq u ie r m o m e n to u n a p u e d e c o n te n e r u n m á x im o d e un o b je to , y a q u e lo s m ie m b r o s d e u n a

unión c o m p a r te n

unión

e l m is m o

e s p a c io d e a lm a c e n a m ie n to . E s r e s p o n s a b ilid a d d e l p r o g r a m a d o r a s e g u r a r q u e s e h a g a r e f e r e n c ia a lo s d a to s e n u n a

unión c o n

e l n o m b re d e u n m ie m b r o d e l tip o d e d a to s a p r o p ia d o .

____ Error común de programación 20.2 El resultado de hacer referencia al miembro de una unión que no sea el último almacenado no está definido, ya que los datos almacenados se tratan como de un tipo distinto.

Tip de portabilidad 20.2__________________________________________________ Si se almacenan datos en una unión como de un tipo y se hace referencia a ellos como si fuenm de otro tipo, los resultados son dependientes de la implementación. E n d is tin ta s o c a s io n e s d u r a n te la e je c u c ió n d e u n p r o g ra m a , a lg u n o s o b je to s p o d r ía n n o s e r re le v a n te s m ie n tr a s q u e o tr o s sí; p o r lo ta n to , u n a

unión

c o m p a r te e l e s p a c io e n vez. d e d e s p e r d ic ia r



Capitulo 20

1081

a lm a c e n a m ie n to e n o b je to s q u e n o s e e s tá n u sa n d o . E l n ú m e ro d e b y te s u tiliz a d o s p a r a a lm a c e n a r u n a unión d e b e s e r a l m e n o s s u f ic ie n te c o m o p a ra a lm a c e n a r a l m ie m b r o m á s g ra n d e .


S É

¿J uso de uniones ayuda a conservar el almacenamiento.

Tip de potabilidad 20.3 La cantidad de almacenamiento requerido para almacenar una unión es dependiente de la implementación. U n a unión s e d e c la ra c o n e l m is m o f o rm a to q u e u n a struct o clase. P o r e je m p lo :

unión Numero ( int x; double y; ); in d ic a q u e Numero e s d e l tip o unión c o n lo s m ie m b r o s int x y double y. L a d e f in ic ió n d e la

unión d e b e i r a n te s d e to d a s la s f u n c io n e s e n la s q u e s e v a y a a u tiliz a r.

Observación de ingeniería de software 20.4 Al igual que con la declaración de una mtruct o clama, la declaración de una unión simplemen te crea un nuevo tipo. Si se coloca una declaración de unión o mtruct fuera de cualquier función no se crea una variable global.

una

L a s ú n ic a s o p e r a c io n e s in te g r a d a s v á lid a s q u e p u e d e n r e a liz a r s e c o n u n a unión s o n : a s ig n a r o tr a unión d e l m is m o tip o , to m a r la d ir e c c ió n (&) d e u n a unión y u tiliz a r s u s m ie m

unión a

b r o s m e d ia n te e l o p e r a d o r m ie m b r o d e e s tr u c tu r a ( . ) y e l o p e r a d o r a p u n ta d o r d e e s tr u c tu r a ( - > ). L a s u n io n e s n o p u e d e n c o m p a r a r s e .

Error común de programación 20.3 Comparar uniones produce un error de sintaxis, ya que el compilador no sabe qué miembro de ca da una está actiw y, por lo tanto, no sabe cuál miembro de una unión comparar con cuál miembro de la otra. U n a unión e s s im ila r a u n a c la s e e n c u a n to a q u e p u e d e te n e r u n c o n s tr u c to r p a r a in ic ia liz a r a c u a lq u ie ra d e s u s m ie m b ro s . U n a unión q u e n o tie n e c o n s tru c to r p u e d e in ic ia liz a r s e c o n o tr a unión d el m is m o tip o , c o n u n a e x p r e s ió n d e l tip o d e l p r im e r m ie m b ro d e la unión o c o n un in ic ia liz a d o r ( e n c e r ra d o e n tre lla v e s ) d e l tip o d e l p r im e r m ie m b r o d e la unión. L a s u n io n e s p u e d e n te n e r o tr a s f u n c io n e s m ie m b r o ta le s c o m o d e s tr u c to r e s , p e ro la s f u n c io n e s m ie m b r o d e u n a unión n o p u e d e n d e c la r a r s e c o m o virtual. L o s m ie m b r o s d e u n a unión s o n public d e m a n e r a p r e d e te rm in a d a .

Error común de programación 20.4 Inicializar una unión en una declaración con un valor o expresión cuyo tipo sea distinto del tipo del primer miembro de esa unión produce un error de sintaxis. U n a unión n o p u e d e u tiliz a rs e c o m o u n a c l a s e b a s e e n la h e re n c ia ( e s d e c ir, n o p u e d e n d e r i v a rs e c la s e s d e la s u n io n e s ). L a s u n io n e s p u e d e n te n e r o b je to s c o m o m ie m b r o s s o la m e n te si é s to s n o tie n e n u n c o n s tru c to r , d e s tr u c to r o u n o p e r a d o r d e a s ig n a c ió n s o b r e c a r g a d o . N in g u n o d e lo s d a to s m ie m b r o d e u n a unión p u e d e n d e c la r a r s e c o m o static. L a f ig u ra 2 0 .8 u tiliz a la v a r ia b le valor d e l tip o numeroUnion p a r a m o s tra r e l v a lo r a lm a c e n a d o e n la unión c o m o u n int y c o m o un double. L a s a lid a d e l p r o g ra m a e s d e p e n d ie n te d e la


1082

1 2 3


Capítulo 20

// Pig. 20.8: fig20_08.cpp // Un ejemplo da una unión. •ineluda

A

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

using std::cout; uaing std::endl; // definir la unión Numero unión Numero { int intagarl; double doublel; // fin da la unión Numero

>;

int main() ( Numero valor;

// variable unión

valor.intagarl » 100; cout << << << <<

"Poner un valor en el miembro entero\n" «r "a imprimir ambos miembros.\nint: valor.intagarl << "\ndouble: * << valor.doublel endl;

valor.doublel - 100.0; cout << << << <<

// asignar 100 al miembro integerl

// asignar 100.0 al miembro doublel

"'Poner un valor en el miembro de punto flotante\n* m *e imprimir ambos miembros.\nint: valor.integerl << *\ndouble: " << valor.doublel endl;

retura 0; >

// fin de main

Poner un valor an al miembro antaro a imprimir ambos miembros. int: 100 double: -9. 2 5596e+061 Ponar un valor an al miembro da punto flotante a imprimir ambos miembros• int: 0 double: 100 Figura 20.8

Imprimir el valor d e una u n ió n en ambos tipos d e datos miembro.

im p le m e n ta c ió n . É s ta m u e s tr a q u e la r e p r e s e n ta c ió n in te m a d e u n v a lo r t e d is tin to d e la r e p r e s e n ta c ió n d e u n U na

unión anónima e s

double

p u e d e s e r b a s ta n

int.

u n a u n ió n sin u n n o m b r e d e tip o q u e n o tr a t a d e d e f in ir o b je to s o a p u n

ta d o r e s a n te s d e l p u n to y c o m a q u e te rm in a su d e fin ic ió n . D ic h a u n o b je to s in n o m b re . L o s m ie m b r o s d e u n a

unión

unión n o

c r e a u n tip o , p e r o s í c re a

a n ó n im a p u e d e n u tiliz a rs e d ir e c ta m e n te e n el



Capitulo 20

1083

a lc a n c e e n e l q u e s e d e c la ra e s ta u n ió n a n ó n im a , d e la m is m a f o rm a e n q u e se u tiliz a c u a lq u ie r o tr a v a r ia b le lo c a l; n o h a y n e c e s id a d d e u tiliz a r lo s o p e r a d o r e s p u n to ( . ) o fle c h a ( - > ). L a s u n io n e s a n ó n im a s tie n e n c ie r ta s re s tr ic c io n e s . S ó lo p u e d e n c o n te n e r m ie m b r o s d e d a to s . T o d o s lo s m ie m b r o s d e u n a unión a n ó n im a d e b e n s e r public. A d e m á s , u n a u n ió n a n ó n im a d e c la r a d a e n f o rm a g lo b a l (e s d e c ir, c o n a lc a n c e a n iv e l d e a r c h iv o ) d e b e d e c la r a r s e e x p líc ita m e n te c o m o static. L a f ig u ra 2 0 .9 d e m u e s tra e l u s o d e u n a unión a n ó n im a .

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

// F i g .

fig20_09.cpp

using etditcout; using std::andl; int main() { // declarar una unión anónima // los miembros integerl, doublel espacio unión { int integerl; double doublel; char "charPtr; );

y charPtr comparten el mismo

// fin de la unión anónima

// declarar las variables locales int integer2 - 1; double double2 - 3.3; char *char2Ptr ■ "Union"; // asignar un valor a cada miembro de la unión // sucesivamente e imprimir cada uno cout << integer2 << * integerl * 2; cout << integerl << endl; cout << double2 << % '; doublel - 4.4; cout << doublel << endl; cout << char2Ptr << » '; charPtr - "anónima"; cout << charPtr << endl;

38

39 40

20.9*

// Uso de una unión anónima. •inelude

re tu r n

)

0;

// fin de main

1 2

3.3 4.4 Union anónima Rgura 20.9

Uso de una unión anónima.


1084


Capítulo 20

20.13 Especificaciones de enlazado D e s d e u n p ro g ra m a d e C + + e s p o s ib le lla m a r f u n c io n e s e s c rita s y c o m p ila d a s c o n u n c o m p ila d o r d e C . C o m o s e d ijo e n la s e c c ió n 3 .2 0 , C + + c o d ific a e n f o rm a e s p e c ia l lo s n o m b r e s d e la s f u n c io n e s p a ra o f r e c e r s e g u rid a d d e tip o s e n e l p r o c e s o d e e n la z a d o . S in e m b a r g o , C n o c o d ific a s u s n o m b r e s d e f u n c io n e s . P o r lo ta n to , u n a fu n c ió n c o m p ila d a e n C n o se r e c o n o c e r á c u a n d o s e in te n te e n l a z a r c ó d ig o d e C c o n c ó d ig o d e C + + , y a q u e e l c ó d i g o d e C + + e s p e r a u n n o m b r e d e f u n c ió n c o d ific a d o e s p e c ia lm e n te . C + + p e rm ite a l p r o g r a m a d o r u tiliz a r especificaciones de enlazado p a r a in f o r m a r al c o m p ila d o r q u e u n a f u n c ió n se c o m p iló e n u n c o m p ila d o r d e C y a s í e v ita r q u e e l n o m b r e d e la fu n c ió n s e a c o d ific a d o p o r e l c o m p ila d o r d e C + + . L a s e s p e c ific a c io n e s d e e n la z a d o s o n ú tile s c u a n d o s e d e s a r ro lla n b ib lio te c a s e x te n s a s d e f u n c io n e s e s p e c ia liz a d a s y e l u s u a rio n o tie n e a c c e s o a l c ó d i g o f u e n te p a ra r e c o m p ila r lo e n C + + o n o tie n e tie m p o p a r a c o n v e r tir la s f u n c io n e s d e la b ib lio te c a de C a C++. P a ra in f o r m a r a l c o m p ila d o r q u e u n a o v a r ia s f u n c io n e s se h a n c o m p ila d o e n C , e s c r ib a lo s p ro to tip o s d e la s f u n c io n e s d e la s ig u ie n te m a n e ra :

•xtarn *C" •xtarn "C*

p r o to tip o d e fu n c ió n

// una función

// varias funcionas

{ p r o to tip o s d e fu n c io n e s

) E s ta s d e c la r a c io n e s in f o rm a n a l c o m p ila d o r q u e la s f u n c io n e s e s p e c ific a d a s n o s e c o m p ila n e n C + + , p o r lo q u e n o d e b e lle v a rs e a c a b o la c o d if ic a c ió n d e n o m b re s e n la s f u n c io n e s e n lis ta d a s e n la e s p e c if ic a c ió n d e e n la z a d o . E s ta s f u n c io n e s p u e d e n e n to n c e s e n la z a r s e c o r r e c ta m e n te c o n e l p r o g ra m a. L o s e n to r n o s d e C + + p o r lo g e n e ra l in c lu y e n la s b ib lio te c a s e s tá n d a r d e C y n o r e q u ie re n q u e el p r o g r a m a d o r u tilic e e s p e c ific a c io n e s d e e n la z a d o p a ra e s a s fu n c io n e s .

RESUMEN • En muchos sistemas (especialmente en UNIX y DOS) es posible redirigir la entrada a un programa y la sali da de un programa. La entrada se redirigc desde las líneas de comandos de UNIX y DOS mediante el uso del símbolo de redirección de entrada (<) o mediante el uso de una canalización ( | ). 1.a salida se redirige desde las líneas de comandos de UNIX y DOS mediante el uso del símbolo de redirección de salida (>) o el sím bolo para anexar salida (>>). El símbolo de redirección de salida simplemente almacena la salida del progra ma en un archivo, mientras que el símbolo para anexar salida la anexa al final de un archivo. • la s macros y definiciones del encabezado de argumentos variables ofrecen las herramientas necesarias para crear funciones con listas de argumentos con longitud variable. • Una elipsis (...) en un prototipo de función indica que ésta recibe un número variable de argumentos. • El tipo va_liat es apropiado para almacenar la información necesaria pora las macros va„»tart. va_argr y va. and. Pitra tener acceso a los argumentos en una lista de argumentos con longitud variable, debe declararse un objeto del tipo va_li»t. • La macro va_start se invoca antes de que puedan utilizarse los argumentos de una lista de argumentos con longitud variable. 1.a macro inicializa al objeto declarado con va_liat para que puedan utilizarlo las macros va_arg y va_end • La macro va_arg se expande como una expresión del valor y tipo del siguiente argumento en la lista de argumentos de longitud variable. Cada invocación de va_arg modifica al objeto va_li»t, de manera que éste apunte al siguiente argumento en la lista.


Capitulo 20


1085

• La niacro va_and facilita un regreso normal de una función cuya lista de argumentos variables haya sido rcferenciada por la macro va_atart. • En muchos sistemas (especialmente DOS y UNIX) es posible pasar argumentos de la línea de comandos a main si se incluyen int a r g e y char *argv [ ] en la lista de parámetros de esta función. El parámetro arge es el número de argumentos de la línea de comandos. El parámetro argv es un arreglo de elementos char * que contiene los argumentos de la línea de comandos. • La definición de una función debe estar contenida completamente en un solo archivo; no puede abarcar dos o más archivos. • la s variables globales deben declararse en cada archivo en el que se van a utilizar. • Ix>s prototipos de funciones pueden utilizarse para declarar funciones en otros archivos de programa. (El espedficador extern no se requiere en un prototipo de función.) Para ello se debe incluir el prototipo de función en cada archivo en el que se va a invocar a esta función y después se compilan los archivos en conjunto. • Cuando se aplica el especificador de clase de almacenamiento etatic a una variable o función con alcan ce a nivel de archivo, se evita que ésta sea utilizada por cualquier función que no esté definida en el mismo archivo. Esto se conoce como enlazado interno. Las variables globales y las funciones que no van precedidas por a t a t i c en sus definiciones tienen enlazado externo: pueden ser utilizadas en otros archivos si éstos con tienen las declaraciones y/o los prototipos de funciones apropiados. • El especificador static se utiliza comúnmente con funciones que son llamadas sólo por funciones en un archivo específico. Si una función no se requiere fuera de un archivo específico, debe hacerse valer el prin cipio de menor privilegio mediante el uso de atatic. • Al construir programas extensos a partir de varios archivos de código fuente, la compilación del programa se vuelve tediosa si el hacer pequeras modificaciones en un archivo implica que se tenga que volver a compilar todo el programa. Muchos sistemas ofrecen utilerías especiales que recompilan sólo el archivo de programa modificado. En sistemas UNIX esta utilería se conoce oom om aka, la cual lee un archivo llamado makaf i l a que contiene instrucciones para compilar y enlazar el programa. • La función axit obliga a que un programa termine como si se hubiera ejecutado normalmente. • La función ataxit registra una función en un programa que va a llamarse al momento de su terminación normal; es decir, cuando el programa termine ya sea llegando al final de main o cuando se invoque a exit. • La función ataxit toma un apuntador a una función (es decir, el nombre de una función) como argumen to. Las funciones llamadas al momento de la terminación del programa no pueden tener argumentos y no pue den regresar un valor. • La función axit toma un argumento, que generalmente es la constante simbólica EXIT_SUCCESS o e x i t f a i l u r e Si se llama a axit con EXIT_SUCCESS, se devuelve al entorno que hizo la llamada el valor definido por la implementación para la terminación exitosa del programa. Si se llama a axit con EXIT_FAILURE. se devuelve el valor definido por la implementación para la terminación no exitosa. • Cuando se invoca a la función axit.se invoca a cualquier función registrada con ataxit en el orden inver so de su registro, se vacían y cierran todos los flujos asociados con el programa y el control regresa al entor no anfitrión. • El calificador volatila se utiliza para evitar optimizaciones de una variable, ya que ésta puede ser modi ficada desde el exterior del alcance del programa. • C++ cuenta con sufijos enteros y de punto decimal para especificar los tipos de constantes enteras y de pun to flotante. Los sufijos enteros son u o U para un entero unsignad. 1 o L para un entero long yuloDL para un entero unaignad long. Si una constante entera no tiene sufijo, su tipo se determina en base al pri mer tipo capaz de almacenar un valor de ese tamaño (primero int y después long int). Los sufijos de punto flotante son f o F para un float y l o L para un long doubla. Una constante de punto flotante que no tiene sufijo es de tipo doubla.


1086


Capítulo 20

• La biblioteca de manejo de señales cuenta con las herramientas para registrar una función y atrapar eventos inesperados con la función «igual. Esta función recibe dos argumentos: un número de señal entero y un apuntador a la función de manejo de señales.

• Las señales pueden también generarse con la función rala* y un argumento entero. • La biblioteca de utilerías generales () cuenta con las funciones calloc y raalloc para la asignación dinámica de memoria. Estas funciones pueden utilizarse para crear arreglos dinámicos.

• La función calloc recibe dos argumentos: el número de elementos (nalam) y el tamaño de cada elemen to (tamaño), e inicializa los elementos del arreglo con ceros. La función devuelve un apuntador a la memo ria asignada o, si ésta no se asigna, devuelve un apuntador nulo.

• La función raalloc modifica el tamaño de un objeto asignado mediante una llamada anterior a malloc, calloc o raalloc. El contenido original del objeto no se modifica, siempre y cuando la cantidad de me moria asignada sea mayor que la cantidad previamente asignada.

• 1.a función raalloc tomados argumentos: un apuntador al objeto original (ptr) y el nuevo tamaño del ob jeto (tamaño). Si ptr es nulo, raalloc funciona en forma idéntica a malloc. Si tamaño es 0 y el apun tador recibido no es nulo, se libera la memoria para el objeto. De no ser así, si ptr no es nulo y tamaño es mayor que cero raalloc trata de asignar un nuevo bloque de memoria para el objeto. Si no puede asignar se el nuevo espacio, el objeto al que apunta ptr permanece sin cambios. La función raalloc devuelve ya sea un apuntador a la memoria reasignada, o un apuntador nulo.

• El resultado de la instrucción goto es un cambio en el flujo de control del programa. Su ejecución continúa en la primera instrucción que va después de la etiqueta en la instrucción goto. • Una etiqueta es un idenlificador seguido de dos puntos. Una etiqueta debe aparecer en la misma función que la instrucción goto que hace referencia a ella.

• Una unión es un tipo de dalos cuyos miembros comparten el mismo espacio de almacenamiento. Los miem bros pueden ser casi de cualquier tipo. El almacenamiento reservado para una unión es lo suficientemente amplio como para almacenar a su miembro más grande. En la mayoría de los casos, las uniones contienen dos o más tipos de datos. Sólo puede hacerse referencia a un miembro y, por lo tanto, a un tipo de datos, a la vez.

• Una unión se declara con el mismo formato que el de una estructura. • Una unión puede inicializarse solamente con un valor del tipo de su primer miembro. • C++ permite al programador utilizar especificaciones de enlazado para informar al compilador que una fun ción se compiló en un compilador de C y para evitar que el compilador de C++ codifique el nombre de esa función. • Para informar al compilador que una o varias funciones se han compilado en C, escriba los prototipos de las funciones como se muestra a continuación:

extern "C"

p r o to tip o d e fu n c ió n

extern *C"

// una sola función

// varias funciones

í p r o to tip o s d e fu n c io n e s

> Estas declaraciones informan al compilador que las funciones especificadas no se compilan en C++, por lo que no se deben codificar los nombres de las funciones enlistadas en la especificación de enlazado. Estas fun ciones pueden entonces enlazarse apropiadamente con el programa. • Los entornos de C++ generalmente incluyen las bibliotecas estándar de C y no requieren que el programador utilice especificaciones de enlazado para esas funciones.



Capitulo 20

1087

T E R M IN O L O G ÍA interrupción lista de argumentos de longitud variable

< c a ig n a l> < c« td arg >

argumentos de la línea de comandos argrv arreglos dinámicos a ta x it

atrapar biblioteca de manejo de señales

m ake m ale ad la m allo e ra ia a ra a llo c

redirección de E/S

c a llo e

sig n a 1

canalización |

símbolo de redirección de entrada < símbolo de redirección de salida > símbolo para anexar salida >> sufijo de entero u n s i g n a d ( u o O) sufijo de entero u n s i g n a d l o n g ( u l o ü L ) sufijo de f l o a t ( f o F ) sufijo de l o n g d o u b l e ( 1 o L) sufijo de l o n g i n t a g e r ( 1 o L )

const

enlazado externo enlazado interno especificador de clase de almacenamiento e x t e r n especiftcador de clase de almacenamiento sto ra g e

evento excepción de punto flotante

u n ió n

e x lt

uso de canalizaciones

E X IT FA ILU R E E X IT SUCCESS

v a_ arg

e x te rn

v a _ list v a _ sta rt

va_and

*C"

free

instrucción g o t o instrucción ilegal

violación de segmentación v o la tila

E J E R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N 20.1

Uene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) El sím bolo___________ redirige los datos de entrada del teclado para que provengan de un archvo. b) El sím b olo___________se utiliza para redigir la salida a la pantalla, de manera que se coloque en un archivo. c) El sím b olo___________se utiliza para anexar la salida de un programa al final de un archivo. d) U na___________se utiliza para dirigir la salida de un programa de manera que se convierta en la entrada de otro. e) U na___________ en la lista de parámetros de una función indica que ésta puede recibir un núme ro variable de argumentos. 0 La m acro___________debe invocarse antes de que puedan utilizarse los argumentos en una lista de argumentos con longitud variable. g) La macro___________se utiliza para utilizar los argumentos individuales de una lista de argumen tos con longitud variable. h) La m acro___________lleva a cabo el proceso de terminación en una función cuya lista de argu mentos variables haya sido referenciada por la macro va_«tart i) El argumento___________de main recibe el número de argumentos en una línea de comandos. j) FJ argumento___________ de main almacena los argumentos de la línea de comandos como ca denas de caracteres. k) La utilería___________de UNIX lee un archivo llam ado___________ que contiene instrucciones para compilar y enlazar un programa que consiste de varios archivos de código fuente. La utilería recompila un archivo solamente si éste ha sido modificado desde la última vez que se compiló. l) I-a función___________obliga a que un programa termine su ejecución.


1088


Capítulo 20

ra) La fu n d ó n ___________registra una fundón que va a llamarse al momento de la terminadón nor mal del programa. n)

U n ___________de entero o de punto flotante puede agregarse a una constante entera o de punto flotante para especificar el tipo exacto de la constante.

o)

1.a fu n d ó n ___________puede utilizarse para registrar una fundón que atrape eventos inesperados.

p)

La función__________ genera una señal desde d interior de un programa.

q) La fun dón ___________asigna memoria en forma dinámica para un arreglo e inidaliza sus dem en tas con ceros. r)

1.a fu n d ón ___________modifica d tamaño de un bloque de memoria asignada en forma dinámica.

s)

U na___________es una entidad que contiene una colecdón de variables que ocupan la misma me moria, pero en distintos momentos.

t)

La palabra reservada__________ se utiliza para introducir la definidón de una unión.

R E SPU ESTAS A L O S E J E R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N 20.1

a) de redirecdón de entrada (<). b) de redirecdón de salida (>). c) para anexar salida ( » \ d) canali/.ación ( | ). e) elipsis (~ ). f)va_«tart. g)va_arg. h) va_and. i) argc. j) argv. k) malee. makefile. 1) exit. m)atexit. n) sufijo, o) «igual, p) raise. q)calloc. r) realloc. s) unión, t) unión.

E J E R C IC IO S

20.2

Escriba un programa para calcular el producto de una serie de enteros que se pasan a la fundón p r o d u c t o mediante d uso de una lista de argumentos con longitud variable. Pruebe su fundón con varias llamadas, cada una con un número distinto de argumentos.

20.3 20.4

20.5

Escriba un programa para imprimir los argumentos de la línea de comandos de ese programa. Escriba un programa para ordenar un arreglo de enteros en orden ascendente o descendente. FJ progra ma debe utilizar los argumentos de la línea de comandos para pasar ya sea el argumento -a para el or den ascendente, o el argumento - d para el orden descendente. [Nota: Éste es el formato estándar para pasar opdones a un programa en UNIX.] Lea los manuales de su sistema para determinar qué señales soporta la biblioteca de manejo de señales

( < c s i g n a l > ) . Escriba un programa con manejadores de señales para las señales SIO A BR T y S I G IN T. El programa debe probar cómo se atrapan estas señales mediante una llamada a la función a b o r t para generar una señal de tipo SIG A BR T y oprimiendo Ctrl+C para generar una señal de ti po S IG IN T .

20.6

Escriba un programa para asignar dinámicamente un arreglo de enteros. El tamaño del arreglo debe introducirse desde el teclado. Iôs elementos del arreglo deben recibir valores también introducidos desde d teclado. Imprima los valores del arreglo. A continuación, reasigne la memoria para el arreglo a la mitad del número actual de elementos. Imprima los valores restantes en el arreglo para confirmar que concuerdcn con la primera mitad de los valores en el arreglo.

20.7

Escriba un programa que reciba dos nombres de archivo como argumentos de la línea de comandos, lea los caracteres del primer archivo uno al a vez y los escriba en orden inverso en el segundo archivo.

20.8

Escriba un programa que utilice instrucciones g o t o para simular una estructura de ciclo anidada pa ra imprimir un cuadrado de asteriscos, como se muestra en la figura 20.10. El programa debe utilizar solamente las siguientes tres instrucciones de salida:

cout << ' * '/ cout << ' cout << e n d l ; http://alexyniorlls.blogspot.com 1145 of 1380.


Capitulo 20

1089

* *

Figura 20.10

20.9 20.10

20.11

20.12

Ejem plo d e salid a p a ra el e je rcicio 20.8.

Escriba la definición para la unión Datos que contenga los elementos char caracterl. short short 1. long longl. float floatl y double doublel. Q e c la unión Entaro con los miembros char caractarl. ahort short 1, int intagarl y long longl. Escríba un programa que reciba como entrada valores de tipo char. ahort. int y long. y que almacene los valores en variables unión de tipo unión Entaro. Cada variable unión debe imprimirse como un char. un ahort. un int y un long. ¿Se imprimen siempre los valores co rrectamente? Oree la unión PuntoFlotante con los miembros float floatl. doubla doublel y long double longDouble. Escriba un programa que reciba com o entrada valores de tipo float. dou bla y long doubla. y que los almacene en variables unión de tipo unión PuntoPlotante. Cada variable unión debe imprimirse como un float. un doubla y un long double. ¿Se impri men siempre los valores correctamente? Dada la unión:

unión A { doubla y; char *zPtr; >1 ¿Cuáles de las siguientes instrucciones son correctas para i nici alizar la a) A p - B; / / B aa dal mismo tipo que A b)

Aq

c) d) e)

A

r

x;

-

-

/ /

x as un doubla

3 .1 4 1 5 9 ; { 79.63 ) ; { *iQue tal I" ) ;

st0 A u - { 3.14159, "Pi" }; g) A v - { y - -7.843, zPtr - &x ); A A


unión?

21 Biblioteca estándar de plantillas (STL)

Objetivos • Ser capaz de utilizar los contenedores, lo s adaptadores d e contenedores y lo s “casi contenedores” d e plantillas d e la S T L • Aprender a programar con las d ocen as de algoritm os d e la S T L • Com prender có m o lo s algoritm os utilizan ¡teradores para tener a cceso a los elem en tos d e lo s contenedores d e la S T L • Fam iliarizarse con los recursos d e la STL d isponibles en Internet y World W ide Web.

¡Las fo rm a s que un contenedor brillante puede contener! T hcodorc Rocthkc

Un viaje p o r todo el universo en un m apa. M iguel de C ervantes

¡Oh!, u sted tiene una odiosa iteración y ciertam ente es capaz de corrom per a un santo. W illiam Shakespeare.

Ese gran m ontón de p o lv o llam ado "historia". A ugustinc Birrell

El historiador e s un pro feta en reversa. Fricdrich von S ch lcgcl

Intente hasta el fin a l sin dudar; nada es tan difícil que no se encuentre sin buscar. Robert Herrick

Em pujen; sigan moviéndose. Thom as M orton


Biblioteca estándar de plantillas (STl)

Capitulo 21

1091

Plan g e n e ra l 21.1

21.2

21.3

21.4

21.5

Introducción a la Bibttoteca estándar de plantillas (STL) 21.1.1

Introducción a los contenedores

21.1.2

Introducción a los Aeradores

21.1.3

Introducción a los algoritmos

Contenedores de secuencia 21.2.1

Contenedor de secuencia v e c t o r

21.2.2

Contenedor de secuencia

21.2.3

Contenedor de secuencia d e q u e

list

Contenedores asociativos 21.3.1

Contenedor asociativo xnultiset

21.3.2

Contenedor asociativo s e t

21.3.3

Contenedor asociativo multimap

21.3.4

Contenedor asociativo map

Adaptadores de contenedores 21.4.1

Adaptador s t a c k

21.4.2

Adaptador q u e u e

21.4.3

Adaptador p r i o r i t y _ q u e u e

Algoritmos 21.5.1 21.5.2 21.5.3

f i l l , g e n e r a t e y generate_n equal, mismatch y lexicographical_compare remo ve, remove_if, remove_copy y remove__copy_if

21.5.4

replace, replace_if,replace_copy y replace_copy_if

21.5.5

Algoritmos matemáticos

21.5.6

Algoritmos básicos de búsqueda y ordenamiento

21.5.7

swap, iter_swap y swap_ranges copy_backward, mergo, unique y reverse ±nplace_merge, unique_copy yreverse_copy

21.5.8 21.5.9

21.5.10 Operaciones de conjuntos 21.5.11

lower_bound, upper_bound y equal_range


1092

Biblioteca estándar de plantillas (S il)

Capítulo 21

P la n g e n e r a l 21.5.12 Heapsort 21.5.13 m in y max 21.5.14 Algoritmos que no se cubren en este capítulo 21.6 La clase b i t s e t 21.7 Objetos de función 21.8 Recursos de la STL en Internet y la Web Resumen • Terminología • Ejercicios de autoevaluación • Respuestas a los ejercicios de autoevaluación • Ejercicios • Lecturas recomendadas

2 1 .1

I n t r o d u c c i ó n a l a B i b l i o t e c a e s t á n d a r d e p l a n t i l l a s (STL)

A lo largo de este libro h em os hablado sobre la im portancia de reutilizar e l softw are. R econociendo que m uchas estructuras de datos y algoritm os eran u tilizad os frecuentem ente por lo s programadores d e C + + , el co m ité del estándar de C + + agregó la Biblioteca estándar de plantillas (STL) a la B ib lio teca estándar d e C ++. La STL d efine com p onentes poderosos y rcutilizablcs basados en plantillas que ¡m plcm entan m uchas estructuras de datos com u nes y algoritm os utilizados para procesar esas estructuras d e datos. La STL ofrece la prueba del con cep to para la program ación genérica con las plantillas, presentadas en e l capítulo 11, Plantillas, y dem ostradas con detalle en el cap ítulo 17, E s tructuras de datos. La STL fue desarrollada por A lexander Stepanov y M en g L ee en H ewlett-Packard y s e basa en su investigación en el cam po d e la program ación genérica, ad em ás d e las im portantes contribucio n es por parte de D avid M usscr. C om o verá, la STL está con cebida d e una manera in teligente y está diseñada para obtener un buen rendim iento y flexibilidad. En este capítulo presentam os la STL y hablam os sobre sus tres com ponentes clave: contenedores (estructuras de datos populares convertidas en p lantillas), aeradores y algoritm os, l-os contenedores d e la STL son estructuras d e datos capaces d e alm acenar ob jetos de cualquier tipo d e datos. M ás ade lante verem os que hay tres categorías de contenedores: contenedores de prim era clase, adaptadores y casi contenedores.

Tip de rendimiento 21.1 Para cualquier aplicación específica podrían ser apropiados \xirios contenedores distintos de la STL Seleccione el contenedor más apropiado que logre el mejor rendimiento (es decir, un balance ente ve locidad y tamaño) para esa aplicación. la eficiencia fue una consideración esencial en el diseño de la STL

Tip de rendimiento 21.2 Lis herramientas de la Biblioteca estándar están implementadas para operar eficientemente a lo lar go de muchas aplicaciones. Para algunas aplicaciones con requerimientos únicos en cuanto a rendi miento, podría ser necesario escribir sus propias implementaciones personalizadas. Cada contenedor de la STL tiene fun cion es m iem bro asociadas. En todos lo s contenedores de la STL está definido un subconjunto d e estas funciones m iem bro. D em ostrarem os la m ayor parte d e e s ta funcionalidad com ún en nuestros ejem p los de lo s contenedores de la ST L v e c t o r (un arreglo que puede m odificar su tam año en forma dinám ica), H a t (una lista enlazada) y d e q u e (una cola con d o s extrem os finales). Presentarem os la funcionalidad esp ecífica de cada contenedor en los ejem p los para cada uno de lo s d em ás contenedores d e la STL.



Capitulo 21

1093

L os ¡teradores d e la STL. que tienen propiedades sim ilares a las d e lo s apuntadores, se utilizan en lo s programas para m anipular los elem en tos d e lo s contenedores. D e hecho, lo s arreglos estándar pueden m anipularse com o contenedores de la STL m ediante el uso d e apuntadores estándar co m o ¡teñidores. M ás adelante verem os que e s con ven iente manipular contenedores con iteradores, ad e m ás d e que s e ob tien e un enorm e poder exp resivo al com binarlos c o n lo s algoritm os d e la STL; en algunos ca so s, se reducen m uchas lín eas d e có d ig o en una sola instrucción. Existen cin co categorías de iteradores, que verem os en la sección 2 1 .1 .2 y utilizarem os a lo largo de este capítulo. L os algoritm os d e la STL son fu n cion es que realizan m anipulaciones de datos co m u n es co m o buscar, ordenar y com parar elem en tos ( o estructuras de datos com pletas). E xisten aproxim adam ente 70 algoritm os ¡m plem entados en la STL. La m ayoría d e esto s algoritm os utilizan iteradores para te ner a cceso a lo s elem en tos d e los contenedores. Cada algoritm o tiene requerim ientos m ínim os para los tipos de iteradores que pueden utilizarse co n éste. M á s adelante verem os q u e cada contenedor de primera clase soporta ciertos tipos de iteradores, algu nos de lo s cu ales son m ás poderosos que otros. El tipo de iterador soportado por un contenedor determ ina s i éste puede utilizarse co n un algoritm o esp ecífico. L o s iteradores encapsulan el m ecanism o utilizado para tener a cc eso a lo s elem en to s de los contenedores. Esta encapsulación perm ite que m uchos de lo s algoritm os de la ST L se apliquen a varios contenedores sin importar la im plem entación subyacente d el contenedor. M ientras que lo s ite radores de un contenedor soporten los requerim ientos m ínim os d el algoritm o, éste puede procesar los elem en tos del contenedor. E sto también permite a los program adores crear n uevos algoritm os que puedan procesar los elem en tos d e varios tipos d istintos d e contenedores.

Observación de ingeniería de software 21.1 El enfoque de la STL permite que se escriban programas generales, de manera que el código no depen da del contenedor subyacente. Dicho estilo de programación se conoce como programación genérica En el cap ítulo 17 estudiam os las estructuras de datos. C ream os listas enlazadas, co la s, pilas y árboles. C uidadosam ente entrelazam os los objetos co n lo s apuntadores. El c ó d ig o basado e n apunta dores es com p lejo y una ligera om isión o d escuid o puede provocar graves violacion es al acceso de la m em oria y errores de fuga d e m em oria sin que el com pilador indique nada. La im plem entación de estructuras de datos ad icion ales, co m o d eques. co la s d e prioridad, conjuntos y m apas, requiere de un trabajo adicional considerable. A dem ás, si m uchos program adores en un proyecto ex ten so im plcmentan contenedores y algoritm os sim ilares para distintas tareas, el có d ig o se v u elv e d ifícil d e m o dificar, m antener y depurar. Una ventaja d e la STL e s que lo s program adores pueden reutilizar lo s contenedores, iteradores y algoritm os in clu id os en esta b ib lio teca para ¡m plcm cntar representacio nes y m anipulaciones de datos com u nes. Esta reutilización produce ahorros considerables en e l tiem po d e desarrollo y en los recursos.

Observación de ingeniería de software 21.2

S

Evite tratar de reim entar la rueda; programe con los componentes reutilizables de la Biblioteca estándar de C++. la STl. incluye muchas de las estructuras de datos más populares como contenedores y ofrece \arios algoritmos populares utilizados por los programas para procesar los datos en estos contenedores.

Tip de prueba y depuración 21.1 Al programar con estructuras de datos y algoritmos basados en apuntadores, debemos hacer nuestro propio proceso de prueba y depuración para asegurarnos que nuestras estructuras de datos, clases y algoritmos funcionen apropuuümtente. Es fácil cometer errores al manipular apuntadores en este nivel tan bajo. Las fugas de memoria y las violaciones al acceso de la misma son comunes en dicho código personalizado. Para la mayoría de los programadores, así como para la mayoría de las aplicaciones que necesitarán escribir, basta utilizar las estructuras de datos pre-empaquetadas y convertidas en plantillas de la STL El uso de esta biblioteca ayuda a los programadores a reducir el tiempo inverti do en el proceso de prueba y depuración. Una advertencia: para los proyectos extensos, el tiempo de compilación de las plantillas puede ser considerable.


1094


Capítulo 21

Este capítulo está diseñado para ser una introducción a la STL. D e ninguna manera e s un tratado com p leto ni extenso. Sin em bargo, e s un capítulo am igable y a ccesib le con el que e s m uy probable q u e usted se con ven za del valor de la ST L y se an im e a seguir estudiando sobre este tema. Em plea rem os el m ism o “en foqu e de cód ig o activo” que hem os venido utilizando a lo largo del libro. Éste podría ser u no de los capítulos m ás im portantes d el libro para usted, en térm inos de su apreciación sobre la reutilización d el softw are.

21.1.1 Introducción a los contenedores L o s tipos de contenedores d e la STL se muestran en la figura 2 1 .1 . L os contenedores se dividen en tres categorías principales: contenedores de secuencia, contenedores asociativos y adaptadores de

contenedores. L os contenedores de secu en cia (tam bién c o n o cid o s co m o contenedores secuenciales) represen tan estructuras de datos lineales co m o vectores y listas enlazadas. L os contenedores asociativos son con ten ed ores no lin eales que por lo general pueden localizar elem en to s alm acenados en ello s rápi dam ente. D ich o s contenedores pueden alm acenar conjuntos de valores, o pares clave/valor. Los co n tenedores de secu en cia y lo s asociativos s e con ocen colectivam ente c o m o contenedores de prim era clase. C om o v im os en el capítulo 17, las pilas y las co la s en realidad son version es restringidas de lo s contenedores secu en ciales. Por esta razón, la STL im plcm cnta a las pilas y co la s co m o adaptado res d e contenedores que perm iten a u n programa ver a un contenedor secu en cial en una manera res tringida. Existen otros cuatro tipos de contenedores que se consideran “casi contenedores” : lo s arreglos tipo C (descritos en el capítulo 4 ), los ob jetos s t r i n g (descritos e n el capítulo 15), lo s contenedo res b i t s e t para m antener conjuntos d e valores de bandera y los contenedores v a l a r r a y para llevar a cab o op eracion es vectoriales m atem áticas d e alta velocid ad (esta últim a cla se está op tim iza da para un buen rendim iento d el com pilador y no e s tan flex ib le co m o los contenedores de primera clase). E stos cuatro tipos se consideran c o m o “ca si contenedores”, ya que exh ib en capacidades si m ilares a las d e lo s contenedores de primera cla se, pero no soportan todas su s capacidades. dase contenedora de la bibloleca estándar

Descripción

Contenedores de secuencia v ec to r

Inserciones y eliminaciones rápidas al final. Acceso directo a cualquier elemento.

deq ue

Inserciones y eliminaciones rápidas al final Acceso directo a cualquier elemento.

lie t

Lista doblemente enlazada, inserción y eliminación rápida en cualquier parte.

Contenedores asociativos aet

Búsqueda rápida, no se permiten duplicados.

m u ltis e t

Búsqueda rápida, se permiten duplicados.

map

Mapeo de uno a uno, no se permiten duplicados, búsqueda rápida basada en claves.

mu1 t im a p

Mapeo de uno a varios, se permiten duplicados, búsqueda rápida basada en claves.

Adaptadores de contenedores sta ck

Último en entrar, primero en salir (U FO ),

queue

Primero en entrar, primero en salir (FIFO).

p r io r ity _ q u e u e

H elemento de mayor prioridad siempre es el primero en salir.

Rgura 21.1

Clases contenedoras d e la Biblioteca estándar.



Capitulo 21

1095

La STL fue diseñada cuidadosam ente para q u e lo s contenedores proporcionen una fun cion ali dad similar. H ay m uchas op eracion es genéricas, co m o la función m iem bro s i 2 ®. que se aplican a todos lo s contenedores, y otras op eracion es q u e se aplican a subconjuntos de contenedores sim ilares. E sto prom ueve la exten sibil idad de la ST L con nuevas cla ses. La figura 2 1 .2 describe las fun cion es com u n es para todos lo s contenedores de la B iblioteca estándar. [Nota: L o s operadores sobrecarga dos o p e r a t o r < , o p e r a t o r c - , o p e r a t o r > , o p e r a t o r > » . o p e r a t o r i a y o p e r a t o r i a no se proporcionan para contenedores p r i o r i t y _ q u e u e .

Funciones miembro comunes para todos los contenedores de la STL

Descripción

constructor predeterminado

Un constructor para propordonar una inicializadón predeterminada del contenedor. Por lo general, cada contenedor cuenta con varios constructores que proporcionan distintos métodos de inicializadón.

constructor de copia

Un constructor que inicializa al contenedor para que sea una copia de un contenedor existente del mismo tipo.

destructor

La fundón destructora para encargarse de la limpieza, una vez que el contenedor ya no es necesario.

empty

Devuelve true si no hay dementos en el contenedor; en caso contrario devuelve false.

maxsize

Devudve d máximo número de elementos para un contenedor.

alza

Devuelve d número de elementos que hay actualmente en d contenedor.

operator*

Asigna un contenedor a otro.

oparator<

Devuelve true si el primer contenedor es menor que d segundo; en caso contrario devuelve false.

operator
Devudve true si el primer contenedor es menor 0 igual que el segundo; en caso contrario devudve false.

operator>

Devuelve true si d primer contenedor es mayor que d segundo; en caso contrario devuelve false.

operator>-

Devuelve true si el primer contenedor es mayor 0 igual que d segundo; en caso contrario devudve false.

operator-«<

Devudve true si el primer contenedor es igual que d segundo; en caso contrario devuelve false.

operator I -

Devudve true si el primer contenedor es distinto que el segundo; en caso contrario devuelve false.

ewap

Intercambia los dementos de dos contenedores.

Funciones que sólo se encuentran en contenedores de primera clase begin

Figura 21.2

Las dos versiones de esta fundón devudven ya sea un iterator o un oonst_iterator que hace referencia al primer elemento del contenedor.

Funciones comunes de los contenedores de la STL. (Parte 1 de 2.)


1096


Fundones miembro comunes para todos bs contenedores de la STl

Capítulo 21

Descripción

end

Las dos versiones de esta función devuelven ya sea un iterator o un const_iterator que hace referencia a la siguiente posición después del final del oontenedor.

rbegin

Las dos versiones de esta función devuelven ya sea un ravaraa_±tarator o un const_ reverse .iterator que hace referencia al último elemento del contenedor.

rend

Las dos versiones de esta función devuelven ya sea un ravaraa_itarator o un const_ reverse_iterator que hace referencia a la posición que está antes del primer elemento del contenedor.

•rase

Elimina uno o más elementos del contenedor.

olear

Elimina lodos los elementos del contenedor.

Figura 21.2

Funciones comunes de los contenedores de la STL. (Parte 2 d e 2.)

L o s a r c h iv o s d e e n c a b e z a d o p a r a c a d a u n o d e lo s c o n te n e d o r e s d e la B ib lio te c a e s tá n d a r se m u e s tr a n e n la f ig u ra 2 1 .3 . 03 c o n te n id o d e e s to s a r c h iv o s d e e n c a b e z a d o e s tá to d o e n e l

ñames-

pace std. L a f ig u ra 2 1 .4 m u e s tr a lo s e le m e n to s

typadef

c o m u n e s (p a r a c r e a r s in ó n im o s o a lia s p a ra

n o m b r e s d e tip o e x te n s o s ) q u e s e e n c u e n tra n e n lo s c o n te n e d o r e s d e p r im e r a c la s e . E s to s e le m e n to s

typedef

s e u tiliz a n e n d e c la r a c io n e s g e n é r ic a s d e v a ria b le s , p a r á m e tr o s a f u n c io n e s y v a lo re s d e

r e to m o d e la s f u n c io n e s . P o r e je m p lo ,

value_type

e n c a d a c o n te n e d o r e s s ie m p r e u n

typedef

q u e re p r e s e n ta e l tip o d e v a lo r a lm a c e n a d o e n e l c o n te n e d o r.

Archivos de encabezado de los contenedores de la Biblioteca estándar

Contiene tanto a queue como a priority_quaua.

Contiene tanto a map como a multimap. Contiene tanto a 8et como a multiset.

Figura 21.3

Archivos d e e n ca b e za d o d e los contenedores d e la Biblioteca estándar.

1. Algunos compiladores de C++ antiguos no soportan el nuevo estilo de archivos de encabezado. Muchos de estos compiladores ofrecen sus propias versiones de los nombres de los archivos de encabezado. Consulte la documen tación de su compilador para obtener más información acerca del soporte que éste ofrece para la STL.



Capitulo 21

1097

typedef

Descripción

value_type

R tipo de elemento almacenado en el contenedor.

rtference

Una referencia al tipo de elemento almacenado en el contenedor.

conat_ref«renca

Una referencia constante al tipo de elemento almacenado en el contenedor. Dicha referencia sólo puede ser utilizada para leer elementos en el contenedor y para realizar operaciones const.

pointer

Un apuntador al tipo de elemento almacenado en el contenedor.

iterator

Un iterador que apunta al tipo de elemento almacenado en el contenedor.

const_iterator

Un iterador constante que apunta al tipo de elemento almacenado en el contenedor y que puede utilizarse sólo para leer elementos.

reverse_iterator

Un iterador inverso que apunta al tipo de elemento almacenado en d contenedor. Este tipo de iterador es para iterar a través de un contenedor en sentido inverso.

const_reverse_iterator

Un iterador inverso constante que apunta al tipo de elemento almacenado en el contenedor y que puede utilizarse sólo para leer elementos. Este tipo de iterador es para iterar a través de un contenedor en sentido inverso.

difference_type

R tipo del resultado obtenido al restar dos iteradores que hacen referencia al mismo contenedor (operator- no está definido para iteradores de contenedores list y contenedores asociativos).

aixe.type

R tipo utilizado para contar elementos en un contenedor c indizar a través de un contenedor de secuencia (no se puede indizar a través de un contenedor H a t ) .

Figura 2 1 .4

Elementos t y p e d e f encontrados en los contenedores de primera clase.

Tip de rendimiento 21.3 f/i STL generalmente e\ita el uso de la herencia y las funciones virtual para favorecer el uso de la programación genérica con plantillas y así lograr un mejor rendimiento en tiempo de ejecución.

Tip de potabilidad 21.1 l/i programación con la STl. mejorará la portabilidad de su código. A l p r e p a r a r s e p a r a u tiliz a r u n c o n te n e d o r d e la S T L , e s im p o r ta n te a s e g u r a r q u e e l tip o d e e l e m e n to q u e v a y a a a lm a c e n a r s e e n el c o n te n e d o r s o p o rte u n c o n ju n to m ín im o d e f u n c io n a lid a d . Al in s e r ta r u n e le m e n to e n u n c o n te n e d o r, s e c r e a u n a c o p ia d e e s c e le m e n to . P o r e s ta ra z ó n , e l tip o d e e le m e n to d e b e p r o p o rc io n a r su p r o p io c o n s tr u c to r d e c o p ia y o p e r a d o r d e a s ig n a c ió n .

[Nota:

E s to se

r e q u ie re s o la m e n te s i la c o p ia y la a s ig n a c ió n p r e d e te r m in a d a s a n iv e l d e m ie m b r o n o r e a liz a n o p e r a c io n e s a p r o p ia d a s d e c o p ia y a s ig n a c ió n p a ra e l tip o d e l e le m e n to .] A d e m á s , lo s c o n te n e d o r e s a s o c ia tiv o s y m u c h o s a lg o ritm o s r e q u ie re n d e l a c o m p a r a c ió n d e e le m e n to s . P o r e s ta ra z ó n , e l tip o d e l e le m e n to d e b e p r o p o r c io n a r u n o p e r a d o r d e ig u a ld a d ( - ■ ) y u n o p e r a d o r m e n o r q u e (< ) .


1098


Capítulo 21

Observación de ingeniería de software 21.3 Los operadores de igualdad y menor que no son técnicamente requeridos para los elementos almacena dos en un contenedor, a menos que éstos necesiten compararse. Sin embargo, al crear código a partir de una plantilla, algunos compiladores precios al estándar requieren que se definan todas las partes de la plantilla mientras que otros compiladores requieren sólo de las partes de la plantilla que se vayan a utilizar en el programa

21.1.2 Introducción a los Iteradores L o s ite r a d o r e s tie n e n m u c h a s c a r a c te r ís tic a s e n c o m ú n c o n l o s a p u n ta d o r e s y se u tiliz a n p a r a a p u n t a r a lo s e le m e n to s d e lo s c o n te n e d o r e s d e p r im e ra c l a s e (y p a r a u n o s c u a n to s p r o p ó s ito s m á s , c o m o v e r e m o s m á s a d e la n te ) . L o s ite r a d o r e s a lm a c e n a n in f o rm a c ió n d e e s ta d o s u s c e p tib le p a ra lo s c o n t e n e d o r e s e s p e c íf ic o s e n lo s q u e o p e r a n ; p o r l o ta n to , l o s ite r a d o r e s s e im p le m e n ta n a p r o p ia d a m e n te p a r a c a d a tip o d e c o n te n e d o r. N o o b s ta n te , c ie r ta s o p e r a c io n e s d e lo s ite r a d o r e s so n u n if o rm e s p a ra to d o s lo s c o n te n e d o re s . P o r e je m p lo , e l o p e r a d o r d e d e s re fe re n c ia m ie n to ( * ) a c tú a s o b r e u n ite ra d o r p a ra q u e u s te d p u e d a u tiliz a r e l e le m e n to a l q u e a p u n ta . l a o p e r a c ió n + + e n u n ite r a d o r lo d e s p la z a a l s ig u ie n te e le m e n to d e l c o n te n e d o r ( a lg o m u y p a r e c id o a in c r e m e n ta r u n a p u n t a d o r e n u n a r r e g lo p a r a q u e a p u n te a su s ig u ie n te e le m e n to ) . L o s c o n te n e d o r e s d e p r im e ra c l a s e d e la S T L c u e n ta n c o n la s f u n c io n e s m ie m b r o b e g i n ( )

y

e n d ( ) . L a f u n c ió n b e g i n ( ) d e v u e lv e u n ite ra d o r q u e a p u n ta a l p r im e r e le m e n to d e l c o n te n e d o r. L a f u n c ió n e n d ( ) d e v u e lv e u n ite r a d o r q u e a p u n ta a l p r im e r e le m e n to m á s a llá d e l fin a l d e l c o n

i a p u n ta a *i s e r e f ie re

te n e d o r (u n e le m e n to q u e n o e x is te ). S i e l ite r a d o r o p e r a c ió n

++i

a p u n ta al “ s ig u ie n te " e le m e n to y

u n e le m e n to e s p e c ífic o , e n to n c e s la al e le m e n to a l q u e a p u n ta

i. E l

ite-

r a d o r q u e re s u lta d e e n d ( ) p u e d e u tiliz a rs e s o la m e n te e n u n a c o m p a r a c ió n d e ig u a ld a d o d e s ig u a l d a d . p a r a d e t e r m in a r si e l “ ite r a d o r m ó v il " N o s o tr o s u tiliz a m o s u n o b je to d e tip o

(i e n e s te c a s o ) iterator p a ra

h a lle g a d o a l fin a l d e l c o n te n e d o r. h a c e r re f e r e n c ia a l e le m e n to d e u n c o n

te n e d o r q u e p u e d e m o d ific a rs e . U tiliz a m o s u n o b je to d e tip o

const_iterator

p a r a h a c e r re fe

r e n c ia al e le m e n to d e u n c o n te n e d o r q u e n o p u e d e m o d ific a rs e . T a m b ié n u tiliz a m o s lo s ite r a d o r e s c o n

secuencias ( ta m b ié n c o n o c id a s c o m o rangos). E s ta s secuencias de entrada o de salida. E l p r o g ra

s e c u e n c ia s p u e d e n e s ta r e n c o n te n e d o r e s o p u e d e n s e r

m a d e la f ig u ra 2 1 .5 d e m u e s tr a c ó m o s e in tro d u c e n d a to s d e s d e la e n tra d a e s tá n d a r (u n a s e c u e n c ia d e d a to s p a ra in tr o d u c ir en u n p r o g ra m a ) u tiliz a n d o u n

istream_iterator y

c ó m o s e e n v ía n d a

to s a la s a lid a e s tá n d a r (u n a s e c u e n c ia d e d a to s c o m o sa lid a d e un p ro g ra m a ) u tiliz a n d o u n

iterator.

ostream_

E l p r o g r a m a re c ib e c o m o e n tr a d a d o s e n te r o s p o r p a r te d e l u s u a rio d e s d e e l te c la d o y

m u e s tr a la s u m a d e lo s m is m o s .2

1 // Fig. 21.5: fig21_05.cpp 2 // Demostración da las oparacionaa da entrada y salida con iteradores. 3 iinclude 4

5 using stdiicout; 6 using std::cin; 7 using std::endl; Figura 21.5

Iteradores d e flujos d e entrada y salida. (Parte 1 d e 2.)

2. En los ejemplos en este capítulo se coloca el prefijo “std i : ” antes de una función de la STL y de cada definición de un objeto contenedor de la STL en vez de colocar las instrucciones using al principio del programa, como se muestra en ejemplos anteriores. Las diferencias en los compiladores y en el complejo código que se genera al utilizar la STL hacen que sea difícil construir un conjunto apropiado de instrucciones using que permitan que el progra ma se compile sin errores. Para que estos programas puedan compilarse en la más amplia variedad de plataformas, optamos por el método del prefijo “std i :".



Capitulo 21

1099

8

9

•includ*

// oitrean itarator • istrean itar&tor

10

11

int nain ()

12

{

13 14 15 16 17 18 19

cout << "Escriba dos enteros: *> // crear istream iterator para leer valorea int desde cin std::iatream_iterator< int > entradalnt( cin ); int numerol ■ "entradalnt; ++entradalnt;

20

int numero2 - "entradalnt;

// leer int de entrada estándar // desplazar iterador al siguiente valor de entrada // leer int de entrada estándar

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

// crear oetream_iterator para escribir valores int en cout std: :oatream_iterator< int > aalidalnt( cout ); cout << "La suma es: *; *salidalnt - numerol♦ numero2; cout << endl;

// enviar resultado acout


Escriba dos enteros: 12 25 La suma es: 37 R g u ra 21.5

Iteradores d© flujos d© entrada y salida. (Parte 2 d© 2.)

La linca 16 crea un istream_iterator capaz d e extraer (introducir) valores int d el ob je to de entrada estándar cin. en una manera q u e ofrezca seguridad de tipos. La línea 18 desreferencia al iterador entrad&lnt para leer el primer entero d e cin y asigna e sc entero a numerol. Obser ve que el operador de desreferencia * q u e se aplica a entrada Int o b tien e el valor d el flujo asocia do con entradalnt; e s to e s sim ilar al d esreferenciam iento de un apuntador. La línea 19 co lo ca al iterador entradalnt en el sigu iente valor del flujo de entrada. La línea 20 introduce e l sigu iente entero desde entradalnt y lo asigna a numero2. La línea 2 3 crea un ostream_iterator que es capaz d e insertar (enviar) valores int en el objeto d e salida estándar cout. La línea 26 en vía un entero a cout asignando a *salidalnt la

numerol y numero2. O bserve el uso del operador de desreferencia * para utilizar a "salidaint com o Ivahte en la instrucción de asignación. Si desea enviar otro valor utilizando salidalnt, el iterador d eb e increm entarse con + + (puede utilizarse el preincrem ento y el p ostin

sum a de

crem ento).

Tip de prueba y depuración 21.2 El operador * (desreferencia) de cualquier iterador conot devuelve una referencia conat al ele mento del contenedor, deshabilitando así el uso de las funciones miembro que no son conat.

Error común de programación 21.1 Intentar des referenciar un iterador colocado fuera de su contenedor es un error de lógica en tiempo de ejecución. En especial el iterador des uelto por and ( ) no puede ser desreferenciado ni incrementado.


1100


Capítulo 21

Error común de programación 21.2 Al intentar crear un iterador que no es compilación.

conmt para un contenedor conat se produce un error de

L a f ig u r a 2 1 .6 m u e s tr a la s c a te g o ría s d e ite r a d o r e s u tiliz a d a s p o r la S T L . C a d a c a te g o r ía o f re c e u n c o n ju n to e s p e c ífic o d e fu n c io n a lid a d .

La figura 2 1 .7 muestra la jerarquía de categorías d e iteradores. A m edida que vaya sigu iend o la jerarquía d esd e la parte superior hasta la inferior, notará que cada categoría d e iteradores soporta to da la funcionalidad d e las categorías que están por en cim a de ella en la figura. Por lo tanto, los tipos d e iteradores “ m ás d ébiles" se encuentran en la parte superior y el tip o d e iterador más poderoso se encuentra en la parte inferior. O bserve que ésta no e s una jerarquía de herencia.

Categoría

Descripción

entrada

Utilizada para leer un elemento de un contenedor. Un iterador de entrada puede desplazarse sólo en dirección hacia adelante (es decir, desde el inicio del contenedor hasta su final), un elemento a la vez. Los iteradores de entrada soportan sólo algoritmos de una pasada: no puede utilizarse el mismo iterador de entrada pora pasar a través de una secuencia dos veces.

salida

Se utiliza para escribir un elemento en un contenedor. Un iterador de salida puede desplazarse sólo en dirección hacia adelante, un elemento a la vez. Los iteradores de salida soportan sólo algoritmos de una pasada: el mismo iterador de salida no puede utilizarse para pasar a través de una secuencia dos veces.

de avance

Combina las capacidades de los iteradores de entrada y de salida, y retiene su posición en el contenedor (como información sobre el estado).

bidireccional

Combina las capacidades de un iterador de avance con la habilidad para desplazarse en dirección hacia atrás (es decir, desde el final del contenedor hasta su inicio). Los iteradores bidireccionales soportan algoritmos de varias pasadas.

de acceso aleatorio

Combina las capacidades de un iterador bidireccional con la habilidad para tener acceso directo a cualquier elemento del contenedor (es decir, para saltar hacia adelante o hacia atrás un número arbitrario de elementos).

R gura 21.6

Categorías d e Iteradores.

input

output

forward

bidirectional

random accesa Rgura 21.7

Jerarquía d e categorías d e Iteradores.



Capitulo 21

1101

L a c a te g o r ía d e ¡ te ra d o re s q u e s o p o r ta c a d a c o n te n e d o r d e te r m in a si é s te p u e d e u tiliz a rs e c o n c ie r to s a lg o ritm o s e n la S T L . L o s c o n te n e d o r e s q u e s o p o r ta n a lo s ite r a d o r e s d e a c c e s o a le a to r io p u e d e n u tiliz a rs e c o n to d o s lo s a l g o r itm o s d e l a S T L . C o m o v e re m o s , lo s a p u n ta d o r e s e n lo s a r r e g lo s p u e d e n u tiliz a rs e e n v e z d e lo s ite r a d o r e s e n la m a y o ría d e lo s a lg o ritm o s d e la S T L , in c lu y e n d o a q u e llo s q u e r e q u ie re n d e lo s ite r a d o r e s d e a c c e s o a le a to rio . L a f ig u r a 2 1 .8 m u e s tr a la c a te g o r ía d e ¡ te ra d o re s s o p o r ta d o s p o r c a d a u n o d e lo s c o n te n e d o re s d e la S T L . H a y q u e te n e r e n c u e n ta q u e s ó lo lo s c o n te n e d o re s

vector, deque, list, set, multiset, map

y

multimap

( e s d e c ir, lo s

c o n te n e d o r e s d e p r im e ra c la s e ) p u e d e n re c o rr e r s e c o n ite ra d o re s .

Observación de ingeniería de software 21.4 El uso del “ilerador más débil ” que genera un rendimiento aceptable ayuda a producir componentes con una máxima capacidad de reutilización. L a fig u ra 2 1 .9 m u e s tra a lo s e le m e n to s

typedef

d e lo s ite r a d o r e s p r e d e f in id o s q u e s e e n c u e n

tr a n e n la s d e f in ic io n e s d e c la s e d e lo s c o n te n e d o r e s d e la S T L . N o to d o s lo s n id o s p a ra c a d a c o n te n e d o r. N o s o tr o s u tiliz a m o s v e r s io n e s

const

typedef

e s tá n d e f i

d e lo s ite r a d o r e s p a r a r e c o r r e r

c o n te n e d o r e s d e só lo le c tu ra . U tiliz a m o s ite r a d o r e s in v e rs o s p a ra r e c o r r e r lo s c o n te n e d o r e s e n d ir e c c ió n in v e rsa .

Contenedor

Upo de ¡tocador soportado

Contenedores de secuencia

vector

acceso aleatorio

deque

acceso aleatorio

list

bidireccional

Contenedores asociativos

set multiset

bidireccional

map

bidireccional

multimap

hidirecdonal

bidireccional

Adaptadores de contenedores

stack queue

no se soportan iteradores

priority_queue


Figura 21.8


Tipos de Iteradores soportados por c a d a contenedor d e la Biblioteca estándar.

Elementos typedef predefinidos para los %>os de lloradores

Dirección de +♦

Capacidad

iterator

avance

lectura/escritura

const_.it erator

avance

lectura

reverse_.it erator const_reverse_iterator

retroceso

lectura/escritura

retroceso

lectura

Figura 21.9

Elementos typedef de los Iteradores.


1102


Capítulo 21

Tip de prueba y depuración 21.3 Las operaciones realizadas sobre un constitmrator devuelven referencias conmt para evitar que se modifiquen los elementos del contenedor que se está manipulando. Use preferentemente itera * dores del tipo conat_ltmrator en vez de itmrator siempre que sea apropiado. Éste es otro ejemplo del principio del menor privilegio. L a f ig u ra 2 1 .1 0 m u e s tr a c i e r ta s o p e r a c io n e s q u e p u e d e n re a liz a r s e s o b r e c a d a tip o d e ¡te ra d o r. O b s e r v e q u e la s o p e r a c io n e s p a r a c a d a tip o d e o p e r a d o r in c lu y e n a to d a s la s o p e r a c io n e s a n te r io r e s a e s e tip o e n la fig u ra . O b s e r v e ta m b ié n q u e , p a ra lo s ite ra d o re s d e e n tra d a y d e s a lid a , n o e s p o s i b le g u a r d a r e l ite r a d o r y u til iz a r d e s p u é s e l v a lo r g u a r d a d o .

D escripción

O peración d e iterador

Todos los iteradores

++p

Preincrementar un operador.

P++

Postincrementar un operador.

Iteradores de entrada Dcsrefcrenciar un iterador (para utilizarlo como un nalue).

*P p - pl

Asignar un ¡terador a otro. Comparar igualdad de iteradores.

P — Pl p 1- pl

Comparar desigualdad de operadores.

Iteradores de salida Dcsrefcrenciar un iterador (para utilizarlo como un tvalue).

*P P - Pl

Asignar un iterador a otro.

lteñidores de avance

Los iteradores de avance proporcionan toda la funcionalidad de los iteradores de entrada y de salida

Iteradores bidireccionales —P

Predecrementar un iterador.

P--

Postdecrcmentar un ¡terador.

1teñidores de acceso aleatorio

P ♦- i

Incrementar el iterador p en i posiciones.

P —

Decrementar el iterador p en i posiciones.

i

P ♦ i p - i

Produce un iterador colocado en p. incrementado en i posiciones.

p[ i 1

Devuelve una referencia al desplazamiento del elemento de p. por i posiciones.

P < Pl

Devuelve t r u e si el ¡terador p es menor que el iterador pl (es decir, si el iterador p se encuentra antes que el iterador pl en el contenedor); en cualquier otro caso devuelve falsa.

P <- Pl

Devuelve t r u e si el iterador p es menor o igual que el ¡terador pl (es decir, si el ¡terador p se encuentra antes o en la misma ubicación que el ¡terador pl en el contenedor); en cualquier otro caso devuelve falsa.

Rgura 21.10

FYoduce un ¡terador colocado en p. decrcmentado en i posiciones.

Operaciones de iteradores para ca d a tipo de Iterador (Parte 1 de 2.)



Capitulo 21

1103

Operación de Morador

Descripción

p > pl

Devuelve true si el iterador p es mayor que el ilerador pl (es decir, si el iterador p se encuentra después que el iterador pl en el contenedor); en cualquier otro caso devuelve falsa.

p >« pl

Devuelve trua si el iterador p es mayor o igual que el iterador pl (es decir. si el iterador p se encuentra después o en la misma ubicación que el iterador pl en el contenedor); en cualquier otro caso devuelve falsa.

Rgura 21.10

Operaciones de Iteradores para c a d a tipo de Iterador (Parte 2 d e 2.)

21.1.3 Introducción a los algoritmos U n a s p e c to c r u c ia l d e la S T L e s q u e c u e n ta c o n a lg o ritm o s q u e p u e d e n u tiliz a rs e g e n é r ic a m e n te a tra v é s d e u n a v a rie d a d d e c o n te n e d o re s . L a S T L o f re c e m u c h o s d e lo s a l g o r itm o s q u e u s te d u tiliz a rá f re c u e n te m e n te p a r a m a n ip u la r c o n te n e d o re s . L o s a lg o ritm o s p a ra in s e rta r, e lim in a r, b u s c a r, o r d e n a r y d e m á s so n a p r o p ia d o s p a ra a lg u n o o to d o s lo s c o n te n e d o r e s d e la S T l.. E s ta b ib lio te c a in c lu y e a p r o x im a d a m e n te 7 0 a lg o ritm o s e s tá n d a r. N o s o tr o s le o f re c e m o s e je m p lo s d e c ó d ig o a c tiv o d e la m a y o ría d e e s to s a lg o ritm o s y s in te tiz a m o s a lo s d e m á s e n ta b la s . L o s a l g o r itm o s o p e r a n s o b r e lo s e le m e n to s d e lo s c o n te n e d o r e s s o la m e n te e n f o rm a in d ir e c ta , a tr a v é s d e lo s a e r a d o r e s . M u c h o s a lg o ritm o s o p e r a n e n s e c u e n c ia s d e e le m e n to s d e f in id a s p o r p a r e s d e ite ra d o rc s : u n p r im e r ite r a d o r q u e a p u n ta a l p r im e r e le m e n to d e la s e c u e n c ia y u n s e g u n d o ite r a d o r q u e a p u n ta a u n e le m e n to m á s a l lá d e l ú ltim o e le m e n to d e la s e c u e n c ia . A d e m á s , e s p o s ib le c r e a r s u s p r o p io s n u e v o s a lg o ritm o s q u e o p e r e n e n u n a f o r m a s im ila r, d e m a n e r a q u e p u e d a n u tiliz a rs e c o n lo s c o n te n e d o r e s e ite r a d o r e s d e la S T L . L o s a l g o r itm o s c o m ú n m e n te d e v u e lv e n ite r a d o r e s q u e in d ic a n s u s re s u lta d o s . P o r e je m p lo , e l a l g o r itm o

fin

d ( ) lo c a liz a u n e le m e n to y d e v u e lv e u n ite r a d o r a e s c e le m e n to . S i e l e le m e n to n o se

e n c u e n tra f i n d ( ) d e v u e lv e e l ite ra d o r e n d ( ) , q u e p u e d e e v a lu a rs e p a r a d e te r m in a r si s e e n c o n tr ó o n o u n e le m e n to (al d e v o lv e r e n d ( ) s e a s u m e q u e s e h iz o u n a b ú s q u e d a e n to d o e l c o n te n e d o r) . E l a lg o ritm o

f in

d ( ) p u e d e u tiliz a rs e c o n c u a lq u ie r c o n te n e d o r d e la S T L . L o s a lg o ritm o s d e la S T L

c r e a n o tr a o p o r tu n id a d m á s p a r a la r e u tiliz a c ió n . E l u s o d e l a v a s ta c o le c c ió n d e a lg o ritm o s p o p u la re s p u e d e a h o r r a r a lo s p r o g r a m a d o r e s b a s ta n te tie m p o y e s fu e rz o . S i u n a lg o ritm o u tiliz a ite r a d o r e s m e n o s p o d e r o s o s , é s te p u e d e u tiliz a rs e ta m b ié n c o n c o n te n e d o r e s q u e s o p o r te n ite r a d o r e s m á s p o d e ro s o s . A lg u n o s a l g o r itm o s d e m a n d a n e l u s o d e ite r a d o r e s p o d e r o s o s ; p o r e je m p lo , sort d e m a n d a e l u s o d e ite r a d o r e s d e a c c e s o a le a to rio .

Observación de ingeniería de software 21.5 J< íhJ La STL está implementada en forma concisa. Hasta ahora, los diseñadores de clases habían asociado
tenedores. La STL toma un enfoque distinto. Los algoritmos se separan de los contenedores y operan sobre los elementos de éstos sólo indirectamente, a través de los iteradores. Esa separación facilita la escritura de algoritmos genéricos que se apliquen a muchas clases de contenedores.

Observación de ingeniería de software 21.6 La STL es extensible. Resulta muy sencillo agregar nuews algoritmos sin necesidad de modificar los contenedores de la STL

Observación de ingeniería de software 21.7 Los algoritmos de la STL pueden operar sobre los contenedores de la STL y sobre arreglos estilo C, basados en apuntadores.


f 104


Capítulo 21

Tip de portabilidad 21.2 Como los algoritmos de la STL procesan contenedores sólo en forma indirecta a través de los iteradores. un algoritmo a menudo puede utilizarse con muchos contenedores distintos. L a f ig u ra 21 .1 1 m u e s tra m u c h o s d e lo s

algoritmos alteradores de secuencia; e s

d e c ir , lo s a l g o

r itm o s q u e p r o d u c e n m o d if ic a c io n e s e n lo s c o n te n e d o r e s a lo s q u e s e a p lic a n . L a f ig u ra 2 1 .1 2 m u e s tra m u c h o s d e lo s a lg o ritm o s n o a lte r a d o r e s d e s e c u e n c ia ; e s d e c ir, lo s a l g o r itm o s q u e n o p ro d u c e n m o d if ic a c io n e s e n lo s c o n te n e d o re s a lo s q u e s e a p lic a n . L a fig u ra 2 1 .1 3 m u e s tr a lo s a lg o ritm o s n u m é r ic o s d e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o < n u m e r i c > .

Algoritmos alteradores de secuencia

copy

reaove

reverse_copy

copyjbackward

reaove_copy

rotate

fill

reaove_copy_i£

fill_n

reaove_if

rotate_copy stable partition

generate generate_n

replace

swap

replace_copy

iter_swap

replace_copy_if

swap_range8 transform

partition

replace_if

unique

randoan_shuf fle

reverse

unique_copy

Figura 21.11

Algoritmos alteradores d e secuencia.

Algoritmos no alteradores de secuencia

adjacent_£ind

find

misaatch

count

find_each

search

count_i£

find end

equal

find_first_of

find_if search n

figura 21.12

Algoritmos no alteradores d e secuencia.

Algoritmos numéricos del archivo de encabezado accumúlate

inner product

partial_sum

adjacent_difference

R g u r a 2 1 .1 3

Algoritmos numéricos del archivo de e n ca b e za d o < n u m e r i c > .



Capitulo 21

1105

21.2 Contenedores de secuencia L a B ib lio te c a e s tá n d a r d e p la n tilla s d e C + + c u e n ta c o n tr e s c o n te n e d o r e s d e s e c u e n c ia :

liat

deque.

y

L a c la s e

vector

y la c la s e

deque

s e b a s a n e n a rre g lo s . L a c la s e

p le m e n ta u n a e s tr u c tu r a d e d a to s d e lis ta e n la z a d a , s im ila r a n u e s tr a c l a s e

Lista

vector. list im -

p r e s e n ta d a e n el

c a p ítu lo 17 p e ro m á s ro b u sta . U n o d e lo s c o n te n e d o r e s m á s p o p u la re s e n l a S T L e s

Arreglo

n a c ió n d el tip o d e c l a s e

vector. L a

c la s e

vector e s u n a re fi vector p u e d e

in te lig e n te q u e c r e a m o s e n e l c a p ítu lo 8. U n

c a m b ia r su ta m a ñ o e n f o r m a d in á m ic a . A d if e r e n c ia d e lo s a r r e g lo s “ p u r o s ” d e C y C + + ( v e a e l c a p í tu lo 4 ), lo s c o n te n e d o r e s

vector

p u e d e n a s ig n a r s e u n o a o tro . E s to n o e s p o s ib le c o n lo s a r r e g lo s

e s tilo C b a s a d o s e n a p u n ta d o r e s , y a q u e e s o s n o m b re s d e a r r e g lo s s o n a p u n ta d o r e s c o n s ta n te s y n o p u e d e n s e r d e s tin o s d e a s ig n a c io n e s . A l ig u a l q u e c o n lo s a r r e g lo s d e C , e l u so d e s u b ín d ic e s e n c o n te n e d o r e s

vector

n o r e a liz a u n a c o m p r o b a c ió n d e ra n g o a u to m á tic a , p e r o la c l a s e

o f re c e e s ta c a p a c id a d m e d ia n te la f u n c ió n m ie m b r o

vector

sí

at.

Tip de rendimiento 21.4 la inserción en la parte final de un vector es un proceso eficiente. F.l vector simplemente crece, si es necesario, para dar cabida al nuevo elemento. Es costoso insertar (o eliminar) un elemento a la mitad de un vector: toda la porción completa del vector después del punto de inserción (o elimi nación) debe desplazarse, ya que los elementos de un v e c t o r ocupan celdas contiguas en memoria, al igual que los arreglos “puros" de C o C++. L a f ig u ra 2 1 .2 p r e s e n ta la s o p e r a c io n e s c o m u n e s p a r a to d o s lo s c o n te n e d o r e s d e la S T L . A p a r te d e e s a s o p e r a c io n e s , c a d a c o n te n e d o r g e n e r a lm e n te c u e n ta c o n u n a v a rie d a d d e c a p a c id a d e s a d i c io n a le s . M u c h a s d e e s ta s c a p a c id a d e s so n c o m u n e s p a r a v a rio s c o n te n e d o re s . S in e m b a r g o , e s ta s o p e r a c io n e s n o s ie m p r e s o n ig u a l d e e f ic ie n te s p a r a c a d a c o n te n e d o r. E l p r o g r a m a d o r d e b e e le g ir el c o n te n d o r m á s a p r o p ia d o p a r a la a p lic a c ió n .

Tip de rendimiento 21.5 Las aplicaciones que requieren de inserciones y eliminaciones frecuentes en ambos extremos de un conte nedor por lo general utilizan un contenedor deque, en vez de un vector. Aunque podemos insertar y eliminar elementos en la parte inicial y final tanto de un vector como de un deque, la clase deque es más eficiente que vector para llegar a cabo inserciones y eliminaciones en la parle inicial.

Tip de rendimiento 21.6 Las aplicaciones con inserciones y eliminaciones frecuentes a la mitad y/o a los extremos de un contene dor por lo general utilizan un contendor Hat. debido a su eficiente implementación de los procesos de inserción y eliminación en cualquier parte de la estructura de datos. A d e m á s d e la s o p e r a c io n e s c o m u n e s d e s c r ita s e n la f ig u ra 2 1 .2 , lo s c o n te n e d o r e s d e s e c u e n c ia tie n e n o tr a s o p e r a c io n e s c o m u n e s : c o n te n e d o r,

back

front

p a r a d e v o lv e r u n a r e f e r e n c ia a l p r im e r e le m e n to e n el

p a ra d e v o lv e r u n a r e f e r e n c ia a l ú ltim o e le m e n to e n e l c o n te n e d o r,

p a r a in s e rta r u n n u e v o e le m e n to a l fin a l d e l c o n te n e d o r y

pop_back

push_back

p a ra q u ita r e l ú ltim o e l e m e n

to d e l c o n te n e d o r.

21.2.1 Contenedor de secuencia v e c t o r L a c la se

vector

o f r e c e u n a e s tr u c tu r a d e d a to s c o n lo c a c io n e s c o n tig u a s e n m e m o r ia .3 E s to p e r m i

te u n a c c e s o e f ic ie n te y d ir e c to a c u a lq u ie r e le m e n to d e u n v e c to r, m e d ia n te e l o p e r a d o r d e s u b ín d ic e

3. La memoria contigua no es realmente un estándar de C++. Sin embargo, el comité para el estándar C++ busca que la memoria contigua sea un requerimiento para la clase v e c t o r .


1106


Capítulo 21

[ ] e n f o r m a id é n tic a a u n a r re g lo “ p u r o " d e C o C + + . L a c la s e v e c t o r se u tiliz a m á s c o m ú n m e n te c u a n d o lo s d a to s e n e l c o n te n e d o r d e b e n o r d e n a rs e y s e r fá c ilm e n te a c c e s ib le s m e d ia n te u n s u b ín d i ce . C u a n d o la m e m o ria d e u n v e c t o r se a g o ta , é s te a s ig n a u n á r e a c o n tig u a d e m e m o ria m á s e x te n s a , c o p ia lo s e le m e n to s o r ig in a le s e n la n u e v a á r e a d e m e m o r ia y d e s a s ig n a la m e m o ria a n te rio r.

Tip de rendimiento 21.7 Seleccione el contenedor vector con el mejor rendimiento de acceso aleraorio.

Tip de rendimiento 21.8 &

lo s objetos de la clase vector ofrecen un acceso indizado rápido mediante el operador de subíndi ce [] sobrecargado, ya que se almacenan en espacios contiguos al igual que un arreglo puro de C o

c+ +. Tip de rendimiento 21.9

tlÉ

Es más rápido insertar muchos elementos al mismo tiempo que uno a la vez.

U n a p a r te im p o r ta n te d e to d o c o n t e n e d o r e s e l tip o d e ite r a d o r q u e s o p o rta . E s to d e te r m in a q u é a lg o r itm o s p u e d e n a p lic a rs e a e s e c o n te n e d o r. U n v e c t o r s o p o r ta lo s ¡ te ra d o re s d e a c c e s o a le a to r io ; e s d e c ir, to d a s la s o p e r a c io n e s q u e s e m u e s tr a n e n la fig u ra 2 1 .1 0 p u e d e n a p lic a r s e a l ite r a d o r d e un v e c t o r . T o d o s lo s a lg o ritm o s d e la S T L p u e d e n o p e ra r s o b re u n v e c t o r . L o s ite ra d o re s p a ra un v e c to r

se im p lc m c n ta n n o r m a lm e n te c o m o a p u n ta d o r e s a lo s e le m e n to s d e l v e c t o r . C a d a u n o

d e lo s a lg o ritm o s d e la S T L q u e to m a n ¡ te ra d o re s c o m o a r g u m e n to s r e q u ie re n q u e é s to s c u e n te n c o n u n m ín im o n iv e l d e fu n c io n a lid a d . P o r e je m p lo , si u n a lg o r itm o r e q u ie r e d e u n ite r a d o r d e a v a n c e , e s e a lg o r itm o p u e d e o p e r a r e n c u a lq u ie r c o n te n e d o r q u e c u e n te c o n ite r a d o r e s d e a v a n c e , b id ir e c c io n a le s o d e a c c e s o a le a to rio . M ie n tr a s q u e e l c o n te n e d o r s o p o r te la f u n c io n a lid a d m ín im a d e l ite ra d o r d e e s c a lg o ritm o , é s te p u e d e o p e r a r s o b r e e l c o n te n e d o r. L a f ig u r a 2 1 .1 4 m u e s tr a v a ria s f u n c io n e s d e la p la n tilla d e c l a s e v e c t o r . M u c h a s d e e s ta s fu n c i o n e s e s tá n d is p o n ib le s e n to d o s lo s c o n te n e d o r e s d e p rim e ra c l a s e d e la B ib lio te c a e s tá n d a r. D e b e in c lu ir e l a rc h iv o d e e n c a b e z a d o < v e c t o r >

p a r a p o d e r u tiliz a r la c l a s e v e c t o r .

1 // Fig. 21.14: fig21_14.cpp // Demostración de la plantilla de clase vector de la biblioteca estándar. 3 finclude 4 5 uslng std::cout; 6 uslng std::cin; 7 uslng std::endl;

2

8

9

•inelude

// definición de la plantilla de clase vector

10

11 12 13 14 15 16 17

// prototipo para la plantilla de función imprimírVector templete < class T > void imprimirVector( const std::vector< T > &enteros2 ); int main<) { const int TAMJLNIO - 6/

Rgura 21.14

La plantilla d e clase v e c t o r de la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 3.)



Capitulo 21

18 19 20

int arreglo! TAMANIO ] - { 1, 2, 3, 4, 5, 6 ); std::vector< Int > enteros;

21

22 23 24 25 26 27

cout << << << <<

"El taman io inicial de enteros es: " enteros.sizeO w\nLa capacidad inicial de enteros es: " enteros.capacity();

//la ftinción push secuencia enteros.puah_back( enteros.push_back( enteros.push_back(

back se encuentra en todas las colecciones de

28 2 ); 3 ); 29 4 ); 30 31 32 cout << w\nEl taman io de enteros es: " << enteros.size () 33 << *\nl>a capacidad de enteros es: " 34 << enteros.capacity!); 35 36 cout << "\n\nMostrar arreglo usando notación de apuntadores: " j 37 38 for ( int *ptr » arreglo; ptr I- arreglo ♦ TAMANIO; ++ptr ) 39 cout << *ptr << ' '; 40 41 cout << "\nMostrar vector usando notación de iteradores: *; 42 imprimírVector( enteros ); 43 44 cout << "\nContenido invertido del vector enteros: 45 46 std::vector< int >::reverse_iterator iteradorInverso; 47 48 for ( iteradorlnverso - enteros.rbegin(); 49 iteradorlnverso1■ enteros.rend(); ♦♦iteradorlnverso ) 50 cout << ‘iteradorlnverso << * '; 51 52 53 cout << endl; 54 retura 0; 55 56 57 } // fin de main 58 59 // plantilla de función para mostrar los elementos del vector 60 templete < clase T > 61 void imprimírVector( const std::vector< T > &enteros2 ) 62 { 63 std::vector< T >:¡const iterator iteradorConst; 64 for ( iteradorConst ■ enteros2 .begin(); 65 66 iteradorConst 1- enteros2.end(); 67 iteradorConst♦♦ ) 68 cout << ‘iteradorConst << * '; 69 70 ) // fin de la función imprimí rVector Rgura 21.14

La plantilla d e clase v e c t o r d e la Biblioteca estándar. (Parte 2 d e 3.)


1107

1108

El La El La


Capítulo 21

tamanio inicial da antaros as: 0 capacidad inicial da antaros es: 0 tamanio da antaros as: 3 capacidad da antaros as: 4

Mostrar arreglo usando notación da apuntadoras: 1 2 3 4 5 6 Mostrar vector usando notación da itaradoras: 2 3 4 Contanido invertido del vactor antaros: 4 3 2

Figura 21.14

La plantilla d e clase

vector d e la Biblioteca estándar. (Parte 3 de 3.)

enteros d e la c la s e vector q u e a lm a c e n a v a lo re s vector v a c ío c o n ta m a ñ o 0 (e s d e c ir, e l n ú m e ro d e e l e m e n to s a lm a c e n a d o s e n e l vector) y c a p a c id a d 0 (e s d e c ir , e l n ú m e r o d e e le m e n to s q u e p u e d e n a lm a c e n a r s e s in a s ig n a r m á s m e m o r ia al vector). L a s lín e a s 2 3 y 25 d e m u e s tra n e l u s o d e la s f u n c io n e s size y capacity; c a d a u n a d e v u e lv e in ic ia lm e n te 0 p a r a e l vector enteros e n e s te e je m p lo . L a f u n c ió n size ( d is p o n ib le e n to d o s L a lin c a 2 0 d e f in e u n a in s ta n c ia lla m a d a

int. A l

c r e a r la in s ta n c ia d e e s te o b je to , s e c r e a u n

lo s c o n te n e d o r e s ) d e v u e lv e e l n ú m e r o d e e l e m e n to s a c tu a lm e n te a lm a c e n a d o s e n e l c o n te n e d o r. L a f u n c ió n

capacity

d e v u e lv e e l n ú m e ro d e e le m e n to s q u e p u e d e n a lm a c e n a r s e e n e l

vector

an

te s d e q u e é s te c a m b ie d e ta m a ñ o d in á m ic a m e n te p a r a d a r c a b id a a m á s e le m e n to s .

push_back ( d is p o n ib le e n to d o s lo s c o n te n e d o r e s d e s e vector. S i s e a g r e g a u n e le m e n to a u n vector lle im p le m e n ta c io n e s d e la S T L h a c e n q u e el vector a u m e n te

L a s lín e a s 2 8 a 3 0 u tiliz a n la f u n c ió n

c u e n c ia ) p a ra a g r e g a r u n e le m e n to a l fin a l d e l n o , é s te a u m e n ta s u ta m a ñ o ; a lg u n a s s u ta m a ñ o a l d o b le .

Tip de rendimiento 21.10 m

El proceso de duplicar el valor de un v e c to r cuando se necesita más espacio puede provocar un des perdicio considerable del mismo. Por ejemplo, un v e c to r lleno con 1,000,000 de elementos cambia su tamaño para dar cabida a 2.000.000 de elementos cuando se agregue uno nue\o. Esto deja a 999.999 elementos sin usar. Los programadores pueden utilizar a r e a l xe() para controlar mejor el uso del espacio.

capacity p a r a m o s tra r e l n u e v o ta m a ñ o y c a p a c id a d d e l vector d e s p u é s d e la s o p e r a c io n e s c o n push_back. L a f u n c ió n size d e v u e lv e 3 : e l n ú m e ro d e e le m e n to s a g r e g a d o s a l v e c to r. L a f u n c ió n capacity d e v u e lv e 4 , in d ic a n d o q u e p o d e m o s a g r e g a r u n e le m e n to a d ic io n a l s in n e c e s id a d d e a s ig n a r m á s m e m o r ia p a r a e l vector. C u a n d o a g r e g a m o s e l p r im e r e le m e n to , e l ta m a ñ o d e enteros s e h iz o 1 y la c a p a c id a d ta m b ié n s e h iz o 1. C u a n d o a g r e g a m o s e l s e g u n d o e le m e n to , e l ta m a ñ o d e enteros s e h iz o 2 y la c a p a c id a d ta m b ié n s e h iz o 2. C u a n d o a g r e g a m o s e l te r c e r e le m e n to , e l ta m a ñ o d e enteros se h iz o 3 y la c a p a c id a d 4. S i a g r e g a m o s d o s e le m e n to s m á s , e l ta m a ñ o d e enteros s e ría d e 5 y la c a p a c id a d d e 8. L a c a p a c id a d s e d u p lic a c a d a v e z q u e s e lle n a e l e s p a c io to ta l a s ig n a d o a l vector y s e a g r e g a o tr o e le m e n to . L a s lín e a s 3 2 y 3 4 u tiliz a n a

size

y a

L a s lín e a s 3 8 y 3 9 d e m o s tr a r o n c ó m o m o s tra r el c o n te n id o d e u n a r r e g lo m e d ia n te e l u so d e a p u n ta d o re s y a ritm é tic a d e a p u n ta d o re s . L a lín e a 4 2 lla m a a la fu n c ió n

imprimírVector

(d e fin i

vector, u tiliz a n d o ¡te ra d o re s . L a p la n tilla const a u n vector (enteros2) c o m o s u a rg u m e n to . L a lín e a 6 3 d e f in e a u n const_iterator lla m a d o iteradorConst q u e ite ra a tra v é s d e l vector y m u e s tr a s u c o n te n id o . U n const_iterator p e r m ite a l p r o g ra m a le e r lo s e le m e n to s d e l vector, p e ro n o p e r m ite q u e e l p r o g ra m a m o d if iq u e a e s to s e le m e n to s . L a e s tr u c tu r a for q u e a p a r e c e e n la s lín e a s 6 5 a 6 8 in ic ia liz a a iteradorConst m e d ia n te e l u so d e la fu n d a e n la s lín e a s 6 0 - 7 0 ) p a r a m o s tra r e l c o n te n id o d e u n d e f u n c ió n

imprimirVector

r e c ib e u n a r e f e r e n c ia



Capitulo 21

vector, q u e d e v u e lv e un const_iterator a l p r im e r e le m e n to e n el begin q u e d e v u e lv e u n iterator q u e p u e d e u tiliz a rs e p a r a lo s c o n te n e d o r e s q u e n o so n const. O b s e r v e q u e s e d e v u e lv e u n const_iterator d e b id o a q u e el id e n titlc a d o r enteros2 s e d e c la r ó c o m o const e n la lis ta d e p a r á m e tr o s d e la f u n c ió n imprimirVector. E l c ic lo c o n tin ú a m ie n tra s q u e iteradorConst n o lle g u e a l fin a l d e l vector. E s to s e d e te r m in a m e d ia n te la c o m p a r a c ió n d e iteradorConst c o n el r e s u lta d o d e enteros2.end() , q u e d e v u e lv e u n ite r a d o r q u e in d ic a la p o s ic ió n q u e e s tá d e s p u é s d e l ú ltim o e le m e n to d el vector. S i iteradorConst e s ig u a l a e s te v a lo r, s e h a lle g a d o a l fin al d e l vector. L a s f u n c io n e s begin y end e s tá n d is p o n ib le s p a r a to d o s lo s c o n te n e d o r e s d e p r im e ra c la s e . FJ c u e r p o d e l c ic lo d c s r e f c r e n c ia a l ite r a d o r iteradorConst p a r a o b te n e r e l v a lo r e n e l e le m e n to a c tu a l d e l vector. R e c u e rd e q u e e l ite r a d o r a c tú a c o m o u n a p u n ta d o r al e le m e n to y q u e e l o p e r a d o r * e s t á s o b r e c a r g a d o p a r a d e v o lv e r e l v a lo r d e l e le m e n to . L a e x p r e s ió n iteradorConst*+ ( lín e a 6 7 ) c o lo c a a l ite r a d o r e n e l s ig u ie n te e le m e n to d e l vector. c ió n m ie m b r o

vector;

begin

1109

de

h a y o tr a v e rs ió n d e

Tip de prueba y depuración 21.4 Sólo los ¡teñidores de acceso aleatorio soportan al opemdor <. Es mejor utilizar / - y e n d ( ) pañi evaluar el fin del contenedor. L a lín e a 4 6 d e c la ra u n

vector

reverse_iterator

q u e p u e d e u tiliz a rs e p a r a ite r a r a tr a v é s d e un

e n f o rm a in v e rsa . T o d o s lo s c o n te n e d o r e s d e p r im e r a c l a s e s o p o rta n e s te tip o d e ite ra d o r.

L a s lín e a s 4 8 a 51 u tiliz a n u n a e s tr u c tu r a p a r a ite ra r a tr a v é s d e l

vector. E n

for

imprimirVector rbegin (e s d e c ir , e l ite r a d o r d e l p u n c o n te n e d o r ) y rend ( e s d e c ir, e l ite r a d o r d e l

s im ila r a la d e la f u n c ió n

e s te c ic lo , la s f u n c io n e s

to in ic ia l p a r a ite r a r e n s e n tid o in v e r s o a tr a v é s d e l

p u n to fin al p a r a ite r a r e n s e n tid o in v e rs o a tra v é s d e l c o n te n e d o r ) d e lin c a n e l ra n g o d e e le m e n to s a

begin y end. rbegin y rend p u e reveráe_iterator s e g ú n s i e l c o n t e n e

m o s t r a r e n s e n tid o in v e rs o . A l ig u a l q u e c o n la s f u n c io n e s d e n d e v o lv e r u n

const_reverse_iterator

o un

d o r e s o n o c o n s ta n te . L a f ig u ra 2 1 .1 5 m u e s tr a a la s f u n c io n e s q u e p e rm ite n la r e c u p e r a c ió n y m a n ip u la c ió n d e l o s e l e

vector q u e to m a d o s enteros. R e c u e rd e q u e lo s a p u n ta d o r e s a u n a r re g lo p u e d e n u tiliz a rs e c o m o ite ra d o re s. L a lín e a 17 in ic ia liz a a enteros c o n e l c o n te n id o d e l a r re g lo e n te r o a. d e s d e la p o s ic ió n a h a s ta ( p e r o s in in c lu ir ) la p o s ic ió n a + TAMANIO. m e n to s d e u n

vector.

L a lín e a 17 u tiliz a u n c o n s tr u c to r s o b r e c a r g a d o d e

¡ te ra d o re s c o m o a r g u m e n to s p a r a in ic ia liz a r a

1 // Fig. 21.15: fig21_15.cpp 2 // Prueba de las funciones de manipulación de elementos de la 3 // plantilla de clase vector de la Biblioteca estándar. 4 •inelude 5

6 using stdxicout; 7 using std;:endl; 8

9 10

•inelude •inelude

// definición de la plantilla de clase vector // algoritmo copy

11

12

int main()

13 14

{

const int TAMANIO - 6;

Figura 21.15

Funciones de manipulación de elementos d e la plantilla d e clase v e c t o r de la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 3.)


1110

15


a rre g lo [

in t

Capítulo 21

TAMANIO ] - < 1 , 2 , 3, 4, 5, 6 ) ;

16 17 18 19 20 21

s t d : : v e c t o r e n t e r o s ( a r r e g l o , a r r e g l o ♦ TAMANIO ) ; ite r a to r s a lid a ! c o u t, " " );

s td s x o stre am

c o u t << " E l v e c t o r e n t e r o s c o n t i e n e : " ; s td ::c o p y ( e n te r o s . b e g in ( ) , e n te r o s . e n d ( ) ,

s a lid a

);

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

cout

<< " \ n P r i m e r e l e m e n t o d e e n t e r o s : << » \ n ü l t i m o e l e m e n t o d e e n t e r o s :

e n te ro s ! 0 1 - 7 ; e n te r o s .a t ( 2 ) - 10;

// //

" « e n t e r o s . f r o n t () * << e n t e r o s . b a c k ( ) ;

e s t a b l e c e r p r im e r e le m e n to en 7 e s t a b l e c e r e le m e n to d e l a p o s ic ió n

2 e n 10

/ / i n s e r t a r 22 com o e l 2 d o e l e m e n to e n t e r o s , i n s e r t ( e n t e r o s .b e g i n () + 1 , 22 ) ; << " \ n \ n C o n t e n i d o d e l v e c t o r e n t e r o s d e s p u é s d e l o s s td ::c o p y ( e n te r o s .b e g in ( ) , e n te r o s .e n d ( ) , s a lid a );

cout

";

cam b io s:

/ / a c c e s o a l e le m e n to f u e r a d e r a n g o try { e n t e r o s . a t ! 100 ) - 7 7 7 ; } // //

fin

de in stru c c ió n

try

a t r a p a r e x c e p c ió n f u e r a d e ra n g o ( s t d : : o u t _ o f ra n g e fu eraD eR an g o ) { c o u t << " \ n \ n B x c e p c i o n : " « f u e r a D e R a n g o . w h a t ( ) ;

c a tc h

} // //

fin

de in s tru c c ió n c a tc h

e l im in a r p r im e r e le m e n to

e n te r o s .e r a s e ! e n te r o s .b e g in ! ) ); c o u t << * \ n \ n V e c t o r e n t e r o s d e s p u é s d e e l i m i n a r p r i m e r e l e m e n t o :

s td ::c o p y (

e n te r o s .b e g in ! ) ,

e n te r o s .e n d ( ) ,

s a lid a

"i

);

/ / e lim in a r e le m e n to s r e s t a n t e s e n t e r o s .e r a s e ! e n t e r o s .b e g i n ! ) , e n t e r o s . e n d () ) ; c o u t « * \n D esp u es d e e li m in a r to d o s lo s e le m e n to s , e l v e c t o r e n te r o s << ( e n t e r o s . e m p t y ( ) ? " e s t a " x " n o e s t a " ) << * v a c i o " ;

"

/ / i n s e r t a r e le m e n to s d e s d e a r r e g lo e n t e r o s . i n s e r t ( e n t e r o s . b e g i n ! ) , a r r e g l o , a r r e g l o + TAMANIO ) ; c o u t << " \ n \ n C o n t e n i d o d e l v e c t o r e n t e r o s a n t e s d e c l e a r : " ; s td ::c o p y ( e n te r o s .b e g i n ! ) , e n te r o s .e n d ( ) , s a l id a ); //

v a c ia r e n te ro s ;

c l e a r lla m a a e r a s e p a r a v a c i a r u n a c o le c c ió n

e n te ro s .c le a r!); c o u t << " \ n D e s p u e s d e c l e a r , v e c t o r e n t e r o s " << ( e n t e r o s . e m p t y ! ) 7 " e s t a " : " n o e s t a "

) << * v a c i o " ;

66

Rgura 21.15

Funciones de manipulación de elementos de la plantilla de ciase v e c t o r de la Biblioteca estándar. (Parte 2 de 3.)



Capitulo 21

67 68 69 70 71

1111

cout << endl; return 0; ) // fin de main

El vector enteros contiene: 1 2 3 4 5 6 Primer elemento de enteros: 1 Ultimo elemento de enteros: 6 Contenido del vector enteros después de los cambios: 7 22 2 10 4 5 6 Excepción: invalid vector subscript Vector enteros después de eliminar primer elemento: 22 2 10 4 5 6 Después de eliminar todos los elementos, el vector enteros icio Contenido del vector enteros antes de clear: 1 2 3 4 5 6 Después de clear, vector enteros esta vacio Figura 21.15

Funciones de manipulación d e elementos d e la plantilla d e clase vector de la Biblioteca estándar. (Parte 3 d e 3.)

L a lín e a 18 d e f in e u n o s t r e a m _ i t e r a t o r

lla m a d o s a l i d a

q u e p u e d e u tiliz a rs e p a ra

m o s tra r lo s e n te r o s s e p a r a d o s p o r e s p a c io s s e n c illo s m e d ia n te c o u t . U n o s t r e a m _ i t e r a t o r e s u n m e c a n is m o d e s a l i d a q u e o f r e c e s e g u r id a d d e tip o s y q u e m u e s tr a s ó lo v a lo re s d e tip o i n t o d e u n tip o c o m p a tib le . E l p r im e r a r g u m e n to p a r a e l c o n s tr u c to r e s p e c if ic a e l f lu jo d e s a lid a y el s e g u n d o a r g u m e n to e s u n a c a d e n a q u e e s p e c ific a lo s c a r a c te r e s d e s e p a r a c ió n p a r a m o s tra r lo s v a lo re s ; e n e s te c a s o , u n c a r á c t e r d e e s p a c io . U tiliz a m o s e l o s t r e a x n _ i t e r a t o r

p ara m o s

t r a r el c o n te n id o d e l v e c t o r e n e s te e je m p lo . L a lín e a 21 u tiliz a e l a lg o r itm o c o m p le to d e l v e c t o r e n t e r o s

copy

d e la B ib lio te c a e s tá n d a r p a ra m o s tra r to d o e l c o n te n id o

e n la s a lid a e s tá n d a r. E l a lg o ritm o c o p y c o p ia c a d a e le m e n to en

e l c o n te n e d o r, e m p e z a n d o c o n la p o s ic ió n e s p e c ific a d a p o r el ite r a d o r e n s u p r im e r a r g u m e n to y h a s ta ( p e r o sin in c lu ir) la p o s ic ió n e s p e c ific a d a p o r e l ite r a d o r e n s u s e g u n d o a rg u m e n to . E l p r im e r y s e g u n d o a r g u m e n to s d e b e n s a tis f a c e r lo s r e q u e rim ie n to s d e l ite r a d o r d e e n tra d a : d e b e n s e r ite r a d o re s a tr a v é s d e lo s c u a le s p u e d a n le e r s e v a lo re s d e u n c o n te n e d o r. A d e m á s , e l a p l ic a r e l o p e r a d o r ♦ ♦ a l p r im e r ite r a d o r d e b e o c a s io n a r c v c n tu a lm c n te q u e é s te lle g u e a l s e g u n d o ite r a d o r e n e l c o n te n e d o r. L o s e le m e n to s s e c o p ia n e n l a u b ic a c ió n e s p e c ific a d a p o r e l ite r a d o r d e s a lid a ( e s d e c ir, u n ite r a d o r a tra v é s d e l c u a l p u e d e a lm a c e n a rs e o m o s tra rs e u n v a lo r) q u e s e e s p e c if ic a c o m o e l ú ltim o a r g u m e n to. E n este c a so , e l ite ra d o r d e s a lid a e s u n o s t r e a m _ i t e r a t o r ( s a l i d a ) q u e se a n e x a a c o u t . d e m a n e ra q u e lo s e l e m e n to s s e c o p ia n a la s a lid a e s tá n d a r. P a ra u tiliz a r lo s a l g o r itm o s d e la B ib lio te c a e s tá n d a r, d e b e in c lu ir e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o

< a lg o rith m > .

L a s lín e a s 2 3 y 2 4 u tiliz a n la s f u n c io n e s f r o n t

y back

( d is p o n ib le s p a r a to d o s lo s c o n t e n e

d o r e s d e s e c u e n c ia ) p a ra d e te r m in a r e l p r im e r y ú ltim o e le m e n to s d e l v e c t o r , r e s p e c tiv a m e n te .

Error común de programación 21.3 E l vector no Jebe estar \xtc(o: Je no ser así. los resultaJos Je las funciones f r o n t y b a c k están inJefiniJos. L a s lín e a s 2 6 y 2 7 m u e s tra n d o s m a n e r a s d e u tiliz a r s u b ín d ic e s a tr a v é s d e u n v e c t o r ( e s to ta m b ié n p u e d e u tiliz a rs e c o n lo s c o n te n e d o r e s d e q u e ). L a lín e a 2 6 u tiliz a e l o p e r a d o r d e s u b ín d ic e q u e s e s o b r e c a r g a p a r a d e v o lv e r y a s e a u n a r e f e r e n c ia a l v a lo r e n la u b ic a c ió n e s p e c ific a d a , o u n a re -


1112


Capítulo 21

ferencia constante a ese valor, dependiendo de si e l contenedor e s constante o no. La función

at (li

nca 27) realiza la m ism a operación co n una característica adicional: com probación d e lím ites. La función at prim ero com prueba el valor sum inistrado co m o argum ento y determ ina si se encuentra dentro de lo s lím ites d el vector. D e n o ser así, la función at lanza una excep ció n out_of_bounds (co m o s e dem uestra en las lín ea s 36 -4 5 ). La figura 2 1 .1 6 m uestra algunos d e los tipos de e x c ep cio n e s de la STL. (L os tipos de ex c ep cio n e s d e la B ib lio teca estándar se describen en el cap í tulo 13, M anejo de ex c ep cio n es.) La línea 30 utiliza una de las tres funciones

insert proporcionadas por cada contenedor de s e

cuencia. La línea 30 inserta el valor 22 antes del elem en to que se encuentra en la posición especifica da por el iterador en el primer argumento. En este ejem plo, el iterador apunta al segundo elem ento del vector, por lo que se inserta 22 en el segundo elem en to y el segundo elem en to anterior se convierte en el tercer elem ento del vector. Otras versiones de insert permiten insertar varias copias del m is m o valor, em pezando desde una posición específica en el contenedor, o insertar un rango de valores desde otro contenedor (o arreglo), em pezando desde una posición específica en el contenedor original. Las lín eas 4 8 y 5 3 utilizan la s d os fun cion es erase que están d ispon ib les en todos los co n tenedores de primera clase. La línea 4 8 indica que el elem en to en la ubicación esp ecificad a por el argum ento iterador debe elim inarse del contenedor (en este ejem p lo, el elem en to q u e está al in icio d el vector), luí línea 53 esp ecifica que todos lo s elem en tos en e l rango q u e em p ieza co n la po sición del primer argum ento hasta (pero sin incluir) la p o sició n d el segun do argum ento deben e li m inarse d el contenedor. En este ejem p lo, todos lo s elem en to s se elim inan del vector. La línea 55 utiliza a la función empty (dispon ible para todos lo s contenedores y adaptadores) para confirmar que e l vector está vacío.

Error común de programación 21.4 Eliminar un elemento que contiene un apuntador a un objeto asignado en forma dinámica no elimina al objeto; simplemente quita al apuntador del contenedor. La linca 5 8 dem uestra la versión de la función insert q u e utiliza al segundo y tercer argu m entos para esp ecificar las p osicion es inicial y final en una secu en cia de valores (posiblem ente de otro contenedor, en este caso, d el arreglo d e enteros arreglo) que deben insertarse en el vector. Recuerde que la p osición final esp ecifica la p osición en la secu en cia q u e se encuentra d esp u és del últim o elem en to a insertar: la cop ia se lleva a cab o hasta (pero sin incluir) esta posición. Finalm ente, la línea 6 3 utiliza a la función clear (disponible en todos lo s contenedores de pri mera clase) para vaciar el vector. Esta función llam a a la versión d e erase utilizada en la línea 5 3 para vaciar e l vector.

Tipos de excepciones de la SU

Descripción

out_of_range

Indica cuando el subíndice está fuera de rango; por ejemplo, cuando se especifica un subíndice inválido a la función miembro at de

vector. invalid argument

Indica que se pasó un argumento inválido a una función.

length error

Indica un intento de crear un contenedor demasiado largo, un objeto string. etc.

bad alloe

Indica que un intento de asignar memoria con new (o con un asignador) falló debido a que no había suficiente memoria disponible.

Rgura 21.16

Tipos d e excepciones de la STL.



Capitulo 21

1113

[Nota: H ay otras fun cion es que son com u n es para to d o s lo s contenedores y para todos lo s c o n tenedores de secu en cia que aún no h em os cubierto. Cubrirem os la mayoría de esta s fun cion es en las sigu ien tes seccion es. Tam bién cubrirem os m uchas fun cion es esp ecífica s para cada contenedor.]

21.2.2 Contenedor de secuencia list El contenedor d e secu en cia

list cuenta con una eficien te im plem entación para las op eracion es de

inserción y elim in ación en cualquier posición del contenedor. Si la m ayoría d e las in serciones y e li m inaciones ocurren en los extrem os del contenedor, la estructura de datos deque (sec ció n 2 1 .2 .3 ) ofrece una im plem entación m ás eficiente. La cla se list se im plem enta co m o una lista d oblem en te enlazada: cada n odo en la lista contiene un apuntador al n odo anterior y al sigu ien te n odo de esta lista. E sto perm ite a la clase lista soportar iteradores b idireceionales que permitan q u e el con te nedor se recorra tanto hacia delante com o hacia atrás. C ualquier algoritm o q u e requiera iteradores de entrada, salida, de avance o bidireccionales puede operar sobre un contenedor list. M uchas de las fu n cion es m iem bro d e este contenedor manipulan a sus elem en tos co m o un conjunto ordenado. A dem ás d e las fu n cion es m iem bro de todos lo s contenedores d e la STL e n la figura 2 1 .2 y de las fun cion es m iem bro com u nes d e todos lo s contenedores de secu en cia descritas en la sección 21.5, la clase list cuenta co n otras o ch o fu n cion es miem bro: splice, push_front. pop_£ront. romove, un ique, merqe, reverse y sort. Varias de estas funciones m iem bro son im plem entaciones optim izadas en e l contenedor list de lo s algoritm os de la STL que s e presentan en la secció n 21 .5 . Luí figura 21.17 dem uestra varias características de la c la s e list. Recuerde que m u chas d e las fun cion es presentadas en las figuras 2 1 .14 a 2 1 .1 5 pueden utilizarse con la cla se list. D eb e incluirse e l archivo de encabezado para poder utilizar la cla se list.

1

// Fiff. 2 1 . 1 7 *

2

// Programa de prueba para la plantilla de clase list de la Biblioteca estándar.

f i g 2 1 _ 1 7 .c p p

3

•inelude

4 5 using std::cout; ó using std::endl; 7 8 finclude 9 #i n e l u d e

// definición de la plantilla de clase list // algoritmo copy

10

11 // prototipo para la plantilla de función imprimirLista 12 témplate < class T > 13 v o i d i m p r i m i r L i s t a ( c o n s t s t d : : l i s t < T > ftlistRef ); 14 15 int main () 16 ( 17 const int TAMANIO - 4; 18 int arreglo! TAM ANIO ] - { 2, 6, 4, 8 >; 19 20 std* *list< int > valores; 21 std::list< int > otrosValores; 22

23 24

// insertar elementos en valores valores.push_front( 1 );

Figura 21.17

Plantilla d e clase l i s t d e la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 4.)


1114

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61


Capítulo 21

valores.puah_£ront( 2 ); valores.push_back( 4 ); valores.push_back( 3 ); cout << "valores contiene: imprimirLista ( valores ); valores.sort();

"i

// ordenar valores

cout << "NnDespues de sort, valores contiene: " | imprimirLista( valores ); // insertar elementos de arreglo en otrosValores otrosValores.insert( otrosValores.begin(), arreglo, arreglo ♦ TAM ANIO ); c o u t << " \ n D e s p u e s d e i n s e r t , o t r o s V a l o r e s c o n t i e n e : i m p r i m i r L i s t a ( o t r o s V a l o r e s );

*;

// e l i m i n a r e l e m e n t o s d e o t r o s V a l o r e s e i n s e r t a r a l f i n a l d e v a l o r e s v a l o r e s . s p l i c e { v a l o r e s .e n d ( ), o t r o s V a l o r e s ); c o u t << " \ n D e s p u e s d e s p l i c e , v a l o r e s c o n t i e n e : i m p r i m i r L i s t a ( v a l o r e s );

valores.sort();

";

// ordenar valores

cout << w\nOespues de sort, valores contiene: imprimirLista( valores );

"

¡

// insertar elementos de arreglo en otrosValores otrosValores.insert( otrosValores.begin(), arreglo, arreglo + TAM ANIO ); otrosValores.sort(); cout << "\nDespues de insert, otrosValores contiene: "; imprimirLista( otrosValores );

62

63 64 65

// eliminar elementos de otrosValores e insertar en valores / / e n orden valores.merge( otrosValores );

66

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

cout << "\nDespues de merge:\n valores contiene: " j imprimirLista( valores ); cout << ~\n otrosValores contiene: " j imprimirLiata( otrosValores ); valores.pop_£ront(); // quitar elemento de la parte inicial valores.pop_back(); // quitar elemento de la parte final cout << "\nDespues de pop_£ront y pop_back:w << "\n valores contiene: *; imprimirLista( valores );

Rgura 21.17

Plantilla d e clase l i s t d e la Biblioteca estándar. (Parte 2 d e 4.)



Capitulo 21

78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

valores.uniquef);

1115

// quitar «lamentos duplicados

cout << "\nDespues de unique, valores contiene: "¡ imprimirLista( valores ); // intercambiar elementos de valores y otrosValores valores.swap( otrosValores ); cout << "\nDespues de swap:\n valores contiene: *j imprimirLista( valores ); cout << *\n otrosValores contiene: */ imprimirLista( otrosValores )/ // remplazar contenido de valores con elementos de otrosValores valores.assign( otrosValores.begin(), otrosValores.end() ); cout << "\nDespues de assign, valores contiene: imprimirLista( valores );

"j

// eliminar elementos de otrosValores e insertar en valores // en orden valores.merge( otrosValores );

100 101 102

cout << "\nDespues de merge, valores contiene: *; imprimirLista( valores );

103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119

// definición de plantilla de función imprimirLista; usa a // ostream_iterator y algoritmo copy para mostrar elementos de list témplate < class T > void imprimirLista( const std::list< T > &listRef )

120

{

121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 Figura

valores.remove( 4 );

// eliminar todos los números 4

cout << "XnDespues de ( 4 ), valores contiene: *; imprimirLista( valores ); cout << endl; return 0/ } // fin de main

if ( listRef.empty() ) cout << "La lista esta vacia"; sise { std: :ostream_iterator< T > output ( cout, * * ); std::copy( listRef.begin(), listRef.end(), output ); ) // fin de instrucción

else

} // fin de la función imprimirLista

21.17

Plantilla d e clase

list de la Biblioteca estándar. (Parte 3 d e 4.)


1116


Capítulo 21

▼alores contiene: 2 1 4 3 Después de sort, valores contiene: 1 2 3 4 Después de insert, otrosValores contiene: 2 6 4 8 Después de splice, valores contiene: 1 2 3 4 2 6 4 8 Después de sort/ valores contiene: 1 2 2 3 4 4 6 8 Después de insert, otrosValores contiene: 2 4 6 8 Después de merge: valores contiene: 1 2 2 2 3 4 4 4 6 6 8 8 otrosValores contiene: Da lista esta vacia Después de pop_front y pop back: valores contiene: 2 2 2 3 4 4 4 6 6 8 Después de unique, valores contiene: 2 3 4 6 8 Después de swap: ▼alores contiene: La lista esta vacia otrosValores contiene: 2 3 4 6 8 Después de assign, valores contiene: 2 3 4 6 8 Después de merge, valores contiene: 2 2 3 3 4 4 6 6 8 8 Después de < 4 ), valores contiene: 2 2 3 3 6 6 8 8

Hgura 21.17

Plantilla d e c la s e list d e la B ib lio te ca e stán d ar. (P a rte 4 d e 4 .)

Las lín eas 20 y 21 crean instancias de d o s ob jetos l i s t capaces de alm acenar enteros. L as lí neas 24 y 25 usan a la función p u s h _ f r o n t para insertar en teros al in icio de v a l o r e s . La fun ción p u s h _ f r o n t es esp ecífica para las c la se s l i s t y deque (n o para v e c to r ) . Iîs líneas 26 y 27 utilizan la función p u sh _ b a c k para insertar enteros al final de v a l o r e s . R ecuerde que la función p u sh _ b a c k es com ún para todos lo s con ten ed ores d e secuencia. La línea 32 utiliza la función m iem bro s o r t de l i s t para ordenar lo s elem en tos en forma ascendente. [Nota: Esta fun ción es distinta a la función s o r t en lo s algoritm os d e la ST L .] Hay una segunda versión d e s o r t q u e perm ite al programador sum inistrar una función predicado bina ria que tom a dos argum entos (valores en la lista), realiza una com paración y d ev u elv e un valor b o o l indicando el resultado. Esta función determ ina el orden en el que s e ordenan los elem en to s del c o n tenedor l i s t . Esta versión podría ser especialm ente útil para un contenedor l i s t que alm acene apuntadores en v ez de valores. [Nota: En la figura 2 1 .2 8 dem ostram os el u so d e una fun ción predi cado unaria. Este tipo d e función tom a un s o lo argum ento, realiza una com paración utilizando ese argum ento y d evu elve un valor b o o l indicando el resultado.] 1.a línea 45 utiliza la función s p l i c e de l i s t para elim inar lo s elem en to s en o t r o s V a l o r e s c insertarlos e n v a l o r e s antes de la p osición d el iterador esp ecifica d o co m o el prim er argu m ento. H ay otras d o s versiones de esta función. 1.a función s p l i c e con tres argum entos permite que se elim ine un elem en to d el contenedor, esp ecifica d o co m o el segundo argum ento y d esd e la p o si ción especificada por e l iterador en el tercer argum ento. L a función s p l i c e c o n cuatro argum entos utiliza lo s últim os d os para esp ecificar un rango de p o sicio n es que deben elim inarse d el contenedor e n el segundo argum ento, y colocarse en la ubicación esp ecificad a en el primer argum ento. D esp ués de insertar m ás elem en tos en la lista o t r o s V a l o r e s y d e ordenar tanto a v a l o r e s co m o a o t r o s V a l o r e s . la línea 65 utiliza la función m iem bro merge de l i s t para elim inar a todos los elem en tos d e o t r o s V a l o r e s e insertarlos en forma ordenada en v a l o r e s . A m bas lis tas deben ordenarse en el m ism o orden antes d e realizar esta operación. Una segunda versión de m er ge permite al programador suministrar una función predicado que toma dos argum entos (valores en la lista) y d evu elve un valor b o o l. La función predicado especifica el orden utilizado por merge. La línea 72 utiliza la función pop_f r o n t d e l i s t pora eliminar el primer elem ento en la lista. La línea 73 utiliza la función pop_back (dispon ible para todos los contenedores de secu en cia) pa ra elim inar el últim o elem en to en la lista.



Capitulo 21

La línea 79 utiliza la fun ción

u n iq u e

de

lis t

1117

para elim inar lo s elem en tos duplicados en la

lista. Ésta debe estar ordenada (de manera q u e todos los dup licados estén uno al lado d el otro) antes de realizar esta operación, para garantizar que se elim inen to d o s lo s duplicados. U na segunda ver sión de u n iq u e perm ite al programador suministrar una función predicado que tom a d o s argum en tos (valores en la lista) y d evu elve un valor La línea 85 utiliza la función el con ten ido de

v a lo re s

swap

bool

esp ecifica n d o si dos elem en tos son ¡guales.

(dispon ible para todos los contenedores) para intercambiar

con el con ten ido de

o t r o s V a lo r e s .

La línea 9 3 utiliza la función a s s i g n de l i s t para reem plazar el con ten id o de v a l o r e s con el con ten ido de o t r o s V a l o r e s . en el rango esp ecifica d o por los dos argum entos iteradores. Una segunda versión de a s s i g n reem plaza e l con ten ido original co n cop ias del valor esp ecifica d o en el segun do argum ento. El prim er argum ento d e la función esp ecifica el núm ero d e cop ias. La lí nea 105 utiliza la función remove de l i s t para elim inar todas la s cop ias del valor 4 de la lista.

21.2.3 Contenedor de secuencia d e q u e La clase deque ofrece m uchos de lo s b en eficio s de v e c t o r y l i s t en un contenedor. El tér m ino en in glés d eq u e (que se pronuncia co m o “d iik ”) e s la abreviación d e “c o la co n d o s partes fina les”. La d a s e deque está ¡m plem cntada para o fieccr un a cceso indizado eficien te (m ediante lo s su bín d ices) para leer y m odificar sus elem en tos, e n forma m uy parecida a un v e c t o r . La cla se d e que también está im plem entada para producir operaciones eficien tes de inserción y elim in ación en su parte inicial y final, en forma m uy parecida a un contenedor l i s t (aunque l i s t también es c a paz de realizar inserciones y elim in acion es eficien tem en te a la mitad de un contenedor l i s t ) . La cla se deque ofrece soporte para lo s iteradores de a cceso aleatorio, por lo que puede utilizarse con todos lo s algoritm os de la STL. U n o de los usos m ás com u nes de un contenedor d eq u e e s el m an tener una cola de elem en tos del tipo “ primero en entrar, primero en salir". D e h ech o, deque es la im plcm entación subyacente predeterminada para el adaptador d e co la (secció n 2 1 .4 .2 ). Puede asignarse m ás esp a c io d e alm acenam iento para un contenedor deque en cualquiera de sus extrem os, en b loques d e m em oria que se m antienen generalm ente co m o un arreglo de apunta dores a e s o s bloqu es.4 D ebido a la distribución de un contenedor deque en áreas de m em oria no contiguas, un aerador para este tipo de contenedores debe ser más inteligente que lo s apuntadores u tilizados para iterar a través d e contenedores v e c t o r o arreglos basados en apuntadores.

Tip de rendimiento 21.11 En varias implementaciones, una vez que se asigna un bloque de almacenamiento para un contenedor d e q u e , el bloque no se desasigrui sino hasta que el d e q u e se destruye. Esto hace que la operación de un d e q u e sea más eficiente que si la memoria se asignara, se desasignara y se reasignara varias veces. Pero esto significa que es más probable que el contenedor deque utilice la memoria de una manera ineficiente (en comparación con un vector, por ejemplo).

Tip de rendimiento 21.12 Las inserciones y eliminaciones a la mitad de un contenedor deque se optimixm para minimizar el nú mero de elementos copiados, para mantener la ilusión de que los elementos del deque están contiguos. La clase deque cuenta co n las m ism as operaciones b ásicas q u e la cla se v e c t o r , pero agrega las fun cion es m iem bro p u s h _ f r o n t y p u sh _ b a ck para permitir la inserción y elim inación al principio d el contenedor

deque,

respectivam ente.

4. Este detalle es específico de cada implcmentación, no un requerimiento del estándar de C++.


1118


Capítulo 21

La figura 2 1 .1 8 dem uestra la s características de la cla se deque. R ecuerde q u e m uchas de las fun cion es presentadas en las figuras 2 1 .1 4 , 21.15 y 2 1 .1 7 tam bién pueden utilizarse co n la cla se d e que. D eb e incluirse el archivo de en cab ezado para poder utilizar esta clase.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Fig. 21.18: £ig21_18.cpp // Programa de prueba para la clase deque de la biblioteca estándar. finclude using std::cout; using std::endl; finclude finclude

// definición de la plantilla de clase deque // algoritmo copy

10

11

int main()

12

{

13 14 15 ló 17 18 19

std::deque< double > valores; std::ostream_iterator< double > salida ( cout, * " ); // insertar elementos en valores valores.push_£ront( 2.2 ); valores.push_front( 3.5 ); valores. push_back( 1.1 );

20

21

cout << “valores contiene: "g

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 >

// usar operador de subíndice para obtener elementos de valores for ( int i - 0; i < valores.sise() ; ++i ) cout << valórese i ] << ' •; valores.pop_frontO;

// eliminar el primer elemento

cout << “\nDespues de pop_£ront, valores contiene: std::copy( valores.begin(), valores.end(), salida ); // usar operador de subíndice para modificar el elemento en la posición 1 valores[ 1 ] ■ 5.4; cout << "\nDespues de valórese 1 1 «5.4, valores contiene: " t std::copy( valores.begin(), valores.end(), salida ); cout << endl; retura 0; // fin de main

valores contiene: 3.5 2.2 1.1 Después de pop_£ront, valores contiene: 2.2 1.1 Después de valórese 1 1 ■ 5.4, valores contiene: 2.2 5.4

Rgura 21.18

Plantilla d e clase

deque d e la Biblioteca estándar.



Capitulo 21

1119

La línea 13 crea una instancia de un contenedor deque que puede alm acenar valores double. Las lín ea s 17 a 19 utilizan a las fun cion es push_£ront y push_back para insertar elem en tos en la parte inicial y final d el contenedor deque. R ecuerde que push_back está d ispon ib le para todos los contenedores d e secu en cia, pero push_£ront está d isp o n ib le só lo para las c la se s list y deque. La estructura for en la s líneas 2 4 y 25 utiliza el operador d e su bín d ice para recuperar el valor en cada elem en to del contenedor deque y así poder mostrarlo. O bserve que la con d ición utiliza a la función size para asegurar que no tratem os d e utilizar un elem en to fuera de lo s lím ites del c o n tenedor deque. La línea 27 utiliza la función pop_£ront para dem ostrar có m o elim inar el prim er elem en to del contenedor deque. R ecuerde que esta fun ción está dispon ib le só lo para las cla ses list y d e que (no para la clase vector). La lín ea 33 utiliza el operador d e su bín d ice para crear un Ivalue. E sto perm ite que lo s valores se asignen directam ente a cualquier elem en to del contenedor deque.

21.3 Contenedores asociativos L os contenedores asociativos de la STL ofrecen un a cc eso directo para alm acenar y recuperar e le m entos m ediante claves (com únm ente con o cid a s co m o claves de búsqueda). L os cuatro con ten ed o res asociativos son multiset, set. multixnap y map. Cada contenedor asociativo m antiene su s cla v es en orden. A l iterar a través de un contenedor asociativo, é ste se recorre en e l orden que tenga asignado. I-as c la ses multiset y set cuentan con operaciones para manipular conjuntos de va lores en donde ésto s son las claves: no hay un valor separado asociad o con cada clave. La principal diferencia entre multiset y set e s que multiset perm ite claves duplicadas y set no. I.as cla ses mui ti map y m a p ofrecen op eracion es para manipular valores asociad os con c la v es (estos valores algunas veces se con ocen com o valores m apeados). La principal diferencia entre multi-

map y map es que multimap perm ite claves duplicadas co n los valores aso cia d o s que van a alm acenarse y map solam ente permite claves únicas co n lo s valores asociados. A dem ás de las fun cion es m iem bro com u nes de todos lo s contenedores presentadas en la figura 21.2, todos los c o n tenedores asociativos soportan otras fu n cion es m iem bro, in clu yen d o £ind. lower_bound, upper_bound y count. En las sigu ientes su b seccio n es se presentan ejem p los de cada uno de lo s contenedores asociativos y las fun cion es m iem bro co m u n es para e llo s.

21.3.1 Contenedor asociativo

m u ltis e t

El contenedor asociativo multiset o fre ce rapidez en e l alm acenam iento y la recuperación de las cla v es, ad em ás de que perm ite el u so de cla v es duplicadas. FJ ordenam iento de lo s elem en to s se determ ina m ediante un objeto f unc i ón de com paración. Por ejem p lo, en un multiset entero, lo s elem en tos pueden ordenarse en forma ascendente si s e ordenan las c la v es con el ob jeto función de com paración less< int >. El tipo d e datos d e las claves e n todos lo s contenedores asociativos d eb e soportar la com paración basándose apropiadam ente en el objeto función de com paración e sp e cificado; las c la v es ordenadas con less< T > deben soportar la com paración co n T: :operator<. Si las cla v es utilizadas en lo s contenedores asociativos son de tipos d e datos d efin id os por el programador, e so s tipos deben proporcionar lo s operadores de com paración apropiados. U n con te nedor multiset soporta los iteradorcs b idircccionalcs (pero no los iteradores de a cceso aleatorio).

Tip de rendimiento 21.13 Por razones de rendimiento, los contenedores a u l t l m m t y m o t generalmente se implementan como un árbol binario de búsqueda rojo-negro. Con esta representación interna, el árbol binario de búsque da tiende a estar balanceado, minimizando en consecuencia los tiempos promedio de búsqueda.


1120


La figura 2 1 .1 9 dem uestra el u so d el contenedor asociativo

Capítulo 21

m u ltis e t

m ediante un

m u lti

de enteros ordenados en forma ascendente. D eb e incluirse el archivo d e encabezado < set> para poder utilizar la clase m u l t i s e t . L os contenedores m u l t i s e t y s e t cuentan con las m is m as fu n cion es m iem bro. set

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

// Fig. 21.19: fig21_19.cpp // Prueba de la clase multiset de la Biblioteca estándar #include using std::cout; using std::endl; iinclude

// definición de la plantilla de clase multiset

// definir nombre corto para el tipo multiset utilizado en este programa typedef std::multiset< int, std::less< int > > ims;

12

13 tinclude // algoritmo copy 14 15 int main() 16 { 17 const int TAMANIO - 10; 18 int a [ TAMANIO 1 - { 7, 22, 9, 1, 18, 30, 100, 22, 85, 13 ); 19 20 ims intMultiset; // ims es typedef de "integer multiset" 21 std: :ostream_iterator< int > salida ( cout, * " ); 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

cout << "Hay actualmente " « intMultiset .count ( 15 ) << " valores de 15 en el multisetXn"; intMultiset .insert( 15 ); intMultiset.insert( 15 );

// insertar 15 en intMultiset // insertar 15 en intMultiset

cout << "Después de las inserciones, hay " << intMultiset.count{ 15 ) << * valores de 15 en el multiset\n\n"; // itarador que no puede utilizarse para modificar valores de elementos ims::const_iterator resultado; // buscar 15 en intMultiset; find devuelve el iterador resultado ■ intMultiset.find( 15 ); if ( resultado I- intMultiset.end() ) // si el iterador no está al final cout << "Se encontró el valor 15\n"; / / s e encontró el valor 15 que se buscaba // buscar 20 en intMultiset; find devuelve el iterator resultado - intMultiset.find( 20 ); if ( resultado -- intMultiset .end() ) // será true ya que cout << "No se encontró el valor 20\n"; // no encontró el valor 20

Rgura 21.19

Plantilla d e clase m u l t i s e t de la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 21

48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

1121

// insertar elementos de un arreglo en intMultiset intMultiset.insertí a, a + TAMANTO ); cout << *\nDespues de insert, intMultiset contiene:\n"; std::copy( intMultiset.begin(), intMultiset.end(), salida ); // determinar limites inferior y superior de 22 en intMultiset cout << **\n\nLimite inferior de 22 1 " << M intMultiset .lower_bound( 22 ) ); cout << "\nLimite superior de 22: " << M intMultiset.upperjbound( 22 ) )j // P representa el par de iteradores const_iterator

std::pair< ims::const_iterator, ims::const_iterator > p;

// usar equal_range para determinar limites inferior y superior // de 22 en intMultiset p - intMultiset.equal_range( 22 );

66

67

cout << *\n\nequal range de 22:"

68

69 70 71 72 73 74 75

<< *\n << *\n

Limite inferior: " << *( p.first ) Limite superior: " « *( p.second );

cout << endl; retura 0; ) // fin de main

Hay actualmente 0 valores de 15 en el multiset Después de las inserciones, hay 2 valores de 15 en el multiset Se encontró el valor 15 No se encontró el valor 20 Después de insert, intMultiset contiene: 1 7 9 13 15 15 18 22 22 30 85 100 Limite inferior de 22: 22 Limite superior de 22: 30 equal_range de 22: Limite inferior: 22 Limite superior: 30 Figura 21.19

Plantilla de clase multiset d e la Biblioteca estándar. (Parte 2 d e 2.)

L a lín e a 11 u tiliz a u n typedef p a r a c r e a r u n n u e v o n o m b r e d e tip o ( a lia s ) p a r a u n multiset d e e n te r o s o r d e n a d o s e n f o rm a a s c e n d e n te , u tiliz a n d o e l o b je to f u n c ió n less< int > . E s te n u e v o tip o (ims) s e u tiliz a e n to n c e s p a r a c r e a r u n a in s ta n c ia d e u n o b je to e n te r o multiset d e n o m b r e intMultiset ( lín e a 2 0 ).

Buena práctica de programación 21.1 Use instrucciones t y p e d m f para que el código con nombres de tipo largos (como a u l t i m m t ) sea más fácil de leer.


1122


Capítulo 21

L a in s tru c c ió n d e s a lid a d e la lín e a 2 3 u tiliz a a la f u n c ió n count ( d is p o n ib le p a r a to d o s lo s c o n te n e d o r e s a s o c ia tiv o s ) p a r a c o n ta r e l n ú m e ro d e o c u r r e n c ia s d e l v a lo r 15 q u e h a y a a c tu a lm e n te e n e l multiset. L a s lín e a s 2 6 a 27 u tiliz a n u n a d e la s tr e s v e rs io n e s d e la f u n c ió n insert p a ra a g r e g a r e l v a lo r 15 a l multiset d o s v e c e s . U n a s e g u n d a v e rs ió n d e insert to m a u n ¡ te ra d o r y u n v a lo r c o m o a r g u m e n to s y e m p ie z a la b ú s q u e d a d e l p u n to d e in s e rc ió n p a r a la p o s ic ió n e s p e c ific a d a d e l ¡te ra d o r. U n a te r c e r a v e rs ió n d e insert to m a d o s ite r a d o r e s c o m o a r g u m e n to s , q u e e s p e c ific a n un ra n g o d e v a lo re s a a g r e g a r a l multiset p r o v e n ie n te s d e o tr o c o n te n e d o r. I-a lín e a 3 7 u tiliz a a la fu n c ió n f ind ( d is p o n ib le p a ra to d o s lo s c o n te n e d o r e s a s o c ia tiv o s ) p a ra lo c a liz a r e l v a lo r 15 e n e l multiset. L a fu n c ió n f ind d e v u e lv e u n iterator o u n const_

iterator q u e a p u n ta a la p r im e ra u b ic a c ió n e n la q u e s e e n c o n tr ó e l v alo r. Si é s te n o se e n c u e n tra , f ind d e v u e lv e u n iterator o u n const_iterator ig u a l a l v a lo r d e v u e lto p o r u n a lla m a d a a end. L a lín e a 4 3 d e m u e s tr a e s te c a s o . L a lín e a 4 9 u tiliz a la f u n c ió n insert p a r a in s e rta r lo s e le m e n to s d e l a r r e g lo a e n e l multi set. E n la lín e a 5 2 , e l a lg o ritm o copy c o p i a lo s e l e m e n to s d e l multiset e n la s a lid a e s tá n d a r. O b s e r v e q u e lo s e le m e n to s s e m u e s tr a n e n o r d e n a s c e n d e n te . L a s lín e a s 5 6 y 5 8 u tiliz a n la s f u n c io n e s

lo w e r b o u n d

y

upper bound

(d is p o n ib le s e n to

d o s lo s c o n te n e d o re s a s o c ia tiv o s) p a ra lo c a liz a r la p rim e ra o c u rre n c ia d e l v a lo r 2 2 e n e l multiset y e l e le m e n to q u e e s tá después d e la p rim e ra o c u rre n c ia d e l v a lo r 22 e n e l xailtiset. A m b a s fu n c io n es d e v u e lv e n ite ra d o re s tip o iterator o const_iterator q u e a p u n ta n a la p o s ic ió n a p ro p ia d a del ¡te ra d o r d e v u e lto p o r end, e n c a s o d e q u e e l v a lo r n o s e e n c u e n tre e n e l c o n te n e d o r multiset. L a lín e a 61 c r e a u n a in s ta n c ia d e la c l a s e pair d e n o m b r e p. L o s o b je to s d e la c la s e pair se u tiliz a n p a r a a s o c ia r p a r e s d e v a lo re s . E n e s te e je m p lo , e l c o n te n id o d e u n o b je to pair s o n d o s ite r a d o r e s d e l tip o con8t_iterator p a ra n u e s tro multiset b a s a d o e n e n te ro s . E l p r o p ó s ito d e p e s a l m a c e n a r el v a lo r d e r e to m o d e la fu n c ió n egrual.ranpedemultiset, q u e d e v u e lv e u n o b j e t o pair q u e c o n tie n e lo s r e s u lta d o s d e la s o p e r a c io n e s c o n lowerjbound y upper_bound. E l tip o pair c o n tie n e d o s m ie m b r o s d e d a to s public lla m a d o s

fir a t

y

aecond.

l a lín e a 6 5 u tiliz a la f u n c ió n equal_range p a r a d e t e r m in a r e l lím ite in f e r io r ( c o n lower-

_bound) y e l lím ite s u p e r io r (c o n upper_bound)de 22 e n e l c o n te n e d o r multiset. L a s lín e a s 6 8 y 6 9 u tiliz a n a p .f irst y p. second r e s p e c tiv a m e n te p a ra te n e r a c c e s o a lo s lím ite s m e n o r c in fe rio r. D c s r c f c rc n c ia m o s a lo s ite r a d o r e s p a r a m o s tra r lo s v a lo re s e n la s p o s ic io n e s d e v u e lta s p o r

equal_range.

21.3.2 Contenedor asociativo s e t E l c o n te n e d o r a s o c ia tiv o set se u tiliz a p a ra a lm a c e n a r y r e c u p e ra r rá p id a m e n te c la v e s ú n ic a s. L a im p lc m c n ta c ió n d e set e s id é n tic a a la d e multiset, s ó lo q u e u n c o n te n e d o r set d e b e te n e r c la v e s ú n ic a s . P o r lo ta n to , s i s e tr a t a d e in s e rta r u n a c la v e d u p lic a d a e n u n c o n te n e d o r set s e ig n o r a e s e d u p lic a d o ; c o m o é s te e s e l c o m p o rta m ie n to m a te m á tic o d e s e a d o p a r a u n c o n ju n to , n o lo id e n tific a m o s c o m o u n e r r o r d e p ro g ra m a c ió n c o m ú n . U n c o n te n e d o r set s o p o r ta ite r a d o r e s b id ir e c c io n a le s (p e ro n o lo s ite ra d o re s d e a c c e s o a le a to rio ). 1.a f ig u ra 2 1 .2 0 d e m u e s tra e l u so d e un c o n te n e d o r set c o n v a lo re s double. D e b e in c lu irs e e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o p a ra p o d e r u tiliz a r la c la s e set. L a lín e a 11 u tiliz a a typedef p a r a c r e a r u n n u e v o n o m b r e d e tip o (double_set) p a r a un c o n ju n to d e v a lo re s double o r d e n a d o s e n f o rm a a s c e n d e n te , u tiliz a n d o e l o b je to f u n c ió n less<

double >. L a lín e a 2 0 u tiliz a e l n u e v o tip o double_set p a r a c r e a r u n a in s ta n c ia d e l o b je to doubleSet. L a lla m a d a a l c o n s tr u c to r to m a lo s e le m e n to s e n e l a r r e g lo a q u e s e e n c u e n tra n e n tr e la s p o s ic io n e s a y a + TAMANTO (e s d e c ir, to d o e l a r r e g lo ) p a ra in s e rta r lo s e n el c o n te n e d o r set. L a lín e a 2 4 u tiliz a e l a lg o ritm o copy p a r a m o s tr a r e l c o n te n id o d e l c o n ju n to . O b s e r v e q u e e l v a lo r



Capitulo 21

1123

2 . 1, q u e a p a r e c e d o s v e c e s e n e l a r r e g lo a. a p a r e c e s ó lo u n a v e z e n doubleSet. E s to s e d e b e a q u e e l c o n t e n e d o r set n o p e r m ite d u p lic a d o s .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// Fig. 21.20: fig21_20.cpp // Programa de prueba para la clase eet de la Biblioteca estándar. linclude using etdxicout; using std::endl; •inelude // definir nombre corto para el tipo set utilizado en este programa typedef std::set< double, std::less< double > > double_set; •inelude int main() { const int TAMANIO - 5; double a[ TAMANIO ] - { 2.1, 4.2, 9.5, 2.1, 3.7 ); double_set doubleSet( a, a ♦ TAMANIO );; std::ostream_iterator< double > salida( cout, * * );

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

cout << "doubleSet contiene: *; std::copy( doubleSet.begin(), doubleSet.end(), salida );

// p representa un par, que contiene a const_iterator y a bool std::pair< double_set::const_iterator, bool > p; // insertar 13.8 en doubleSet; insert devuelve un par en el que // p.first representa la posición de 13.8 en doubleSet y // p.second representa si se insertó 13.8 o no p - doubleSet.insert( 13.8 ); // el valor no está en el conjunto cout << "\n\n* << *( p.first ) << ( p.second 7 " fue* : * no fue* ) << * insertado*; cout << "\ndoubleSet contiene: std::copy( doubleSet.begin(), doubleSet.end(), salida );

// insertar 9.5 en doubleSet p » doubleSet.insert ( 9.5 ); //el valor ya está en el conjunto cout << *\n\n" << *( p.first ) << ( p.second ? * fue* : * no fue* ) << * insertado*; cout << "\ndoubleSet contiene: *; std::copy( doubleSet.begin(), doubleSet.end(), salida ); cout << endl; return 0; } // fin de main

Figura 21.20

Plantilla d e clase s e t de la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 2.)


f 124


Capítulo 21

doubleSet contiena: 2.1 3.7 4.2 9.5 13.8 fue insertado doubleSet contiene: 2.1 3.7 4.2 9.5 13.8 9.5 no fue insertado doubleSet contiene: 2.1 3.7 4.2 9.5 13.8 R g u ra 21.20

Plantilla d e clase set d e la Biblioteca estándar. (Parte 2 d e 2.)

L a lín e a 2 7 d e f in e u n o b je to pair q u e c o n s is te d e u n const_it erator p a r a u n double_set y d e un v a lo r bool. F s tc o b je to a lm a c e n a e l r e s u lta d o d e u n a lla m a d a a la fu n c ió n insert d e set. L a lín e a 3 2 u tiliz a l a fu n c ió n i n s e r t o b je to p a i r

p a r a c o lo c a r e l v a lo r 1 3 . 8

d e v u e lto , lla m a d o p , c o n tie n e u n ite ra d o r p . f i r s t

c o n te n e d o r s e t y un v a lo r b o o l q u e e s t r u e

e n e l c o n t e n e d o r s e t . F.1

q u e a p u n ta a l v a lo r 1 3 . 8

s i e l v a l o r s e in s e rtó , y f a l e e

s e r tó ( p o rq u e y a s e e n c o n tr a b a e n e l c o n te n e d o r s e t ) . E n e s te c a s o 1 3 . 8

e n el

si e l v a lo r n o se in

n o s e e n c o n tr a b a e n el

c o n ju n to , p o r lo q u e s e in s e rtó . L a lín e a 41 in te n ta in s e rta r 9 . 5 , q u e y a s e e n c u e n tra e n e l c o n ju n to . L a s a lid a d e la s lín e a s 4 3 y 4 4 m u e s tr a q u e 9 . 5

n o s e in se rtó .

21.3.3 Contenedor asociativo m u lt im a p E l c o n te n e d o r a s o c ia tiv o multimap s e u tiliz a p a r a a lm a c e n a r y r e c u p e r a r r á p id a m e n te la s c la v e s y lo s v a lo re s a s o c ia d o s ( a m e n u d o c o n o c id o s c o m o pares clave/valor). M u c h o s d e lo s m é to d o s u tili z a d o s c o n lo s c o n te n e d o r e s multiset y set ta m b ié n s e u tiliz a n c o n multimap y map. L o s e le m e n to s d e lo s c o n te n e d o r e s multimap y m ap s o n p a re s ( o b je to s d e la c la s e pair) d e c la v e s y v a lo re s , e n v e z d e v a lo re s in d iv id u a le s . A l in s e rta r d a to s e n u n multimap o map s e u tiliz a u n o b j e t o pair q u e c o n tie n e la c la v e y e l v alo r. E l o r d e n d e la s c la v e s s e d e te r m in a m e d ia n te u n o b je to f u n c ió n d e c o m p a r a c ió n . P o r e je m p lo , e n u n c o n te n e d o r multimap q u e u tilic e e n t e r o s c o m o e l ti p o p a r a la s c la v e s , é s ta s p u e d e n o r d e n a rs e e n f o r m a a s c e n d e n te m e d ia n te e l o b je to f u n c ió n d e c o m p a r a c ió n less< int > . E n u n c o n te n e d o r multimap s e p e r m ite n c la v e s d u p lic a d a s , p o r lo q u e p u e d e n a s o c ia rs e v a r io s v a lo re s c o n u n a s o la c la v e . E s to a m e n u d o se c o n o c e c o m o u n a r e la c ió n d e u n o a v ario s. P o r e je m p lo , e n un s is te m a p a ra p ro c e s a r tra n s a c c io n e s d e ta ijc ta s d e c ré d ito , la c u e n ta d e u n a t a ije ta d e c r é d ito p u e d e te n e r m u c h a s tr a n s a c c io n e s a s o c ia d a s ; e n u n a u n iv e rs id a d , u n e s tu d ia n te p u e d e to m a r m u c h a s c la s e s y u n p r o f e s o r p u e d e e n s e ñ a r a m u c h o s e s tu d ia n te s ; e n la m ilic ia , u n ra n g o ( c o m o “c a b o ” ) tie n e m u c h a s p e rs o n a s . U n c o n te n e d o r multimap s o p o r ta e l u s o d e ite ra d o r e s b id ir e c c io n a le s ( p e r o n o lo s ite r a d o r e s d e a c c e s o a le a to rio ). A l ig u a l q u e c o n lo s c o n te n e d o re s

multiset y set, u n c o n te n e d o r multimap g e n e r a lm e n te s e ¡m p lc m c n ta c o m o á r b o l b in a rio d e b ú s q u e d a ro jo -n e g r o , e n e l q u e s u s n o d o s so n p a r e s ( o b je to s pair) c la v e /v a lo r. L a fig u ra 21.21 d e m u e s tra el u s o d e l c o n te n e d o r a s o c ia tiv o multimap. D e b e in c lu irs e e l a r c h iv o d e e n c a b e z a d o p a r a p o d e r u tiliz a r la c la s e multimap.

1 // Fig. 21.21: fig21_21.cpp 2 // Programa de prueba para la clase multimap de la Biblioteca estándar. 3 •inelude 4

5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 Rgura 21.21

Plantilla d e clase m u lt im a p d e la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 21

1125

8 •ineluda // definición de la plantilla de clase map 9 10 // definir nombre corto para el tipo multimap utilizado en este programa 11 typedef stdi multimap< int, double, std::less< int > > mmid; 12

13 int main() 14 { 15 mmid pares; 16 17 cout << "Hay actualmente " « pares.count( 15 ) 18 << * pares con la clave 15 en el contenedor multimapXn"; 19 20 // insertar dos objetos value_type en pares 21 pares.insert( mmid: :value_type( 15, 2.7 ) ); 22 pares.insert( mmid::value_type( 15, 99.3 ) ); 23 24 cout << "Después de las inserciones, hay " 25 << pares.count( 15 ) 26 << * pares con la clave lSXnXn"; 27 28 // insertar cinco objetos value_type en pares 29 pares.insert( mmid:ivalue_type( 30, 111.11 ) ); 30 pares.insert( mmid::value_type( 10, 22.22 ) ); 31 pares.insert( mmid::value_type( 25, 33.333 ) ); 32 pares.insert( mmid::value_type( 20, 9.345 ) ); 33 pares.insert( nmid::value_type( 5, 77.54 ) ); 34 35 cout << "El contenedor multimap pares contiene:XnClaveXtValorXn"/ 36 37 // usar const_iterator para avanzar a través de los elementos de pares 38 for ( mmid::const_iterator iter - pares.begin(); 39 iter 1- pares.endO; ++iter ) 40 cout << iter->first << *\t' 41 << iter->second << '\n 42 43 cout << endl; 44 45 return 0; 46 47 ) // fin de main Hay actualmente 0 pares con la clave 15 en el contenedor multimap Después de las inserciones, hay 2 pares con la clave 15 El contenedor multimap pares contiene: Clave Valor 77.54 5 22.22 10 2.7 15 99.3 15 20 9.345 25 33.333 111.11 30 Figura 21.21

Plantilla d e clase m u lt im a p de la Biblioteca estándar. (Parte 2 d e 2.)


f 126


Capítulo 21

Tip de rendimiento 21.14 Un contenedor m u l t i m a p se implemento para localizar eficientemente todos los valores que forman pares con una clave dada l a linca 11 u tiliza a typedef para definir el alias mmid para un tipo multimap en el que el tipo d e la cla v e es int. el tipo d el valor asociad o co n una clave e s double y lo s elem en tos s e or denan en forma ascendente. La línea 15 utiliza el nuevo tipo para crear una instancia de un contene dor multimap llamada pares. I-a línea 21 u tiliza la función insert para agregar un nuevo par clavc/valor al contenedor multimap. L a exp resión mmid: xvalue_type ( 15, 2.7 ) crea un ob jeto pair en el que first e s la clave (15) de tipo int y second e s el valor (2.7) d e tipo double. FH tipo mmid:: value_type está definido en la línea 11 c o m o parte del typedef para e l contenedor multimap. La lín ea 22 inserta otro objeto pair. en el que la clave e s 15 y e l valor es 99.3. Luego la s lín eas 24 a 26 muestran el núm ero d e pares co n la clave 15. l-as lín eas 2 9 a 33 insertan cin c o pares ad icion ales en el contenedor multimap. 1-a estructura for en las líneas 38 a 41 m uestra el con ten ido del multimap. incluyendo claves y valores. Las lí neas 41 y 4 2 utilizan el const_iterator llam ado iter para tener a cc eso a los m iem bros del par en cada elem en to d el contenedor multimap. O bserve en la salida que las c la v es aparecen en orden ascendente.

21.3.4 Contenedor asociativo map E l contenedor asociativo map s e utiliza para alm acenar y recuperar rápidamente claves únicas y los valores asociados. N o se perm iten claves duplicadas en un map, por lo que só lo puede asociarse un va lor con cada clave. Esto se con o ce com o m apeo de uno a uno. Por ejem plo, una com pañía que utili za núm eros únicos para los em p lead os tales com o 100, 2 0 0 y 3 0 0 podría tener un contenedor map que aso cie los núm eros de lo s em p lead os con su s ex ten sio n es telefónicas: 4 3 2 1 ,4 1 1 5 y 52 1 7 , respec tivamente. C on un contenedor map usted especifica la clave y recibe rápidamente de vuelta los datos asociados. Un map se co n o ce com únm ente com o un arreglo asociativo. Para localizar en un conte nedor map un valor asociado con cierta clave, se debe proporcionar ésta en el operador su bín d ice [ ] d el contenedor map. Pueden realizarse inserciones y elim inacion es en cualquier parte d e un map. La figura 2 1 .2 2 dem uestra e l u so d el contenedor asociativo map. La figura 2 1 .2 2 u tilíza la s m is m as características que la figura 21.21 y dem uestra el uso del operador subíndice. D eb e incluirse el archivo de en cab ezado para poder utilizar la cla se map. L as líneas 3 6 y 39 utilizan el o p e rador subíndice d e la clase map. C uando el su bín d ice es una clave que ya s e encuentra en e l con te nedor map (lín ea 3 6 ), el operador d ev u elv e una referencia a su valor asociado. C uando el subíndice e s una clave que no se encuentra e n el contenedor map (lín ea 3 9 ), el operador inserta la clave en el contenedor y devu elve una referencia que puede utilizarse para asociar un valor con esa clave. La línea 3 6 sustituye el valor de la clave 2 5 (anteriorm ente 3 3 . 3 3 3 según lo esp ecifica d o en la línea 22) con un nuevo v a lo r 9999.99. La línea 3 9 inserta un nuevo par clavc/valor (lo que se co n o ce com o

crea r una a so cia ció n ) en el contenedor map.

1 // Fig. 21.22: fig21_22.cpp // Programa da prueba para la clase map da la Biblioteca estándar.

2 3

#inelude

4

5 u s i n g std: : c o u t ; 6

using std::endl;

Rgura 21.22

Plantilla d e clase map d e la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 3.)



Capitulo 21

1127

7 8 iinclude // definición de la plantilla de clase map 9 10 // definir nombre corto para el tipo map utilisado en este programa 11 typedef std: :map< int, double, std::less< int > > mid; 12

13 int main( > 14 { 15 mid pares; 16 17 // insertar ocho objetos value_type en pares 18 pares.insert( mid:svalue_type( 15, 2.7 ) ); 19 pares.inserte mid::valué type( 30, 111.11 ) ); 20 pares.inserte mid::value_type( 5, 1010.1 ) ); 21 pares.inserte mid::value_type( 10, 2 2 . 2 2 ) ); 22 pares.inserte mid::value_typee 25, 33.333 ) ); 23 pares.inserte mid: :value_type( 5, 77.54 ) ); // se ignora el duplicado 24 pares.inserte mid::value_type( 20, 9.345 ) ); 25 pares.inserte mid: :value_type( 15, 99.3 ) ); // se ignora el duplicado 26 27 cout << "pares contiene:\nClave\tValor\n"; 28 29 // usar const_iterator para avanzar a través de los elementos de pares for e mid::const_iterator iter - pares.begin(); 30 31 iter I» pares.endO; ♦♦iter ) 32 cout << iter->first << *\t' 33 << iter->second << '\n'; 34 35 // usar operador subíndice para cambiar el valor de la clave 25 36 parest 25 ] - 9999.99; 37 38 // usar operador subíndice para insertar el valor para la clave 40 39 parest 40 ] - 8765.43; 40 41 cout << "\nOespues de las operaciones de subíndice, pares contiene:" 42 << "\nClave\tValor\n"; 43 44 for ( mid::const_iterator iter2 - pares.begin(); 45 iter2 1- pares.end(); ♦♦iter2 ) 46 cout << iter2->first << '\t' 47 << iter2->second << '\n'; 48 49 cout << endl; 50 51 return 0; 52 53 } // fin de main pares contiene: Clave Valor 5 1010.1 22 22 10 Figura 21.22

( c o n tin ú a en la s ig u ie n te p á g in a )

Plantilla d e clase map d e la Biblioteca estándar. (Parte 2 d e 3.)


1128

15 20 25 30


Capítulo 21

2.7 9.345 33.333 111.11

Despuei de las operaciones de subíndice, pares contiene: Clave Valor 1010.1 5 22.22 10 2.7 15 20 9.345 25 9999.99 30 111.11 40 8765.43

Figura 21.22

Plantilla d e clase map de la Biblioteca estándar. (Parte 3 d e 3.)

2 1 .4 A d a p t a d o r e s d e c o n t e n e d o r e s La ST L cuenta con tres adaptadores d e contenedores: s t a c k . q u e u e y p r i o r i t y _ q u e u e . Los adaptadores no son contenedores de primera cla se, ya que n o cuentan co n la estructura d e datos real en la que lo s elem en tos pueden alm acenarse y porque lo s adaptadores no soportan el uso d e iteradores. E l b en eficio d e una clase d e adaptador e s q u e el programador puede eleg ir una estructura de datos su byacen te apropiada. L as tres cla ses d e adaptadores cuentan con las fu n cion es m iem bro

puah y p o p que insertan apropiadam ente un elem en to en cada estructura d e datos d e adaptador y elim inan apropiadam ente un elem en to de cada estructura d e datos de adaptador. L as sigu ien tes sub se cc io n e s ofrecen ejem p los d e las c la se s de adaptadores.

21.4.1 Adaptador s t a c k L a cla se s t a c k perm ite insertar a , y elim inar de, la estructura d e datos subyacente en un extrem o (lo que com únm ente se c o n o c e co m o una estructura de datos del tipo últim o en entrar, prim ero en

salir). Una pila puede ¡m plem cntarsc con cualquiera de lo s contenedores de secuencia: v e c t o r ,

l i s t y d e q u e . Este ejem plo crea tres pilas de enteros utilizando cada uno de lo s contenedores de secu en cia d e la B iblioteca estándar co m o estructura de datos subyacente para representar al adapta dor s t a c k . D e m anera predeterminada, una pila se im plcm cnta co n un d e q u e . Las operaciones de la pila son p u s h para insertar un elem en to en su parte superior (lo que se im plem enta m ediante una llam ada a la función p u s h _ b a c k d el contenedor su byacen te), p o p para elim inar el elem en to superior d e la pila (lo que se im plem enta m ediante una llam ada a la función p o p _ b a c k d el co n te nedor subyacente), t o p para obtener una referencia al elem en to superior de la pila (lo que s e im plem enta m ediante una llam ada a la función b a c k del contenedor subyacente), e m p ty para deter minar si la pila está vacía o no (lo que se im plem enta m ediante una llam ada a la función e m p ty del contenedor subyacente) y s i z e para obtener el núm ero de elem en tos en la pila (lo q u e se im plem enta m ediante una llam ada a la función s i z e d el contenedor subyacente).

Tip de rendimiento 21.15 Cada una de las operaciones comunes de un adaptador mtack se implementa como una función Inllna que llama a la función apropiada del contenedor subyacente. Esto evita la sobrecarga de una segunda llamada a una función.



Capitulo 21

1129

Tip de rendimiento 21.16 Para el mejor rendimiento, use la clase d e q u e o v m c to r como contenedor subyacente para un adaptador a ta c k . La figura 21.23 dem uestra e l u so d e la cla se d e adaptador s t a c k . El archivo de encabezado

< e t a c k > debe incluirse para poder utilizar la cla se s t a c k . L as líneas 19. 2 2 y 25 crean instancias de tres pilas de enteros, luí línea 19 esp ecifica una pila de en teros que utiliza el contenedor d e q u e predeterm inado co m o su estructura d e datos subyacen te. La línea 2 2 esp ecifica a una pila de enteros q u e utiliza a un v e c t o r de en teros co m o su estruc tura d e datos subyacente. La lín ea 25 esp ecifica a una pila de enteros que utiliza un contendor l i s t de enteros com o su estructura de datos subyacente.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 21.23» fig21_23.cpp // Programa de prueba para el adaptador stack de la Biblioteca estándar. #include using std::cout; using std»:endl; tinclude // definición del adaptador stack tinclude // definición de la plantilla de clase vector tinclude // definición de la plantilla de clase list

11

12 // prototipo de la plantilla de función sacarElementos 13 template< clase T > 14 void sacarElementos ( T &stackRef ); 15 16 int main () 17 { 18 //pila con deque subyacente predeterminado 19 stdt:stack< int > intDequePila; 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

//pila con vector subyacente std::stack< int, std::vactor< int > > intVectorPila; // pila con lista subyacente std::stack< int, std::list< int > > intListaPila; // meter los valores 0-9 en cada pila for ( int i » 0 ; i < 1 0 ; ♦♦i ) { intDequePila.push( i ); intVectorPila.push( i ); intListaPila.push( i ); ) // fin de instrucción for // mostrar y eliminar elementos de cada pila cout << "Sacando de intDequePila» *; sacarElementos( intDequePila ); cout << "\nSacando de intVectorPila» *» sacarElementos! intVectorPila );

Figura 21.23

Clase d e a d a p ta d o r s t a c k de la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 2.)


1130

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59


Capítulo 21

cout << "XnSacando da intListaPila: sacarElementos( IntListaPila ); cout << endl; ratura 0; > // fin da main // sacar elementos dal objato pila al que haca rafarancia st&ckRef template< class T > void sacarElementos( T &stackRef ) { whila ( IstackRaf.ampty() ) { cout << stackRaf .top() << ' '/ // ver alamento superior stackRaf.pop(); // eliminar elemento superior ) // fin de instrucciónwhila } // fin da la función sacarElementos

Sacando da intDequePila: 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Sacando da intVactorPilas 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Sacando da intListaPila: 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Figura 21.23

Cíase d e a d a p ta d o r s t a c k de la Biblioteca estándar. (Parte 2 d e 2.)

Las lín eas 29-31 utilizan a la función p u s h (d isp o n ib le en cada cla se d e adaptador) para c o lo car un entero en la parte superior de cada pila. La función s a c a r E l e m e n t o s (lín eas 5 0 -5 9 ) saca los elem en tos de cada pila. 1.a lín ea 54 utiliza a la función t o p de s t a c k para recuperar el elem en to superior d e la pila y mostrarlo. La función t o p no elim in a el elem en to superior. 1.a línea 55 u tiliza la función p o p (dispon ible en ca da clase d e adaptador) para elim inar el elem en to superior d e la pila. La función p o p no d ev u elv e un valor.

21.4.2 Adaptador q u e u e La clase q u e u e perm ite in serciones en la parte final d e la estructura de datos subyacente y elim ina c io n e s d e la parte inicial d e la m ism a (lo que com únm ente se co n o ce co m o una estructura d e datos d el tipo p rim ero en entrar, p rim ero en salir). U na co la puede ¡m plem entarse co n la estructura de da tos l i s t o d e q u e d e la STL. D e manera predeterminada, una c o la s e im plcm cnta co n d e q u e . L as op eracion es com u nes d e un adaptador q u e u e son p u s h para insertar un elem en to en su parte final (lo que se im plem enta m ediante una llamada a la función p u s h _ b a c k d el contenedor subya cen te), p o p para elim inar el elem en to en la parte inicial de la c o la (lo que se im plem enta m ediante una llam ada a la función p o p _ f r o n t del contenedor subyacente), f r o n t para obtener una refe rencia al prim er elem en to en la cola (lo que se im plem enta m ediante una llam ada a la función

f r o n t d el contenedor su byacen te), b s c k para obtener una referencia a l últim o elem en to en la c o la (lo que se im plem enta m ediante una llamada a la función b a c k del contenedor subyacente), e m p ty para determinar s i la cola está vacía o no (lo que se im plcm cnta m ediante una llamada a la función e m p ty del contenedor subyacente) y s i z e para obtener el número d e elem en tos en la c o la (lo que s e im plcm cnta m ediante una llam ada a la función s i z e d el contenedor subyacente).



Capitulo 21

1131

Tip de rendimiento 21.17 Cada una de las operaciones comunes de un adaptador q u e u e se implementan como una función i n l i n e que llama a la función apropiada del contenedor subyacente. Esto evita la sobrecarga de una segunda llamada a una función.

Tip de rendimiento 21.18 Para el mejor rendimiento, use la clase d e q u e como el contenedor subyacente para un adaptador q u e ue.

La figura 21.24 dem uestra e l u so d e la cla se d e adaptador q u e u e . El archivo de en cab ezado

< q u e u e > debe incluirse para poder utilizar esta clase. La línea 12 crea una instancia de q u e u e para alm acenar valores d o u b l e . L as lín eas 15 a 17 utilizan la función p u s h para agregar elem en tos a la cola. La estructura w h i l e en las lín eas 21 a 25 usa la función e m p ty (dispon ible en to d o s los contenedores) para determ inar si la c o la está va cía o no (línea 21).

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10

using std»:cout; using std:tendí;

11

(

12 13 14 15 16 17 18 19

// Fig. 21.24» fig21_24.cpp // Programa de prueba para el adaptador queue de la Biblioteca estándar. iinclude

iinclude

// definición del adaptador queue

int main() std»»queue< double > valores; // meter elementos en la cola valores valores.push( 3.2 ); valores.push( 9.8 ); valores.push{ 5.4 ); cout << "Sacando de valores: "s

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

while ( Ivalores.emptyO ) { cout << valores, front () valores.popO;

// ver elemento inicial // eliminar elemento

) // fin de instrucciónwhile cout << endl; return 0; } // fin de main

Sacando de valores: 3.2 9.8 5.4 Figura 21.24

Plantilla de clase del adaptador q u e u e de la Biblioteca estándar.


1132


M ientras siga habiendo elem en tos en el adaptador

Capítulo 21

queue. la lín ea 2 2 utiliza la función front

d e queue para leer (pero no elim inar) el primer elem en to en la cola y mostrarlo. La lín ea 23 elim i na e l prim er elem en to en la cola co n la función pop (disp on ib le en todas las cla ses de adaptadores).

21.4.3 Adaptador priority_queue La cla se

priority_queue ofrece una funcionalidad que permite inserciones ordenadas en la e s

tructura de datos subyacente y elim inacion es d e su parte inicial. Un adaptador priority_queue puede im plem entarse co n las estructuras de datos vector o deque d e la STL. D e manera prede terminada. un adaptador priority_queue se im plcm cnta con un vector co m o estructura de datos subyacente. A l agregar elem en tos a un adaptador priority_queue. ésto s se insertan en orden de prioridad de forma que el elem en to con la prioridad m ás alta (es decir, el valor más grande) se a el pri m er elem en to rem ovido del adaptador. E sto se logra generalm ente m ediante el u so de una técnica de ordenam iento llamada h e a p so n , que siem pre m antiene el valor m ás grande (es decir, el de m ayor prio ridad) en la parte inicial de la estructura de datos; dicha estructura de datos s e co n o ce co m o heap (m ontón). La com paración de elem entos se lleva a cab o con el objeto función d e com paración less< T > de manera predeterminada, pero el programador puede suministrar un com parador distinto. Las op eracion es com u nes de un adaptador priority_queu« son push para insertar un e le m ento en la p osición apropiada, co n base en el orden de prioridad d el adaptador priority-

_queu« (lo q u e s e im plcm enta m ediante una llam ada a la función push_back del contenedor su byacen te y lu ego se vuelven a ordenar lo s elem en tos m ediante la técnica heapsort). pop para e li minar el elem en to de m ayor prioridad en el adaptador priority_queue (lo q u e se im plcm cnta m ediante una llamada a la función pop_back del contenedor subyacente, después d e elim inar el elem en to superior d el heap), top para obtener una referencia al elem en to superior d el adaptador (lo que s e im plcm cnta m ediante una llam ada a la función f ront d el contenedor su byacen te), empty para determinar si el adaptador priority_queue está v acío o no (lo que s e im plem enta m edian te una llam ada a la función empty d el contenedor subyacente) y size para obtener el núm ero de elem en tos en el adaptador (lo que se im plem enta m ediante una llam ada a la fun ción size d el co n tenedor subyacente).

Tip de rendimiento 21.19 Cada una de las operaciones comunes de un adaptador prior ity_queue se implementa median te urut función i n l i n e que llama a la función apropiada del contenedor subyacente. Esto e\'ita la so brecarga de una segunda llamada a una función.

Tip de rendimiento 21.20 Para el mejor rendimiento, use la clase

vector como

contenedor subyacente para im adaptador

prior 1fcy_queue. La figura 21.25 dem uestra el uso de la clase de adaptador priority_queue. D eb e incluirse el archivo d e encabezado para poder utilizar esta cla se. 1 2 3

// Fig. 21.25: fig21_25.cpp // Programa da prueba para el adaptador prlorlty.queue de la Biblioteca estándar. •inelude

4 5 ó

uslng std::cout; uslng std::endl;

Figura 21.25

La clase d e a d a p ta d o r priority_queue d e la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 21

7 8

iinclude

1133

// definición del adaptador priority_queue

9 10

int main ()

11

{

12 13 14 15 16 17 18 19

std::priority_queue< double > prioridades; // meter elementos prioridades.push( prioridades.push( prioridades.push(

en prioridades 3.2 ); 9.8 ); 5 . 4 );

cout << "Sacando de prioridades; *j

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

while ( Iprioridades.empty () ) { cout << prioridades .top() << 1 prioridades.pop();

// ver elemento superior // eliminar elemento superior

} // fin de instrucción while cout << endl; return 0; ) // fin de main

Sacando de prioridades: 9.8 5.4 3.2

Rgura 21.25

La clase d e a d a p ta d o r (Parte 2 d e 2.)

priority_queue d e la Biblioteca estándar.

La linca 12 crea una instancia de priority_queue que alm acena valores double y utili za un vector co m o la estructura de datos subyacente. Las líneas 15 a 17 utilizan la función push para agregar elem en tos al adaptador priority_queue. La estructura while en las líneas 21 a 25 u tiliza la función empty (d isp on ib le en todos los contenedores) para determinar si e l adaptador está va cío o n o (lín ea 21). M ientras haya m ás elem en tos, la línea 2 2 utiliza la función top de prior±ty_queue para recuperar el elem en to d e m ayor prioridad en el adaptador y mostrarlo. 1.a línea 23 elim ina el elem en to de m ayor prioridad d el adaptador m ediante la función pop (d isp on i b le en todas las cla ses d e adaptadores).

21.5 Algoritmos Hasta la llegada d e la STL, las b ibliotecas d e contenedores y algoritm os eran casi incom patibles e n tre distribuidores. L as primeras bibliotecas de contenedores por lo generalm ente utilizaban herencia y polim orfism o con la sobrecarga asociada con las llam adas a funciones virtual. La STL separa a los algoritm os d e los contenedores. E sto facilita considerablem ente agregar n uevos algoritm os. La ST L está im plcm cntada para m axim izar la eficien cia. Evita la sobrecarga d e las fun cion es virtual. C on la STL. lo s elem en tos de los contenedores se utilizan a través de aeradores. Las sigu ientes subse cc io n c s dem uestran m uchos de lo s algoritm os d e la S T l..


1134


Capítulo 21

Observación de ingeniería de software 21.8 Los algoritmos de la STL no dependen de los detalles de implementación de los contenedores sobre los que operan. Mientras que los ¡teñidores del contenedor (o arreglo) cumplan con los requerimientos del algoritmo, los algoritmos de la STl. pueden tnibajar con arreglos estilo C basados en apuntadores, contenedores de la STL y estructuras de datos definidas por el usuario.

Observación de ingeniería de software 21.9 Pueden agregarse algoritmos a la STL fácilmente, sin necesidad de modificar las clases contenedoras.

21.5.1 fill, fill_n,generate y generate_n La figura 2 1 .6 dem uestra el uso d e lo s algoritm os f ill, £ill_n, generate y generate_n. L as fun cion es fill y fill_n establecen todos lo s elem en tos en un rango de elem en to s del contenedor en un valor esp ecífico. L as fu n cion es generate y generate_n usan una fu n ció n

generadora para crear valores para cada elem en to en un rango de elem en tos del contenedor. La fun ció n generadora no tom a argum entos y d evu elv e un valor que puede colocarse en un elem en to del contenedor.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 21.26: fig21_26.cpp // Los algoritmos fill, fill_n, generate / / y generate n de la Biblioteca estándar. iinclude using stdticout; using std::endl;

8

9 ffinelude // definiciones de algoritmos 10 Vinclude // definición de la plantilla de clase vector 11 12 char siguienteLetra(); // prototipo 13 14 int main() 15 { 16 std::vector< char > caracteres ( 10 ) ¡ 17 std::ostream iterator< char > salida ( cout, " " ); 18 19 // llenar caracteres con 5s 20 std::fill( caracteres.begin(), carácteres.end(), '5' ); 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

cout << "El vector caracteres después de llenarlo con 5s:\n*j std::copy( caracteres.begin(), caracteres.end(), salida ); // llenar los primeros cinco elementos de caracteres con As std::fill_n( caracteres.begin(), 5, 'A' ); cout << "\n\n£l vector caracteres después de llenar cinco elementos* << * con As:\n*; std::copy( caracteres.begin(), caracteres.end(), salida ); // generar valores para todos los elementos de caracteres con siguienteLetra std::generate( caracteres.begin(), caracteres.end(), siguienteLetra );

Rgura 21.26

Los algoritmos fill. £ill_n. generate y generate_n (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 21

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

1135

cout << "\n\nEl vector caracteres después de generar las letras A-JsNn»; std::copy( caracteres.begin(), caracteres.end(), salida >; // generar valores para los primeros cinco elementos de caracteres // con siguienteLetra std::generate n( caracteres.begin(), 5, siguienteLetra ); cout << "\n\nEl vector caracteres después de generar K-O para los" << * primeros cinco elementos:\n"; std::copy( caracteres.begin{), caracteres.endO, salida ); cout << endl; retura 0; } // fin de main // devuelve la siguiente letra del alfabeto (empieza con A) char siguienteLetra() { static char letra - 'A'; retura letra++; ) // fin de la función siguienteLetra

El vector caracteres después de llenarlo con 5s: 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 El vector caracteres después de llenar cinco elementos con As: A A A A A 5 5 5 5 5 El vector caracteres después de generar las letras A-J: A B C D E P G H I J El vector caracteres después de generar K - 0 para los primeros cinco •lamentos: K I. M N O F G H I J

figura 21.26

Los algoritmos

fill. fill_n. generate y generate_n (Parte 2 de 2.)

La linca 20 utiliza a la función fill para colocar el carácter ' 5 ' en cada elem en to d el vec tor caracterea. d esd e caracteres.begin() hasta, pero sin incluir a, chara .end(). O bserve que lo s iteradorcs sum inistrados co m o primer y segundo argum entos deben ser por lo m enos iteradores de avance (es decir, q u e puedan utilizarse tanto co m o entrada d esd e un contenedor co m o d e salida hacia un contenedor, en dirección hacia delante). La línea 26 utiliza a la función fill_n para colocar el carácter ' A' en lo s prim eros cin co e le m entos d el vector caracteres. El iterador sum inistrado co m o prim er argum ento debe ser por lo m en os un iterador d e salida (es decir, que pueda utilizarse para enviar datos a un contenedor en dirección hacia delante). El segundo argum ento esp ecifica el núm ero d e elem en tos a llenar. El tercer argum ento esp ecifica el valor a colo ca r en cada elem ento.


1136


Capítulo 21

La línea 33 utiliza a la función generate para colocar el resultado de una llam ada a la fun ció n generadora siguienteLetra en cada elem en to d el vector caracteres, desde c h a r a .begin ( ) hasta, pero sin incluir a. chara .end ( ) . L os iteradores sum inistrados com o prim er y segu n d o argum entos deben ser por lo m en o s iteradores d e avance. La función siguien teLetra (definida en las lín eas 5 3 -5 8 ) em p ieza co n el carácter 'A' que s e m antiene e n una va riable local static. La instrucción en la línea 56 incrementa el valor de letra y d evu elve su valor anterior cada vez que se llam a a siguienteLetra. La línea 4 0 utiliza a la función generate_n para co locar el resultado d e una llamada a la fun ció n generadora siguienteLetra en cin c o elem en tos del vector caracteres, em pezando d esd e chars .begin(). El iterador q u e se sum inistra co m o el primer argum ento debe ser por lo m en os un iterador de salida.

21.5.2 equal, mismatch y lexicographical_compare La figura 2 1 .2 7 dem uestra la com paración de secu en cias d e valores para ver si son igu ales m edian te el u so d e lo s algoritm os equal, mismatch y lexicographical_compare.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 21.27: fig21_27.cpp // Las ftinciones equal, mismatch y // lexicographical_compare de la Biblioteca estándar. tinclude using std::cout; using std::endl;

8

9 tinclude 10 tinclude

// definiciones de los algoritmos // definición de la plantilla de clase vector

11

12 int main() 13 { 14 const int TAMANIO «10; 15 int al [ TAMANIO ]- { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ); 16 int a2[ TAMANIO ]- { 1, 2, 3, 4, 1000, 6, 7, 8, 9, 10 )í 17 18 std::vector< int > vl( al, al + TAMANIO ); 19 std::vector< int > v2 ( al, al ♦ TAMANIO ); 20 stds:vector< int > v3 ( a2, a2 + TAMANIO ); 21 22 std: :ostream_iterator< int > sal ida ( cout, " " ); 23 24 cout << "El vector vi contiene: "; 25 std::copy( vl.beginO, vl.endO, salida ); 26 cout << *\nEl vector v2 contiene: "; 27 std::copy( v2.begin(), v2.end(), salida ); 28 cout << "\nEl vector v3 contiene: " j 29 std::copy( v3.begin(), v3.end(), salida ); 30 31 // comparar los vectores vi y v2 para ver si son iguales 32 bool resultado ■ 33 std::equal( vl.begin(), vl.endO, v2.begin() ); Figura 21.27

Los algoritmos e q u a l. m is m a tc h y le x i c o g r a p h i c a l_ c o m p a r e (Parte 1 de 2.)



Capitulo 21

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

cout << "\n\nEl vector vi * « { resultado ? "es* i "no es* ) << " igual al vector v2.\n*/ // comparar los vectores vi y v3 para ver si son iguales resultado - stdi:equal( vl.beginO, vl.endO, v3.begin() ); cout << "El vector vi * << ( resultado ? "es* : "no es* ) << " igual al vector v3.\n*; // posición representa el par de iteradores de los vectores std::pair< stdssvector< int >::iterator, stds:vector< int >::iterator > posición; // comprobar inconsistencia entre vi y v3 posición std: :mismatch( vl.beginO, vl.endO, v3.begin() ); cout << << << << <<

"\nHay una inconsistencia entre vi y v3 en * "la posición * << ( posición.first - vl.beginO ) "\nen donde vi contiene * << ‘posición.first * y v3 contiene * << «posición.second "\n\n*/

char cl[ TAMANTO ] - "HOLA*; Char c2[ TAMANTO ] - "BYE BYE»; // perfora lexicographical compar ison of el and c2 resultado - std::lexicographical^compare( el, Cl -i- TAMANTO, c2, c2 + TAMANTO ); cout << cl << ( resultado ? " es menor que * : " e s mayor o igual que * ) << c2 << endl;

68

69 70 71

return 0 ; } // fin de main

El vector vi contiene: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 El vector v2 contiene: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 El vector v3 contiene: 1 2 3 4 1000 6 7 8 9 10 El vector vi es igual al vector v2. El vector vi no es igual al vector v3. Hay una inconsistencia entre vi y v3 en la posición 4 en donde vi contiene 5 y v3 contiene 1000 HOLA es mayor o igual que BYE BYE Figura 21.27

Los algoritmos e q u a l. m ia m a tc h y le x i c o g r a p h i c a l_ c o z n p a r e (Parte 2 de 2.)


1137

1138


Capítulo 21

Las líneas 32 y 33 utilizan la función e q u a l para com parar d os secu en cia s de valores y ver si son iguales. Cada secu en cia no necesariam ente co n tien e el m ism o número d e elem entos: e q u a l d evu elve f a l s e si las secu en cia s no son de la m ism a longitud. L a función o p e r a t o r - - realiza la com paración de lo s elem en tos. En e ste ejem plo se com paran lo s elem en to s del v a c t o r v i d esd e v i . b e g i n ( ) hasta, pero sin incluir a, v i . e n d ( ) co n lo s elem en to s d el v e c t o r v 2 em pezando d esd e v 2 . b e g i n ( ) . En este ejem p lo, v i y v 2 son ¡guales. L o s tres aeradores que se to man com o argum entos deben ser por lo m enos aeradores d e entrada (e s decir, que puedan utilizarse para introducir valores d esd e una secu en cia en dirección hacia delante). La línea 39 u tiliza a la fun ció n e q u a l para com parar lo s vectores v i y v 3 , que no son iguales. H ay otra versión d e la función equal que tom a una función predicado binaria co m o cuarto pa rámetro. Esta función recibe lo s d o s elem en tos q u e se van a com parar y d ev u elv e un valor bool que indica si lo s elem en to s son iguales o no. Esto puede ser útil en secu en cias que alm acenan ob jetos o apuntadores a valores, en v e z de lo s valores actuales, ya q u e s e pueden definir una o m ás com para cion es. Por ejem p lo, puede com parar o b jetos Empleado en base a la edad, núm ero de Seguro social o ubicación en v e z de com parar ob jetos com p letos. Puede comparar a qué hacen referencia lo s apun tadores, en v ez de com parar su con ten id o (e s decir, las d ireccion es alm acenadas en lo s apuntadores). Las lín eas 44 a 4 9 em piezan por crear la instancia de un ob jeto pair de iteradores llamado posición, para un vector de enteros. Este objeto alm acena e l resultado de la llam ada a mismatch (lín ea 49). La función mismatch com para d o s secu en cias d e valores y d ev u elv e un o b je to pair de iteradores q u e indican la p osición en cada secu en cia de lo s elem en to s inconsistentes. Si todos lo s elem en tos concuerdan, lo s d o s iteradores en el ob jeto pair son ¡guales al ú ltim o ¡terador para cada secu en cia. L os tres iteradores que se tom an co m o argum entos deben ser por lo m enos iteradores d e entrada. La línea 5 2 determ ina la posición actual d e la in con sisten cia en lo s vectores m ediante la expresión posición, first - vi .begin ( ) . El resultado d e este cá lcu lo es el nú mero de elem en tos entre los iteradores (esto es análogo a la aritmética de apuntadores que estudiam os e n el capítulo 5). Esto corresponde al núm ero d e elem en tos en este ejem plo, y a que la com paración s e realiza d esd e el in icio de cada vector. A l igual que con la función equal, hay otra versión de la función mismatch q u e recibe una función predicado binaria co m o cuarto parámetro. Las lín eas 61 y 6 2 utilizan la función lexicographical_compare para com parar e l co n tenido de d os arreglos d e caracteres. L os cuatro iteradores que se tom an co m o argum entos en esta función deben ser por lo m en os iteradores de entrada. C o m o usted sabe, lo s apuntadores en arreglos son iteradores de acceso aleatorio. L os prim eros d os argum entos d e iteradores especifican el rango d e p o sicio n e s e n la primera secu en cia. A l iterar a través d e la s secu en cia s, si el elem en to en la pri mera secu en cia es m enor que el elem en to correspondiente en la segunda, la función d ev u elv e true. Si el elem en to en la primera secu en cia es m ayor o igual que el elem en to en la segunda, la función d evu elve false. Esta función puede utilizarse para ordenar las secu en cias en forma lexicográfica. Por lo general dichas secu en cias contienen cadenas.

21.5.3 remove, removo_if,remove_copy y remove_copy_if La figura 21.28 dem uestra có m o elim inar valores de una secu en cia m ediante los algoritm os remove. remove_if.remove_copy y remove_copy_if. La lín ea 28 utiliza la función remove para elim inar todos lo s elem en tos co n el valor 10 en el rango d esd e v.begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v .end () d el vector v. Los primeros d os itera dores que se reciben co m o argum entos deben ser iteradores d e avance, para q u e el algoritm o pueda m odificar lo s elem en tos en la secuencia. Esta función no m odifica el núm ero d e elem en tos en el

vector ni destruye lo s elem en tos elim in ad os, pero sí d esp laza a todos los elem en to s que no se e li m inan hacia el in icio del vector. 1.a función d ev u elv e un iterador co lo ca d o después del últim o elehttp://alexyniorlls.blogspot.com 1195 of 1380.


Capitulo 21

m entó d el

1139

vector q u e no se haya elim inado. L os elem en tos que se encuentran d esd e la posición

del itcrador hasta el final d el vector tienen valores indefinidos (en este ejem p lo, cada posición “in definida” tien e el valor 0). La línea 41 utiliza la función remove_copy para copiar todos lo s elem en to s que no tengan el valor 1 0 que se encuentren en el rango d esd e v2.begin() hasta, pero sin incluir a, v2 ,end() del vector v2. Los elem en tos se co locan en c, em pezando en la p osición c .begin ( ) .Los iteradores que se suministran co m o los primeros dos argum entos deben ser iteradores d e entrada. El itcrador que s e sum inistra co m o tercer argum ento debe ser un iterador de salida, para que el elem en to q u e se va a copiar pueda insertarse en la ubicación de copia. Esta función d evu elve un itcrador que está c o locado desp ués del últim o elem en to copiado al vector c. O bserve en la lín ea 3 4 el uso d el co n s tructor d el vector que recibe el núm ero de elem en tos en el m ism o y los valores in iciales d e e so s e le m entos.

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 21.28» fig21_28.cpp // Las funciones remove, remove if, remove copy / / y remove copy if de la Biblioteca estándar. tinclude using std:scoutj using std::endl;

8

9 10

tinclude tinclude


11

12 bool mayor9 ( int ); // prototipo 13 14 int main() 15 { 16 const int TAMANIO - 10; 17 int a[ T A M A N I O ] - { 10, 2, 10, 4, 16, 6, 14, 8, 12, 10 ); 18 19 std» »ostream_iterator< int > salida ( cout, ** " ) / 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

std: :vector< int > v( a, a ♦ T A M A N I O ); std::vector< int >::iterator nuevoUltimoElemento; cout << "El vector v antes de eliminar todos los 10s:\n std::copy( v.beginO, v.endO, salida );

*;

// eliminar 10 de v nuevoUltimoElemento - std:: remove ( v.beginO, v.endO, 10 ); cout << *\nEl vector v después de eliminar todos los 10s:\n std::copy( v.beginO, nuevoUltimoElemento, salida );

*;

std::vector< int > v2 ( a, a ♦ T A M A N I O ); std::vector< int > c( T A M A N I O , 0 );

Rgura 21.28

Los algoritmos rem o ve . r e m o v e _ if . re m o v e ^ c o p y y r e m o v e _ c o p y _ if . (Parte 1 de 3.)


1140

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65


Capítulo 21

cout << *\n\nEl vector v2 antee de eliminar todos los lOs * << "y copiar:\n " j std::copy( v2.begin(), v2.end(), salida ); // copiar de v2 a c, eliminando los 10s en el proceso std::remove_copy{ v2.begin(), v2.end(), c.beginO, 10 ); cout << "\nEl vector c después de eliminar todos los lOs de v2:\n std::copy( c.beginO, c.endO, salida );

*;

std::vector< int > v3 < a, a ♦ TAMANIO ); cout << "\n\nEl vector v3 antes de eliminar todos los elementos" << "\nmayores que 9:\n "; std:tcopy( v3.begin(), v3.end(), salida ); // eliminar elementos mayores que 9 de v3 nuevoültimoElemento ■ std::remove if( v3.begin(), v3.end(), mayor? ); cout << *\nEl vector v3 después de eliminar todos los elementos" << *\nmayores que 9:\n "j std::copy( v3.begin(), nuevoültimoElemento, salida ); std::vector< int > v4 ( a, a + TAM ANIO ); std::vector< int > c2( T A M A N IO , 0 ); cout << "\n\nEl vector v4 antes de eliminar todos los elementos" << w\nmayores que 9 y copiar: \n "j std::copy( vi.beginO, v4.end(), salida );

66

67 // copiar elementos de v4 a c2,eliminando los elementos mayores 68 // que 9 en el proceso 69 std::remove_copy_i£( 70 v4.begin(), v4.end(), c2.begin(), mayor9 ); 71 72 cout << *\nEl vector c2 después de eliminar todos los elementos" 73 << M\nmayores que 9 de v4:\n "/ 74 std::copy( c2.begin(), c2.end(), salida ); 75 76 cout << endl; 77 78 retura 0; 79 80 ) // fin de main 81 82 // determinar si el argumento es mayor que 9 83 bool mayor9( int x ) 84 { 85 retura x > 9; 86

87

} // fin de mayor9

Figura 21.28

Los algoritmos rem ove. r e m o v e _ if . r e m o v « _ c o p y y r e m o v s _ c o p y _ i f (Parte 2 de 3.)



Capitulo 21

1141

El vector ▼ antes de eliminar todos los 10s: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector v después de eliminar todos los lOs: 2 4 16 6 14 8 12 El vector v2 antes de eliminar todos los 10s y copiar: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector c después de eliminar todos los lOs de v2: 2 4 16 6 14 8 12 0 0 0 El vector v3 antes de eliminar todos los elementos mayores que 9: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector v3 después de eliminar todos los elementos mayores que 9: 2 4 6 8 El vector v4 antes de eliminar todos los elementos mayores que 9 y copiar: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector c2 después de eliminar todos loa elementos mayores que 9 de v4: 2 4 6 8 0 0 0 0 0 0

Figura 21.28

Los algoritmos remove. remove_i£.remove_copy y (Parte 3 d e 3.)

Las líneas 5 3 y 54 utilizan la fun ción

remove_copy_i£.

remove_i£ para elim inar todos aquellos elem en tos en

el rango de v3 . begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v 3 . end ( ) de v3 , para lo cual nuestra función predicado unaria mayor9 definida por e l usuario d evu elve true. Esta función (definida en las líneas 8 3 -8 7 ) d evu elve true si el valor que recibe es m ayor que 9; en c a so contrario d evu elve £&lse. I-os iteradores sum inistrados co m o los prim eros d o s argum entos deben ser iteradores de avance, para que e l algoritm o pueda m odificar lo s elem en tos en la secu en cia. Esta función n o m odi fica el número d e elem en tos en el vector, pero sí desplaza al inicio d el vector todos los elem en tos q u e no se elim inan. Esta función devu elve un iterador que s e co loca después del últim o elem ento en el vector que n o se haya elim inado. T odos lo s elem en tos a partir d e la posición d el iterador y hasta e l final del vector tienen valores indefinidos. Las líneas 6 9 y 7 0 utilizan la función remove_copy_i£ para copiar todos aquellos elem en tos en el rango d esd e v4.begin () hasta, pero sin incluir a , v4.end ( ) del vector v4 para los que la fun ción predicado unaria xnayor9 devuelva true. L o s elem en tos s e co locan en c2, em p ezand o en la p osición c2 .begin ( ) . L o s iteradores que se sum inistran co m o lo s prim eros d o s argum entos deben ser iteradores d e entrada. E l iterador que se sum inistra co m o tercer argum ento debe ser un ite rador de salida, para que el elem en to q u e se va a copiar pueda insertarse en la ubicación d e copia. Esta función d evu elve un iterador que se co lo ca después del ú ltim o elem en to cop iad o en c2.

21.5.4 replace, replace_if, replace_copy y replace_copy_if La figura 2 1 .2 9 dem uestra cóm o reem plazar valores d e una secu en cia m ediante lo s algoritm os

place, replace_i£, replace_copy y replace_copy_i£. http://alexyniorlls.blogspot.com 1198 of 1380.

re

1142

1 2 3 4 5 6 7


Capítulo 21

// Fig. 21.29: £ig21_29.cpp // Las funcionas replace, replace_if, replace_copy / / y replace_copy_if de la Biblioteca estándar. iinclude using std::cout; using std:tendí;

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Iinclude iinclude bool mayor9( int ); int main() { const int TAMANIO - 10; int a [ TAMANIO 1 - { 10, 2, 10, 4, 16, 6, 14, 8, 12, 10 ); std: :ostream_iterator< int > salida( cout, " "

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

std::vector< int > vl( a, a ♦ T A M A N I O ); cout << "El vector vi antes de reemplazar todos los 10s:\n std::copy( vl.begin(), vl.endO, salida );

*;

// reemplazar los lOs en vi con 100 std::replace( vl.beginO, vl.endO, 10, 100 ); cout << *\nEl vector vi después de reemplazar los lOs con 100s:\n std::copy( vl.beginO, vl.endO, salida ); std::vector< int > v2( a, a ♦ T A M A N I O ); std::vector< int > cl( T A M A N I O );

33

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

cout << w\n\nEl vector v2 antes de reemplazar todos los lOs " << "y copiar:\n "j std::copy( v2.begin(), v2.end(), salida ); // copiar de v2 a el, reemplazando los 10s con los lOOs std::replace_copy( v2.begin(), v2.end(), cl.beginO, 10, 100 ); ccut << w\nEl vector el después de reemplazar todos los lOs en v2:\n std::copy( cl.beginO, cl.endO, salida ); std::vector< int > v3 ( a, a ♦

T A M A N IO

);

cout << w\n\nEl vector v3 antes de reemplazar los valores mayores" << * que 9:\n "; std::copy( v3.begin(), v3.end(), salida ); // reemplazar los valores mayores que 9 en v3 con 100 std::replace_if( v3.begin(), v3.end(), mayor9, 100 );

Rgura 21.29

Los algoritmos replace. replace_if.replace_copy y replace_copy_if .(Parte 1 d e 2.)


Capitulo 21

53 54 55 56 57 58 59


1143

cout « K\nEl vector v3 después de reemplazar todos loa valorea mayorea" << "\nque 9 con 100a:\n "j atd::copy( v3.begin(), v3.end(), salida ); std::vector< int > v4{ a, a ♦ TAMANIO ); atd::vector< int > c2( TAMANIO );

60

61 62 63 64 65 66 67

cout « n\n\nEl vector v4 antea de reemplazar todos los valorea mayores * << "que 9 y copiar :\n " j std::copy( v4.begin(), v4.end(), salida ); // copiar v4 a c2, reemplazando loa elementos mayores que 9 con 100 atd::replace_copy i f ( v4.begin(), v4.end(), c2.begin(), mayor9, 100 );

68

69 cout « "\nEl vector c2 después de reemplazar todos loa valores mayores " 70 << "que 9 en v4i\n *; 71 std::copy( c2.begin(), c2.end(), salida ); 72 73 cout << endl; 74 75 retura 0; 76 77 } // fin de main 78 79 // determinar si el argumento es mayor que 9 80 bool mayor9( int x ) 81 { 82 retura x > 9; 83 84 > // fin de la función mayor9 El vector vi antea de reemplazar todos loa 10a: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector vi deapuea de reemplazar los 10a con 100a: 100 2 100 4 16 6 14 8 12 100 El vector v2 antea de reemplazar todos los 10a y copiar: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector el después de reemplazar todos loa 10 a en v2: 100 2 100 4 16 6 14 8 12 100 El vector v3 antea de reemplazar los valores mayores que 9: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector v3 después de reemplazar todos los valorea mayores que 9 con 100a: 100 2 100 4 100 6 100 8 100 100 El vector v4 antes de reemplazar todos los valores mayores que 9 y copiar: 10 2 10 4 16 6 14 8 12 10 El vector c2 después de reemplazar todos los valores mayores que 9 en v4: 100 2 100 4 100 6 100 8 100 100

Rgura 21.29

Los algoritmos replace. replace_if.replace_copy y replace_copy_i£ .(Parte 2 d e 2.)


f 144


Capítulo 21

La línea 2 6 u tiliza la función replace para reem plazar todos lo s elem en tos co n el valor 10 e n el rango de vi .begin ( ) hasta, pero sin incluir a, vl . e n d ( ) en el vector vi con el nuevo valor 100. L os iteradores q u e se suministran co m o lo s prim eros d os argum entos deben ser iteradores d e avance, d e m anera que el algoritm o pueda m odificar los elem en to s en la secuencia. Las lín eas 3 9 y 4 0 utilizan la función r e p l a c e _ c o p y para copiar todos los elem en tos en el rango de v2 . b e g i n ( ) hasta, pero sin incluir a, v 2 . e n d ( ) d el vector v2, reem plazando a todos lo s elem en tos que tienen el valor 10 con el nuevo valor 100. L os elem en tos s e copian en el, em p e zando en la posición e l . b e g i n ( ) . L os iteradores que s e suministran co m o los prim eros d os argu m entos deben ser iteradores d e entrada. R1 iterador q u e se sum inistra co m o el tercer argum ento d e b e ser un iterador d e salida, para que el elem en to que va a copiarse pueda insertarse en la ubicación d e copia. Esta función d evu elve un iterador que se coloca después del últim o elem en to cop iad o en el. La línea 52 utiliza la función replace_if para reem plazar a todos aquellos elem en tos e n el rango d e v3 .begin () hasta, pero sin incluir a, v 3 .end ( ) en el vector v3 para el q u e la función predicado uñaría mayor9 devuelva true. Esta función (definida en las líneas 8 0 -8 4 ) d evu elve true si el valor que recibe e s m ayor q u e 9 ; en cualquier otro caso d evu elve falee. El valor 100 sustituye a cualquier valor m ayor d e 9. L os iteradores que s e suministran co m o los prim eros d o s ar gum entos deben ser iteradores de avance, de manera que e l algoritm o pueda m odificar lo s elem en tos en la secu en cia. Las lín eas 6 6 y 67 utilizan la función replace_copy_i£ para reem plazar a todos lo s e le m entos en el rango que em pieza d esd e v 4 . begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v 4 . end ( ) d el vector v 4 . L os elem en tos para lo s que la función predicado uñaría mayor9 devuelva true se reem pla zan con el valor 100. L os elem en tos se co loca n en c2. em pezando en la posición c2 .begin ( ) . L os iteradores que s e suministran co m o lo s prim eros dos argum entos deben ser iteradores de entrada. E l iterador que se sum inistra co m o el tercer argum ento debe ser un iterador de salida, para q u e el elem en to que va a copiarse pueda insertarse en la ubicación d e copia. Esta función d evu elve un ite rador que s e co lo c a d esp u és del últim o elem en to copiado en c2.

21.5.5 Algoritmos matemáticos La figura 2 1 .3 0 dem uestra varios algoritm os m atem áticos co m u n es de la S T L , in clu y en d o a

random shuffle, count, count_if, min_element, xnax_element, accumulate, £or_each y transform. La lín ea 28 utiliza la función random_shuf fie para reordenar en form a aleatoria lo s elem en tos e n e l rango em p ezand o d esd e v. begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v. end ( ) en el vector v. Esta fun ción tom a dos iteradores d e a cceso aleatorio co m o argum entos.

1 // Fig. 21.30: £ig21_30.cpp 2 // Algoritmos matemáticos de la biblioteca estándar. 3 ffinclude 4

5 using std::cout; ó using std::endl; 7

8 #include 9 Uinclude 10 iinclude

// definiciones de los algoritmos // accumulateestá definido aqui

11

12 bool mayor9( int ); 13 void mostrarCuadrado( int ); Figura 21.30

Algoritmos matemáticos de la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 3.)



Capitulo 21

14 15 16 17 18 19

int calcularCubo( int ); int main() { conat int TAMANIO - 10; int a l U - { 1, 2, 3, 4 , 5,

6,

7, 8, 9, 10

);

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

std: :vector< int > v( al, al ♦ T A M A N I O ); std::ostream_iterator< int > salida( cout, " " ) ; cout << "El vector v antas da random shuffle: " j std::copy( v.beginO, v.endO, salida ); // revolver los elementos de v stdi:random_shuffie( v.beginO, v.endO ); cout << "\nEl vector v después de random_shuffie: "¡ std::copy( v.beginO, v.endO, salida ); int a2[] - < 100, 2, 8, 1, 50, 3, 8, 8, 9, 10 }; std::vector< int > v2( a2, a2 + TAMANIO ); cout << "\n\nEl vector v2 contiene: std::copy( v2.begin(), v2.end(), salida ); // contar el número de elementos en v2 que tengan el valor de 8 int resultado ■ std::count( v2.begin(), v2.end(), 8 ); std::cout << "\nNumero de elementos que concuerdan con 8: " << resultado; // contar número de elementos en v2 que sean mayores que 9 resultado ■ std::count_if( v2.beginO, v2.end(), mayor9 ); cout << "\nNumero de elementos mayores que 9: " «

resultado;

// localizar mínimo elemento en v2 cout << "\n\nEl mínimo elemento en el vector v2 es: " << *( std::min element( v2.begin(), v2.end() ) ); // localizar máximo elemento en v2 cout << "\nEl máximo elemento en el vector v2 es: " << *( std: :max element ( v2.begin(), v2.end() ) ); // calcular la suma de los elementos en v cout << "\n\nEl total de los elementos en el vector v es: " << std: ¡accumulate( v.beginO, v.endO, 0 );

60

61 62 63 64 65 66

cout << "\n\nEl cuadrado de cada entero en el vector v es:\n"; // mostrar cuadrado de cada elemento en v std: :for. each( v.beginO, v.endO, mostrarCuadrado ); std::vector< int > cubos( TAMANIO );

Figura 21.30

Algoritmos matemáticos d e la Biblioteca estándar. (Parte 2 de 3.)


1145

f 146

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101


// calcular el cubo de cada elemento en v; // colocar resultados en cubos std::transform( v.begin(), v.endO, cubos.begin(), calcularCubo ); cout << *\n\nEl cubo de cada entero en el vector v es:\n"; stdt9; ) // fin de la función mayor9 // mostrar el cuadrado del argumento void mostrarCuadrado( int valor ) { cout << valor * valor << % '/ ) // fin de la función mostrarCuadrado // devolver el cubo del argumento int calcularCubo( int valor ) { retura valor * valor • valor; ) // fin de la función calcularCubo

El vector v antes de random_ahuffles 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 El vector v después de random_ahuf fle: 5 4 1 3 7 8 9 10 6 2 El vector v2 contiene: 100 2 8 1 50 3 8 8 9 10 Numero de elementos que concuerda» con 8: 3 Numero de elementos mayores que 9: 3 El mínimo elemento en el vector v2 es: 1 El máximo elemento en el vector v2 es: 100 El total de los elementos en el vector v es: 55 El cuadrado de cada entero en el vector v es: 25 16 1 9 49 64 81 100 36 4 El cubo de cada entero en el vector v es: 125 64 1 27 343 512 729 1000 216 8 Rgura 21.30

Algoritmos matemáticos de la Biblioteca estándar. (Parte 3 d e 3.)


Capítulo 21


Capitulo 21

La línea

1147

40 utiliza a la función count para contar los elem en tos que tengan el valor de 8 en el

rango que em pieza d esd e v2 .begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v2 .end ( ) en el vector v2. Esta función requiere que su s d os argum entos iteradores sean por lo m en o s iteradores d e entrada. La línea 45 utiliza la función count_if para contar lo s elem en to s en el rango d esd e v2 .be gin ( ) hasta, pero sin incluir a. v 2 .end ( ) en el vector v2 para lo s que la función predicado mayor9 devuelva true. La función count_ií requiere q u e su s dos argum entos iteradores sean por lo m en o s iteradores de entrada. La línea 51 utiliza la función

min_element para localizar el m enor elem en to en el rango que

em p ieza d esd e v2 .begin ( ) hasta, pero sin incluir a. v 2 .end ( ) e n el vector v2. La función d e v u elve un ¡terador d e entrada localizad o en el m enor elem en to o, si el rango está v a cío, d evu elve al iterador en sí. La función requiere que sus d o s argum entos iteradores sean por lo m enos iteradores de entrada. Una segunda versión d e esta función tom a co m o tercer argum ento una función binaria que com para los elem en tos en la secuencia. Esta función binaria tom a d o s argum entos y d evu elve un valor bool.

Buena práctica de programación 21.2 Es una buena práctica comprobar que el rango especificado en una llamada a mi n 0l o me n t no es té vacío y comprobar también que el valor de retorno no sea el iterador que está "más allá del final". La línea 55 utiliza la función m a x _ e l e m e n t para localizar el m ayor elem en to en el rango que em p ieza d esd e v2 . b e g i n ( ) hasta, pero sin incluir a, v 2 . e n d ( ) d el vector v2. La función d e vu elve un iterador d e entrada que se colo ca en e l elem en to m ás grande. Esta función requiere que sus dos argum entos iteradores sean por lo m enos iteradores d e entrada. U na segunda versión de e s ta función tom a co m o su tercer argum ento a una función predicado binaria que com para lo s elem en tos en la secuencia. La función binaria tom a dos argum entos y d ev u elv e un valor bool. La línea 59 utiliza la función accumúlate (cuya plantilla se encuentra en el archivo d e en ca bezado ) para sum ar los valores en e l rango que em p ieza d esd e v .begin ()hasta, pero sin incluir a, v.end () en el vector v. L os d os argum entos iteradores de la función deben ser por lo m enos iteradores d e entrada. Una segunda versión de esta función toma c o m o su tercer argum ento a una función general que determ ina cóm o se acum ulan lo s elem entos. La fun ción general debe tomar d os argum entos y d evolver un resultado. El primer argum ento de esta función es el valor actual de la acum ulación. El segundo argum ento es el valor del elem en to actual en la secu en cia que se va a acumular. Por ejem p lo, para acum ular la sum a d e lo s cuadrados de cada elem en to, puede utilizar la función:

int sumaD®Cuadrados( int acumulador, int valorActual) {

retura acumulador ♦ valorActual * valorActual; ) q u e recibe el total anterior co m o su prim er argum ento (acumulador) y el nuevo valor al que s e le debe calcular el cuadrado, y agregarlo al total co m o su segun do argum ento (valorActual). Cuan do se llam a la función, calcu la el cuadrado de valorActual, agrega valorActual al acumu

lador y d ev u elv e el nuevo total. La línea 6 4 utiliza la función f or_aach para aplicar una función general a cada elem en to en el rango que em p ieza d esd e v. begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v. end ( ) en el vector v. 1.a fu n ción general debe tom ar el elem ento actual co m o argumento y no debe m odificarlo. La función f or_ each requiere que sus dos argum entos iteradores sean por lo m en o s iteradores d e entrada. L as líneas 70 y 71 utilizan la función transf o rm para aplicar una función general a cada e le m ento en el rango que em pieza desde v. b e g i n ( ) hasta, pero sin incluir a, v. end ( ) del vector v. luí función general (el cuarto argum ento) d eb e tomar el elem en to actual co m o argum ento, no debe


1148


m odificarlo y debe regresar el valor transformado (m edian te

Capítulo 21

tra n s ío rn ).

La función

tra n s -

requiere que su s prim eros dos argum entos iteradores sean por lo m en os aeradores de entra da y que su tercer argum ento sea por lo m en os un iterador d e salida. El tercer argum ento especifica en dónde deben colocarse lo s valores transformados. O bserve que el tercer argum ento p uede ser f orm

igual al primero.

21.5.6

Algoritmos básicos de búsqueda y ordenamiento

La figura 21.31 dem uestra algunas d e las herram ientas b ásicas d e búsqueda y ordenam iento d e la B i b lioteca estándar, in clu yen d o a f i n d , £ in d _ ± f, s o r t y b i n a r y _ s e a r c h .

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Pig. 21.31: fig21_31.cpp // Algoritmos da búsqueda y ordenamiento de la Biblioteca estándar. iinclude using std::cout; using std::endl; iinclude iinclude


10

11 bool mayorlOÍ int valor );

// prototipo

12

13 int main() 14 { 15 const int TAMANIO - 10; 16 int a [ TAMANIO ] - ( 10, 2, 1 7 , 5, 16, 8, 13, 11, 20, 7 >; 17 18 std: :vector< int > v( a, a ♦ TAMANIO ); 19 std: :ostream_iterator< int > salida( cout, * " ); 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

cout << *E1 vector v contiene: *; std::copy( v.begin(), v.end(), salida ); // localizar primera ocurrencia de 16 en v std::vector< int >::iterator posición; posición - std::find( v.beginO, v.endO, 16 ); if ( posición 1■ v.endl) ) cout << *\n\nSe encontró 16 en la posición " << ( posición - v.beginO ); else cout << *\n\nNo se encontró 16"; // localizar primera ocurrencia de 100 en v posición ■ std::f ind ( v.beginO, v.endO, 100 ); if ( posición I■ v.endO ) cout << "\nSe encontró 100 en la posición " << ( posición - v.beginO ); else cout << *\nNo se encontró 100";

figura 21.31

Algoritmos básicos de búsqueda y ordenam iento d e la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 21

1149

43 // localizar la primara ocurrencia del valor mayor que 10 en v 44 posición ■ stdt:find i£( v.beginO, v.endO, mayorlO ); 45 4Ó if ( posición !■ v.endO ) 47 cout << **\n\nEl primer valor mayor que 10 es " 48 << ‘posición << "\nse encontró en la posición " 49 << ( posición - v.beginO ); 50 else 51 cout << "\n\nNo se encontraron valores mayores que 10*; 52 53 // ordenar elementos de v 54 stdx*sort( v.beginO, v.endO ); 55 56 cout << "\n\nEl vector v después de sort* *; 57 std**copy( v.beginO, v.endO, salida ); 58 59 // usar binary_aearch para localizar 13 en v 60 if ( std::binary_search( v.beginO, v.endO, 13 ) ) 61 cout << *\n\nSe encontró 13 en v*; 62 else 63 cout << *\n\nNo se encontró 13 en v"; 64 65 // usar binary search para localizar 100 en v 66 if (std: :binary_search(v.beginO, v.endO, 100 ) ) 67 cout << *\nSe encontró 100 en v*; 68 else 69 cout << *\nNo se encontró 100 en v»; 70 71 cout << endl; 72 73 r e t u m 0; 74 75 > // fin de main 76 77 // determinar si el argumento es mayor que 10 78 bool mayorlO ( int valor ) 79 { 80 return valor >10; 81 82 ) // fin de la función mayorlO E l v e c t o r v c o n t i e n e * 10 2 17 5 16 8 13 11 20 7 Se e n c o n t r ó 16 e n la p o s i c i ó n 4 N o se e n c o n t r ó 1 0 0 E l p r i m e r v a l o r m a y o r q u e 10 e s 17 se e n c o n t r ó e n la p o s i c i ó n 2 E l v e c t o r v d e s p u é s d e s o r t : 2 5 7 8 10 11 13 16 17 20 Se e n c o n t r ó 13 e n v N o se e n c o n t r ó 1 0 0 e n v

Rgura 21.31

A lgoritm os b ásico s d e b ú sq u e d a y o rd en am ien to d e la B ib lio te ca e stán d ar. (P a rte 2 d e 2 .)


1150


Capítulo 21

La linca 2 6 utiliza a la función find para localizar e l valor 16 en el rango que em p ieza d es d e v.b e g i n ( ) hasta, pero sin incluir a, v. e n d ( ) del vector v. La función requiere q u e su s dos argum entos iteradores sean por lo m enos iteradores de entrada. La función d ev u elv e un iterador de entrada que, o se colo ca en el prim er elem en to que con tien e el valor, o indica el final de la secu en cia (com o es el caso en la línea 35). La línea 44 utiliza la función f ind_if para localizar el primer valor en el rango em pezando d esd e v.begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v. end ( ) en el vector v para el que la fun ción predi cado uñaría mayorlO devuelva true. Esta función mayorlO (definida en las lín eas 7 8 -8 2 ) toma un entero y d evu elve un valor bool que indica si e l argum ento entero es m ayor que 10. La función f ind_if requiere que su s d o s argum entos iteradores sean por lo m enos iteradores d e entrada. La función d ev u elv e un iterador de entrada que, o se co lo ca en el prim er elem en to que contiene un valor para e l q u e la función predicado devuelva true. o indica el final de la secuencia. La línea 5 4 utiliza la función sort para ordenar lo s elem en tos en el rango q u e em pieza desde v. begin ( ) hasta, pero sin incluir a, v. end ( ) en el vector v, en orden ascendente. La función re quiere que sus d os argum entos iteradores sean iteradores de a cceso aleatorio. U na segunda versión de esta función tom a un tercer argum ento, el cual e s una función predicado binaria que tom a d os argu m entos q u e son valores en la secu en cia y d evu elv e un bool que indica el orden de los elem entos: si el valor de retom o e s true. los d o s elem entos q u e se están com parados se encuentran en orden.

____ Error común de programación 21.5 Tratar de ordenar un contenedor (con s o r t :} mediante el uso de un iterador que no sea de acceso alea torio es un error de sintaxis. La función s o r t requiere un iterador de acceso aleatorio. La línea 6 0 utiliza la función binary_search para determinar si el valor 13 s e encuentra en el rango em pezando d esd e v.begin( ) hasta, pero sin incluir a , v.en d ( ) en el vector v. La se cu en cia d e valores debe ordenarse prim ero en forma ascendente. La función binary_search requiere que sus d os argum entos iteradores sean por lo m en os iteradores de avance, luí función d e v u elve un valor bool que indica si se encontró el valor en la secu en cia. La lín ea 66 dem uestra una llam ada a la función binary_search, en donde el valor no se encontró. U na segunda versión de esta función tom a un cuarto argum ento, el cual e s una función predicado binaria que tom a d o s argu m entos que son valores en la secu en cia y d evu elve un bool. La función predicado d ev u elv e true s i los dos elem en tos q u e se están com parando se encuentran en orden.

21.5.7 swap, iter_swap y swap_ranges La figura 2 1 .3 2 dem uestra el uso d e lo s algoritm os swap. iter_swap y swap ranges para in tercam biar elem entos.

1

// P i g . 2 1 . 3 2 : £ i g 2 1 _ 3 2 . c p p L o s algor!tonos i t t r swap, s w a p y s w a p r a n g e s d a la B i b l i o t e c a est á n d a r . •inelude

2 //

3 4

5 ó

u s i n g s t d ::c o u t ; u s i n g std::endl;

7 8

finelude

// d e f i n i c i o n e s d e l o s a l g o r i t m o s

9 10

int main()

11

<

Rgura 21.32

Demostración d e swap. i t e r _ s w a p y s w a p _ ra n g e s . (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 21

12 13 14 15 16 17 18 19 20

1151

const int TAMANIO - 10; int a[ TAMANIO ] - { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ); std: :oatream_iterator< int > salida ( cout, * * ); cout << "El arreglo a contiene:\n "¡ stdi:copy( a, a ♦ TAMANIO, salida ); // intercambiar los elementos en las posiciones 0 y 1 del arreglo a std::swap( a[ 0 ], a[ 1 ] );

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

cout << "\nEl arreglo después de intercambiar a[0] y a[l] " << "usando swap:\n "j std::copy( a, a TAMANIO, salida ); // usar iteradores para intercambiar elementos en las posiciones // 0 y 1 del arreglo a std::iter_swap( &a [ 0 ], fca[ 1 ] ); cout << "\nEl arreglo después de intercambiar a[0] y a[l] " << "usando itsr_swap:\n "j stdttcopy( a, a ♦ TAMANIO, salida ); // i n t e r c a m b i a r l o s p r i m e r o s c i n c o e l e m e n t o s d e l aurreglo a c o n // l o s e l e m e n t o s e n l o s ú l t i m o s c i n c o e l e m e n t o s d e l a r r e g l o a s t d : :s w a p _ r a n g a s ( a, a ♦ 5, a ♦ 5 );

cout << "\nEl arreglo a después de intercambiar los primeros cinco elementosNn" << "con los últimos 5 elementos :\n n; std::copy( a, a 4- TAMANIO, salida ); cout << endl; return 0; ) // fin de main

El a r r e g l o a contiene: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E l a r r e g l o d e s p u é s d e i n t e r c a m b i a r a[0] y a [ l ] u s a n d o swap: 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 E l a r r e g l o d e s p u é s d e i n t e r c a m b i a r a[0] y a [11 u s a n d o i t s r _ s w a p : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 El a r r e g l o a d e s p u é s de i n t e r c a m b i a r los p r i m e r o s c i n c o elem e n t o s con los últimos 5 elementos: 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5

Figura 21.32

D em o stració n d e swap. iter_swap y swap_ranges. (P a rte 2 d e 2 .)

La línea 20 utiliza la fu n d ó n swap para intercambiar dos valores. En este ejem p lo se intercam bian el primer y segun do elem en tos del arreglo a. La función tom a com o argum entos la s referencias a lo s d o s valores q u e van a intercambiarse. La línea 28 utiliza la función iter_swap para intercambiar lo s dos elem en tos. La función to ma d o s iteradores d e avance com o argum entos (en este ca so , apuntadores a elem en to s d e un arreglo) c intercam bia lo s valores en lo s elem en tos a los que hacen referencia lo s iteradores.


1152

Biblioteca estándar de plantillas (Sil)

Capítulo 21

La lín ea 3 5 utiliza la función s w a p _ r a n g e s para intercambiar lo s elem en to s en el rango que em p ieza d esd e a hasta, pero sin incluir a , a + 5 con lo s elem en tos que em p iezan d esd e la p o si ción a + 5. La función requiere tres iteradores de avance co m o argum entos. L os prim eros dos ar gum entos esp ecifican el rango de elem en tos en la primera secu en cia que va a intercambiarse con los elem en tos en la segunda secu en cia, em pezando a partir d el ¡terador en el tercer argumento. En este ejem p lo, la s d o s secu en cias de valores se encuentran en el m ism o arreglo, pero las secu en cias pue den provenir de distintos arreglos o contenedores.

21.5.8 copy_backward, merge, unique y reverse La figura 2 1 .3 3 dem uestra el uso de lo s algoritm os c o p y _ b a c k w a r d , m e rg e . u n i q u e y

re v e rse .

1 2 3 4 5 6 7

// Pig. 21.33: fig21_33.cpp // Las funciones copy_backward, merge, unique / / y reverse de la Biblioteca estándar. •inelude using std::cout; using stdtxendl;

8

9 10

iinclude •inelude


11

12 13 14 15 16 17 18 19

int main() ( const int TAMANIO - 5; int al [ TAMANIO 1 - { 1, 3, 5, 7, 9 ); int a2[ TAMANIO 1 - {2, 4, 5, 7, 9 ); std::vector< int std::vector< int

> vl( al, al ♦ TAMANIO ); > v2 ( a2, a2 ♦ TAMANIO );

20

21

std: :ostream iterator< int > salida( cout, " " );

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

cout << *E1 vector vi contiene: " t std::copy( vl.begin(), vl.endO, salida ); cout << **\n£l vector v2 contiene: std::copy( v2.begin(), v2.end(), salida ); std::vector< int > resultados( vl.sizeO

);

// colocar elementos de vi en resultados, en orden inverso std: :copy_backward( vl.beginO, vl.endO, resultados.end() ); cout << "\n\nDespues de copy.backward, resultados contiene: std::copy( resultados.beginf), resultados.endO, salida ); std::vector< int > resultados2( vl.sizeO ♦ v2.size() )?

Figura 21.33

Demostración d e (Parte 1 d e 2.)

copy_backwar4 merge. unique y reverse.



Capitulo 21

38 39 40

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

1153

// mezclar elementos de vi y v2 en rssultados2, en forma ordenada std::merge( vl.beginO, vl.endO, v2.begin(), v2.end(), resultados2.b e g i n () );

cout << "\n\nDespues de mezclar vi y v2, resultados2 contiene:\n"; stdt:copy( resultados2.begin(), resultados2.end(), salida ); // eliminar valores duplicados de resultados2 std::vector< int >::iteratorposicionFinal; posicionFinal std::unique( resultados2.begin(), resultados2.end() ); cout << "\n\nDespues de unique, resultados2contiene:\n"; std::copy( resultados2.begin(), posicionFinal, salida ); cout << *\n\nEl vector vi después de reverse: *; // invertir elementos de vi std::reverse ( vi. begin O » v l . e n d O ); std::copy( vi. begin O , vl.endO, salida ); cout << endl; return 0; ) // fin de main

El vector vi contiene: 1 3 5 7 9 El vector v2 contiene: 2 4 5 7 9 Después de copy_backward, resultados contiene: 1 3 5 7 9 Después de mezclar vi y v2, resultados2 contiene: 1 2 3 4 5 5 7 7 9 9 Después de unique, resultados2 contiene: 1 2 3 4 5 7 9 El vector vi después de reverse: 9 7 5 3 1

Figura 21.33

Demostración de c o p y _ b a c k w a r d . m e rg o , u n i q u e y r e v e r s e (Parte 2 d e 2.)

La línea 31 utiliza la función c o p y _ b a c ) c w a r d para copiar elem en tos en el rango que em p ie za d esd e v i . b e g i n ( ) hasta, pero sin incluir a, v i . e n d ( ) del vector v i . D esp u és se co lo ca n lo s elem en tos en r e s u l t a d o s em pezando d esd e elem en to q u e está antes de r e s u l t a d o s . e n d () y avanzando hacia el in icio del v e c t o r . La función d evu elve un ¡terador co lo ca d o en el últim o e le m ento que s e cop ia a r e s u l t a d o s (e s decir, el in icio d e r e s u l t a d o s ya que vam os avanzando al revés). L os elem en tos s e colocan en r e s u l t a d o s en el m ism o orden que v i . Esta función re quiere d e tres iteradores b idireccionales co m o argum entos (iteradores q u e pueden increm entarse y dccrem cntarsc para iterar hacia d elan te y hacia atrás a través d e una secu en cia, respectivam ente). 1.a


1154


Capítulo 21

principal diferencia entre c o p y y c o p y _ b a c k w a r d es que el ¡terador q u e s e d ev u elv e de c o p y s e c o lo c a d esp u és d el ú ltim o elem en to co p iad o , y e l iterador q u e s e d e v u e lv e d e c o p y _ b a c k w a r d se coloca en el últim o elem en to copiado (que es realmente el primer elem en to en la secuencia). A dem ás, c o p y requiere de dos iteradores d e entrada y d e un ¡terador d e salida co m o argum entos. Las líneas 39 y 4 0 utilizan la función m e r g e para com binar dos secuencias de valores ordenados en forma ascendente en una tercera secuencia ordenada también en forma ascendente. I-a función re quiere de cin co iteradores com o argumentos. L os primeros cuatro argum entos deben ser por lo m enos iteradores de entrada y el últim o argum ento debe ser por lo m enos un ¡terador de salida. L os primeros dos argum entos especifican el rango de elem entos en la primera secuencia ordenada ( v i ) , lo s sigu ien tes d os argum entos especifican el rango de elem entos en la segunda secuencia ordenada (v 2 ) y el últi m o argumento especifica la posición inicial en la tercera secuencia ( r e s u l t a d o s 2 ) en donde se van a m ezclar los elem entos. Una segunda versión d e esta función toma com o su sexto argumento a una función predicado binaria que especifica la forma en que se van a ordenar los elem entos. O bserve que la línea 3 6 crea el vector r e s u l t a d o s 2 co n el núm ero d e elem en tos d efinido por v i . s l z e ( ) ♦ v 2 . s l z e ( ) . Para utilizar la función m a r g a co m o s e muestra aquí, se requiere que la secu en cia en donde van a alm acenarse lo s resultados sea por lo m enos d e un tamaño igual al de las dos secu en cias que van a m ezclarse. Si n o desea asignar el núm ero de elem en tos para la secu en cia resultante antes de la operación m e r g o , puede utilizar las sig u ien tes instrucciones:

■td::vector< lnt > resultados2(); atd::marge (vl.beginO, vl.endO, v2.begin(), v2.end(), atd::back_inserter( resultados2 ) ); El argum ento a t d : : b a c k _ i n s e r t e r ( r e s u l t a d o s 2

) utiliza la plantilla de función

b a c k _ i n s e r t e r (en el archivo de encabezado ) para el contenedor r e s u l t a -

d o s 2 . Esta función llam a a la función p u s h _ b a c k predeterminada del contenedor para insertar un elem en to al final d el m ism o. L o que e s m ás im portante, si s e inserta un elem en to en un contenedor q u e n o tenga m ás elem en to s d ispon ib les, e l contenedor aumenta su tam año. Por lo tanto, e l número d e elem en tos e n el contenedor no tiene que co n o cerse d e antemano. H ay otros dos insertadores: f r o n t _ i n s e r t e r (para insertar un elem en to al in icio d e un contenedor esp ecifica d o co m o su ar gu m ento) e i n s e r t a r (para insertar un elem en to antes d el iterador que se proporciona co m o su se gu nd o argum ento en el contenedor que se proporciona co m o su primer argum ento). Las líneas 47 y 4 8 utilizan la función u n i q u e en la secuencia ordenada de elem entos en el rango que em p ieza desde r e s u l t a d o s 2 . b e g i n ( ) hasta, pero sin incluir a, r e s u l t a d o s 2 . e n d ( ) d el vector r e s u l t a d o s 2 . Una vez que se aplica esta fun ción a una secu en cia ordenada con valo res duplicados, só lo se retiene una cop ia de cada valor en la secuencia. La función tom a d o s ar gum entos que deben ser por lo m enos iteradores d e avance. La función d ev u elv e un iterador que se c o lo c a d esp u és d el últim o elem en to en la secu en cia d e valores únicos. L os valores de todos lo s e le m entos en el contenedor desp ués d el últim o valor único están indefinidos. U na segunda versión de esta función tom a co m o tercer argum ento a una función predicado binaria que esp ecifica có m o c o m parar d os elem en tos para ver si son ¡guales. La línea 5 6 utiliza la función r e v e r s e para invertir todos lo s elem en to s en el rango que em pieza d esd e v i . b e g i n ( ) hasta, pero sin in clu irá , v l . e n d ( ) d el vector v i . La función tom a dos argum entos que deben ser por lo m enos iteradores bidireccionalcs.

21.5.9 inplace_merge, unique_copy y reverse_copy La figura 2 1 .3 4 dem uestra el uso d e lo s algoritm os i n p l a c e _ m e r g e , u n i q u e _ c o p y y r e v e r -

se_ co p y .



Capitulo 21

1155

1 // Fig. 21.34: £ig21_34.cpp 2 // Los algoritmos inplaca marga, reverse copy 3 / / y unique_copy de la Biblioteca estándar. 4 •inelude 5 6 using std::cout; 7 using std::endl; 8

9 10 11

•ineluda // definiciones de los algoritmos •inelude // definición de la plantilla de clase vector •inelude // definición de back_inserter

12

13 14 15 16 17 18 19

int main() { const int TAMANIO - 10; int a l [ TAMANIO ] - < 1, 3, 5 , 7 , 9 , 1, 3, 5 , 7 , 9 ); std: :vector< int > vl( al, al TAM ANIO ); std: :ostream_iterator< int > salida ( cout, * " );

20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

cout << "El vector vi contiene: " } std::copy( vl.begin(), vl.endO, salida ); // mezclar la primera mitad de vi con la segunda mitad de vi de manera que // vi contenga el conjunto ordenado de elementos después de la mezcla std::inplace_merge( vl.beginO, vl.beginO -f 5, v l . e n d O ); cout << M \nDespues de inplace_merge, vi contiene: *; std::copy( vl.begin(), vl.endO, salida ); std::vector< int > resultadosl; // copiar sólo los elementos únicos de vi en resultadosl std::unique_copy( vl.beginO, vl.endO, std::back_inserter( resultadosl ) ); cout << *\nDespues de unique_copy, resultadosl contiene: *; std::copy( resultadosl.begin(), resultadosl.end(), salida ); std::vector< int > resultados2; cout << *\nDespues de reverse_copy, resultados2 contiene: " j // copiar elementos de vi en resultados2, en orden inverso std::reverse_copy( vl.beginO, vl.endO, std: :back_inserter( resultados2 ) ); std::copy( resultados2.begin(), resultados2.end(), salida ); cout << endl;

51 52

return 0;

figura 21.34

Demostración de in p la c e _ m e r g e . u n i q u « _ c o p y y r e v e r B ® _ c o p y (Parte 1 d e 2.)


1156

53 54


Capítulo 21

) // fin de main

El vector vi contiene: 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 Después de inplace._merge, vi contiene: 1 1 3 3 5 5 7 7 9 9 Después de unique_copy, resultadosl contiene: 1 3 5 7 9 Después de reverse_copy, resultados2 contiene¡ 9 9 7 7 5 5 3 3 1 1 R gura 21.34

Demostración d e (Parte 2 d e 2.)

inplace_merge. unique_copy y reverse_copy.

La línea 26 utiliza la función i n p l a c e _ m e r g e para m ezclar d o s secu en cia s ordenadas de e le m entos en el m ism o contenedor. En este ejem p lo, lo s elem en tos de v i . b e g i n ( ) hasta, pero sin in cluir a. v i . b e g i n ( ) + 5 se m ezclan con lo s elem en to s d e v i . b e g i n 0 + 5 hasta, pero sin incluir a, v l . e n d í ) . Esta función requiere q u e sus tres argum entos aeradores sean por lo m enos iteradores bidireceionales. Una segunda versión de esta función tom a c o m o cuarto argum ento a una función predicado binaria para com parar elem en tos en las d o s secu en cias. Las lín eas 3 4 y 35 utilizan la función unique_copy para crear una cop ia de todos los e le m entos ú nicos en la secu en cia ordenada de valores, em p ezand o desde vi.begin ( ) hasta, pero sin incluir a, vi . end () . L os elem en tos cop iad os se co lo ca n en e l vector resultadosl. L os prim e ros dos argum entos deben ser por lo m enos iteradores de entrada y el últim o argum ento debe ser por lo m enos un iterador d e salida. En este ejem p lo no asign am os previam ente suficientes elem en tos en resultadosl co m o para alm acenar todos lo s elem en tos cop iad os de vi. Lo que h icim o s fue uti lizar la función back_inserter (definida en el archivo de en cab ezad o ) para agregar elem en tos al final d e vi. Esta función utiliza la capacidad d e la cla se vector de insertar elem en tos al final d el vector. C om o back_inserter inserta un elem en to en vez de reem pla zar el valor de un elem en to existen te, el vector puede crecer para dar cabida a m ás elem en tos. Una segunda versión d e la función unique_copy tom a co m o cuarto argum ento a una función pre dicad o binaria para com parar la igualdad entre lo s elem en tos. Las líneas 45 y 46 utilizan la función reverse_copy para crear una cop ia inversa de lo s ele m entos en el rango que em pieza d esd e vi.begin ( ) hasta, pero sin incluir a, vl.endí). Los elem en tos cop iad os se insertan en resultados2 m ediante el u so de un objeto back_inser-

ter para asegurar que el vector pueda crecer para dar cabida al núm ero apropiado d e elem en tos que se copien. La función reveree_copy requiere que su s prim eros dos argum entos iteradores sean por lo m enos iteradores b idireccionales y que su tercer argum ento iterador se a por lo m e n os un iterador de salida.

21.5.10 Operaciones de conjuntos La figura 2 1 .3 5 dem uestra el uso d e la s fu n cion es ineludes. set_difference. set_intersection. set_symmetric_dif ference y set_uniondc la STL para m anipular conjuntos d e valores ordenados. Para dem ostrar que la s fun cion es de la B iblioteca estándar pueden aplicarse a lo s arreglos y contenedores, este ejem p lo utiliza só lo arreglos (recuerde, un apuntador a un arreglo e s un iterador de a cc eso aleatorio). Las lín eas 2 7 y 33 llam an a la función ineludes en las co n d icio n es de las estructuras if. Esta función com para d o s conjuntos d e valores ordenados para determ inar si cada elem en to del s e gundo conjunto se encuentra en el primero. D e ser así, ineludes d evu elve true: en ca so contra rio,

ineludes d evu elve false. L os prim eros d o s argum entos iteradores deben ser por lo m enos http://alexyniorlls.blogspot.com 1213 of 1380.


Capitulo 21

1 2 3 4 5 6 7

1157

// Fig. 21.35: £ig21_35.cpp // Los algoritmos ineludes, set differonce, set intersection, // set symmetric_diff«renca y set unión da la Biblioteca estándar. #include using std::cout; using std::«ndl;

8

9

finclude

// definiciones de los algoritmos

10

11

int m&in ()

12

{

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

const int TAMANIOl - 10, TAMANI02 - 5, TAMANI03 - 20; int al[ TAMANIOl ) - { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 >; int a2[ TAMANI02 1 - { 4 , 5, 6, 7, 8 }; int a3[ TAMANI02 1 - { 4 , 5, 6, 11, 15 ); std: :ostream_iterator< int > salida ( cout, * "); cout << "al contiene: *; std::copy( al, al + TAMANIOl, cout << "\na2 contiene: "¡ std::copy( a2, a2 + TAMANI02, cout << "\na3 contiene: " j std: :copy( a3, a3 ♦ TAMANI02,

salida ); salida ); salida );

// determinar si el conjunto a2 está completamente contenido if ( std::ineludes( al, al + TAMANIOl, a2, a2 ♦ TAMANI02 ) ) cout << "\n\nal incluye a a2''; else cout << "\n\nal no incluye a a2";

en al

// determinar si el conjunto a3 está completamente contenido if ( std::ineludes( al, al ♦ TAMANIOl, a3, a3 ♦ TAMANI02 ) ) cout << "\nal incluye a a3"; else cout << "\nal no incluye a a3";

en al

int diferencial TAMANIOl ]; // determinar qué elementos de al no se encuentran en a2 int *ptr ■ std::set_difference( al, al + TAMANIOl, a2, a2 + TAMANI02, diferencia ); cout << "\n\nset_difference de al y a2 es: "; std::copy( diferencia, ptr, salida ); int intersección [ TAMANIOl ]; // determinar qué elementos están tanto en al como en a2 ptr - std: :set_intersection( al, al * TAMANIOl, a2, a2 + TAMANIO2, intersección );

Rgura 21.35

Operaciones s e t d e la Biblioteca estándar. (Parte 1 d e 2.)


1158

53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79


Capítulo 21

cout << *\n\nset_intersection de al y a2 es: *; std::copy( intersección, ptr, salida ); int symmetric_difference[ TAMANIOl ]; // determinar qué elementos de al no están en a2 y // qué elementos de a2 no están en al ptr ■ stds:set_symmetric_dif ference( al, al ♦ TAMANIOl, a2, a2 ♦ TAMANI02, symmetric_difference ); cout << **\n\nset_symmetric_di£ference de al y a2 es: " ; std::copy( symmetric_di£ference, ptr, salida ); int conjuntoUnion[ TAMANI03 ]; // determinar qué elementos están en cada uno de los conjuntos o en ambos ptr - std: :set_union( al, al ♦ TAMANIOl, a3, a3 ♦ TAMANI02, conjuntoünion ); cout << *\n\nset_union de al y a3 es:" t std::copy( conjuntoUnion, ptr, salida ); cout << endl; return 0; ) // fin de main

al contiene: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a2 contiene: 4 5 6 7 8 a3 contiene: 4 5 6 11 15 al incluye a a2 al no incluye a a3 set_di£ference de al y a2 es: 1 2 3 9 10 set_intersection de al y a2 es: 4 5 6 7 8 set_symmetric_di££orence de al y a2 es: 1 2 3 9 10 set unión de al y a3 es: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 15 Figura 21.35

Operaciones s e t d e la Biblioteca estándar. (Parte 2 de 2.)

itcradores de entrada y deben describir el primer conjunto de valores. En la línea 27, el primer co n jun to con siste d e los elem entos desde al hasta, pero sin incluir a. al + TAMANIOl. L os últim os dos argum entos itcradores deben ser por lo m enos itcradores de entrada y deben describir el segundo co n junto de valores. En este ejem plo, el segundo conjunto con siste d e los elem en tos d esd e a2 hasta, p e ro sin incluir a, a2 ♦ TAMANTO2. Una segunda versión d e la función Ineludes tom a un quinto argum ento, el cual es una función predicado binaria para comparar la igualdad entre elem entos. Las líneas 41 y 42 utilizan la función set_d±f ference para buscar los elem en tos del primer conjunto d e valores ordenados que no se encuentren en el segun do conjunto d e valores ordenados (am b os conjuntos d e valores deben estar en orden ascen dente). L os elem en tos que son diferentes se cop ian en el quinto argum ento (en este caso, en el arreglo

diferencia). L os prim eros d o s argu


Capitulo 21


1159

m entos iteradores deben ser por lo m enos ¡teradores de entrada para el primer conjunto d e valores. L os sigu ien tes d o s argum entos iteradores deben ser por lo m en o s iteradores d e entrada para el segun do conjunto de valores. El quinto argum ento debe ser por lo m enos un iterador de salida que indique en dónde s e debe alm acenar una cop ia d e los valores que sean distintos. La función d ev u elv e un ite rador de salida que se co lo ca inm ediatam ente d esp u és d el ú ltim o valor copiado en el conjunto a l que apunta el quinto argum ento. Una segunda versión de la función set_difference tom a un se x to argum ento que viene siend o una función predicado binaria, la cual indica el orden en e l que se encontraban originalm ente lo s elem en tos. Las dos secu en cias d eben ordenarse m ediante la m ism a función de com paración. Las líneas 5 0 y 51 utilizan la función 8et_intersection para determ inar qué elem en tos del prim er conjunto de valores ordenados se encuentran en el segundo conjunto de valores ordena d o s (am bos conjuntos de valores deben estar en orden ascen dente). L os elem en to s com u nes en am bos conjuntos se copian al quinto argum ento (en este ca so , en el arreglo intersección). L os prim eros d o s argum entos iteradores deben ser por lo m en os iteradores de entrada para e l prim er c o n junto de valores. L o s sigu ien tes dos argum entos iteradores deben ser por lo m enos iteradores de e n trada para el segundo conjunto de valores. El quinto argum ento debe ser por lo m enos un iterador de salida que indique en dónde se debe alm acenar una cop ia de lo s valores que sean iguales. L a función d evu elve un iterador d e salida que se co lo ca inm ediatam ente d esp u és del ú ltim o valor cop iad o e n el conjunto al que apunta el quinto argum ento. U na segunda versión de la fu n d ó n set_intersection tom a un sexto argum ento que vien e siend o una función predicado binaria, la cual indica el orden en el que se encontraban originalm ente lo s elem entos. Las d os secu en cias deben ordenarse m ediante la m ism a función d e com pararión. Las líneas 6 0 y 61 utilizan la función set_syinmetric_difference para determinar qué elem en tos en el primer conjunto no se encuentran en el segundo, y qué elem en tos en el segundo c o n junto no se encuentran en el primero (am b os conjuntos de valores deben estar en orden ascendente). Los elem en tos que sean diferentes se copian d e am bos conjuntos h a d a el quinto argum ento (en este caso, en el arreglo Bymmetric_dif ference). L os primeros d os argum entos iteradores deben ser por lo m enos iteradores de entrada para el primer conjunto de valores. Iôs sigu ientes dos argum entos iteradores deben ser por lo m enos iteradores d e entrada para el segundo conjunto de valores. El quin to argumento debe ser por lo m enos un iterador de salida que indique en dónde debe alm acenarse una cop ia de los valores q u e sean diferentes. La función d ev u elv e un iterador de salida que se co lo ca in m ediatam ente después d el último valor copiado en el conjunto al que apunta el quinto argumento. U na segunda versión de la función set_synnaetr±c_dif ference toma un sexto argum ento q u e v ie ne siend o una función predicado binaria, la cual indica el orden en e l que se encontraban originalm en te lo s elem entos. Iâs d o s secuencias deben ordenarse m ediante la m ism a función de com paración. Las líneas 6 9 y 7 0 utilizan la función set_union para crear un conjunto de to d o s lo s elem en tos q u e se encuentran en cada uno de lo s dos conjuntos ordenados, o en am bos (lo s d o s conjuntos de valores deben estar en orden ascendente). L os elem en tos se copian de am bos conjuntos hacia e l quin to argum ento (en este caso e l arreglo conjuntoUnion). L os elem en tos que aparecen en am bos conjuntos só lo se copian d el primer conjunto. Ix>s prim eros dos argum entos iteradores deben ser por lo m en os iteradores de entrada para el primer conjunto de valores. L os sig u ien tes dos argum entos iteradores deben ser por lo m enos iteradores d e entrada para el segundo conjunto d e valores. E l quin to argum ento d eb e ser por lo m enos un iterador d e salida q u e indique en dónde d eben alm acenarse lo s elem en tos cop iad os. La función d ev u elv e un iterador de salida que se co lo ca inm ediatam ente d esp u és del últim o valor co p iad o en el conjunto al que apunta el quinto argum ento. Una segunda ver sión de la función set_union tom a un sex to argumento que v ien e siend o una función predicado binaria, la cual indica el orden en el que se encontraban originalm ente lo s elem en tos. L as d o s s e cu en cias deben ordenarse m ediante la m ism a función de com paración.


1160


Capítulo 21

21.5.11 lower_bound, upper_bound y equal_range L a figura 2 1 .3 6 dem uestra el uso de las fun cion es lower_bound. upper_bound y equal_range d e la B iblioteca estándar. La línea 24 utiliza la función lower_bound para buscar la primera posición en una secuencia ordenada d e valores en donde pueda insertarse el tercer argumento, d e manera que la secuencia perma nezca en orden ascendente. Los primeros dos argum entos iteradores deben ser por lo m enos iteradores de avance. El tercer argumento es el valor para el que se debe determinar el lím ite inferior. La función devuelve un iterador de avance que apunta a la posición en la que puede realizarse la inserción. Una segunda versión d e la función lower_bound toma com o cuarto argumento una función predicado binaria, la cual indica el orden en el que se encontraban originalm ente los elem entos. La línea 31 utiliza la función upper_bound para buscar la última p osición en una secuencia ordenada d e valores en donde pueda insertarse el tercer argumento, d e manera que la secuencia perma nezca en orden ascendente. Los primeros dos argum entos iteradores deben ser por lo m enos iteradores de avance. El tercer argum ento e s el valor para el que se va a determinar el lím ite superior. La fun ción d evu elve un iterador d e avance que apunta a la p osición en la que puede realizarse la inserción. U na segunda versión de la función upper_bound tom a co m o cuarto argumento una función pre dicado binaria, la cual indica el orden en e l que se encontraban originalm ente los elem entos. La línea 40 u tiliza la función equal_range para d evolver un par (un ob jeto pair) de iteradores de avance que contienen lo resultados com b inad os d e llevar a cabo la s operaciones lowerjbound y upper_bound. L os prim eros d o s argum entos iteradores deben ser por lo m e n os iteradores de avance. FJ tercer argum ento e s e l valor para el que se va a localizar e l rango eq u i valente. La fun ción d evu elve un par de iteradores de avance para los lím ites inferior (eq.first) y superior (eq.eecond), respectivam ente. Las fu n cion es lower_bound, upper_bound y equal_range s e utilizan a m enudo para localizar puntos de inserción en secu en cias ordenadas. La línea 5 2 utiliza a lower_bound para lo calizar el primer punto en el que puede insertarse un 5 en orden, en el vector v. La línea 61 utiliza a upper_bound para localizar el últim o punto en e l que puede insertarse un 7 e n orden, en e l v ec tor v. La línea 71 utiliza a equal_range para localizar el primer y ú ltim o puntos en lo s que pue d e insertarse un 5 en orden, en el vector v.

1 // Pig. 21.36: fig21_36.cpp // Las fluiciones lowerjbound, upperbound y equal_range de la 3 // Biblioteca estándar para una secuencia ordenada de valores. 4 iinclude 5 6 using stditcout; 7 using std::endl; 2

8

9 finelude 10 ffinclude

// definiciones de algoritmos // definición de la plantilla de clase vector

11

12 int main() 13 { 14 const int TAMANIO - 10; 15 int al[] - { 2, 2, 4, 4, 4, 6, 6, 6 , 6, 8 >; 16 std::vector< int > v( al, al ♦ TAMANTO ); 17 std: :ostreamiterator< int > sal ida ( cout, * " )> 18

Rgura 21.36

Los algoritmos

lowerbound upper bound y equal_range. (Parte 1 d e 3.)



Capitulo 21

19 20

1161

cout << "El vector v contiene:\n"; std::copy( v.beginO, v.endO, salida );

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

// determinar el punto de inserción del limite inferior para 6 en v std::vector< int >::iterator inferior; inferiora std::lower bound( v.beginO, v.endO, 6 ); cout << "\n\nEl limite inferior de 6 es el elemento " << ( inferior - v.beginO ) << " del vector v"j // determinar el punto de inserción del limite superior para 6 en v std::vector< int >::iterator superior; superior - std: :upper bound( v.beginO, v.endO, 6 ); cout << "\nEl limite superior de 6 es el elemento " << ( superior - v.beginO ) << " del vector v"; // usar equal^range para determinar los puntos de inserción de // los limites inferior y superior para 6 std::pair< std::vector< int >::iterator, std::vector< int >::iterator > eq; eq ■ std::equal range ( v.beginO, v.endO, 6 ); cout << << << cout << <<

"\nUsando equal_range:\n" " El limite inferior de 6 es el elemento * ( eq.first - v.beginO ) << " del vector v"; "\n El limite superior de 6 es el elemento " ( eq.second - v.beginO ) << * del vector v"/

cout << "\n\nüsar lower bound para localizar el primer punto\n" << "en el que pueda insertarse 5 en orden"; // determinar el punto de inserción del limite inferior para 5 en v lower ■ std: :lower_bound ( v.beginO, v.endO, 5 ); cout << "\n El limite inferior de 5 es el elemento * << ( lower - v.beginO ) << " del vector v"; cout << "\n\nUsar upper_bound para localizar el ultimo punto\n" << "en el que puede insertarse 7 en orden"; // determinar el punto de inserción del limite superior para 7 en v upper ■ std: :upper bound( v.beginO, v.endO, 7 ); cout << "\n El limite superior de 7 es el elemento * << ( upper - v.begin() ) << " del vector v"; cout << "\n\nUsar equal range para localizar el primer y ultimo\n" << "pxrntos en los que puede insertarse 5 en orden";

68

69 70

// usar equal_range para determinar los puntos de inserción de los // limites inferior y superior para 5

figura 21.36

Los algoritmos

lower_bound. upper_bound y equal_range.(Parte 2 d e 3.)


1162

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 >


Capítulo 21

eq • std: :equal_range ( v.beginO, v.endO, 5 ); cout << << cout << << <<

*\n El limita inferior de 5 es el elemento " { eq.first - v.beginO ) << ** del vector vw; "\n El limite superior de 5 es el elemento * ( eq.second - v.beginO ) << * del vector v" endl;

r e t u m 0; // fin de main

El vector v contiene: 2 2 4 4 4 6 6 6 6 8 El limite inferior de 6 es el El limite superior de 6 es el Usando equal rango: El limite inferior de6 es El limite superior de6 es

elemento 5 del vector v elemento 9 del vector v el elemento 5 del vector v el elemento 9 del vector v

Usar lower bound para localizar el primer punto en el que pueda insertarse 5 en orden El limite inferior de 5 es el elemento 5 del vector v Usar upper_bound para localizar el ultimo punto en el que puede insertarse 7 en orden El limite superior de 7 es el elemento 9 del vector v Usar equal_range para localizar el primer y ultimo puntos en los que puede insertarse 5 en orden El limite inferior de5 es el elemento 5 del vector v El limite superior de5 es el elemento 5 del vector v Rgura 21.36

Los algoritmos lowerjbound. upper_bound y equal_renge (Parte 3 d e 3.)

21.5.12 Heapsort La figura 2 1 .3 7 dem uestra el uso de las fu n cion es d e la B iblioteca estándar para llevar a cab o e l al goritm o d e ordenam iento heapsort. Éste e s un algoritm o m ediante el cual s e ordena un arreglo de elem en to s en un árbol binario esp ecial co n o cid o co m o heap. L as características clave de un heap son que el elem en to m ás grande siem pre s e encuentra en su parte superior y lo s valores de lo s h ijos de cualquier nodo en el árbol binario son siem pre m enores o ¡guales que el valor de e sc nodo. Un heap ordenado d e esta manera s e con o ce com únm ente co m o un ma.xheap. El algoritm o heapsort s e d es cribe generalm ente en lo s cursos de cien cia s com p utacion ales llam ados “Estructuras de datos” y “A l goritm os” . 1.a línea 23 utiliza la función make_heap para tomar una secu en cia de valores en el rango que em p ieza d esd e v . b e g i n O hasta, pero sin in clu ir á , v . e n d O y crear un heap que pueda utilizar s e para producir una secu en cia ordenada. L os d os iteradores q u e s e toman co m o argum entos deben ser de a cceso aleatorio, por lo q u e esta función só lo trabaja con arreglos, vectores y contenedores deque. U na segunda versión de esta función tom a co m o argum ento a una función predicado bina ria para com parar valores.



Capitulo 21

1 2 3 4 5 6 7

// Pig. 21.37: £ig21_37.cpp // Loa algoritmos push heap, pop heap, maka hcap / / y sort_heap de la Biblioteca estándar. finclude using std:icout; using std::endl;

8

9 •inelude 10 iinclude 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20

int main() { const int TAMANIO - 10; int a[ TAMANIO ] - { 3, 100, 52, 77, 22, 31, 1, 98, 13, 40 }; std::vector< int > v( a, a + TAMANIO ), v2; std: :ostream_iterator< int > salida ( cout, * * ); cout << "El vector v antes de ma)ce_heap: \n*; std::copy( v.beginO, v.endO, salida );

21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

// crear heap a partir del vector v std: :ma3ce_heap( v.beginO, v.endO ); cout << M\nEl vector v después de make_heap:\n*; std::copy( v.beginO, v.endO, salida ); // ordenar elementos de v con sort_heap std: :sort_heap( v.beginO, v.endO ); cout << *\nEl vector v después de sort_heap:\ n " j std::copy( v.beginO, v.endO, salida ); // realizar el algoritmo heapsort con push_heap y pop heap cout << "\n\nEl arreglo a contiene: *; std::copy( a, a ♦ TAMANIO, salida ); cout << endl; // colocar los elementos del arreglo a en v2 y // mantener los elementos de v2 en el heap for ( int i - 0; i < TAMANIO; ++i ) { v2.push back( a[ i ] ); std::push_heap( v2.begin{), v2.end() ); cout << *\nv2 después de push__heap(a[* << i << *] ): *; std::copy( v2.begin(), v2.end(), salida ); ) // fin de instrucción for cout << endl; // eliminar elementos del heap en orden for ( int j - 0; j < v2.size(); ) {

Figura 21.37

Uso d e las funciones d e la Biblioteca estándar para realizar el algoritmo heapsort. (Parte 1 d e 2.)


1163

1164

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64


Capítulo 21

cout << *\nv2 después de secar a * « v2( 0 ] << * del monton\n"; std::pop_heap( v2.begin(), v2.end() - j ); std::copy( v2.begin(># v2.end(), salida ); > // fin de instrucción for cout << endl; return 0; ) // fin de main

E l v e c to r v a n te s de m ake_heap:

3 100 52 77 22 31 1 98 13 40 E l v e c to r v d e sp u és de m ake_heap:

100 98 52 77 40 31 1 3 13 22 E l v e c to r v d e sp u és de

s o rt_ h e a p :

1 3 13 22 31 40 52 77 98 100 El arreglo a contiene! 3 100 52 77 22 31 1 98 13 40 v2 v2 v2 v2 v2 v2 v2 v2 v2 v2

después después después después después después después después después después

de de de de de de de de de de

push_heap(a[0]): push_heap(a[l]): push_ heap(a[2]) : push_heap(a[3]): push heap(a[4])i push heap(a [ 5 ] ): push heap(a[6]) i push heap(a[7]): push heap(a[8])t push heap(a[9]):

3 100 100 100 100 100 100 100 100 100

3 3 52 77 52 77 52 77 52 77 52 98 52 98 52 98 52

3 3 22 3 22 :31 3 22 :31 1 77 22 31 1 3 77 22 31 1 3 13 77 40 31 1 3 13 22

v2 después de sacar a 100 del monton 98 77 52 22 40 31 1 3 13 100 v2 después de sacar a 98 del monton 77 40 52 22 13 31 1 3 98 100 v2 después de sacar a 77 del monton 52 40 31 22 13 3 1 77 98 100 v2 después de sacar a 52 del monton 40 22 31 1 13 3 52 77 98 100 v2 después de sacar a 40 del monton 31 22 3 1 13 40 52 77 98 100 v2 después de sacar a 31 del monton 22 13 3 1 31 40 52 77 98 100 v2 después de sacar a 22 del monton 13 1 3 22 31 40 52 77 98 100 v2 después de sacar a 13 del monton 3 1 13 22 31 40 52 77 98 100 v2 después de sacar a 3 del monton 1 3 13 22 31 40 52 77 98 100 v2 después de sacar a 1 del monton 1 3 13 22 31 40 52 77 98 100 Figura 21.37

Uso d e las funciones d e la Biblioteca estándar para realizar el algoritmo heapsort. (Parte 2 d e 2.)



Capitulo 21

La línea 29 utiliza la función

1165

sort_heap para ordenar una secu en cia de valores en el rango

que em p ieza d esd e v.begin() hasta, pero sin incluir a, v. end( ) que ya se encuentran ordena d o s en un heap. L os d o s iteradores que s e tom an co m o argum entos deben ser iteradores de a cceso aleatorio. U na segunda versión d e esta función tom a c o m o tercer argum ento a una función predica do binaria para com parar valores. La línea 4 4 utiliza a la función push_heap para agregar un nuevo valor a un heap. T om am os un elem en to del arreglo a a la vez, anexando e se elem en to al final d el vector v2 y realizam os la operación push_heap. S i el elem en to anexado es el único en el vector, é ste e s y a un heap. D e no ser a sí, la fun ción push_heap reordena lo s elem en tos d el vector en un heap. C ada v e z que se llam a a pueh_heap. se asum e que el ú ltim o elem en to actualm ente en el vector (es decir, el q u e se anexa antes d e la llam ada a la función push_heap) e s e l q u e se va a agregar al heap y que todos lo s dem ás elem en tos en el vector ya s e encuentran ordenados co m o un heap. L os dos argu m entos iteradores para push_heap deben ser iteradores d e a cceso aleatorio. Una segunda versión de esta función tom a com o tercer argum ento a una función predicado binaria para comparar valores. La línea 5 5 utiliza a pop_heap para elim inar el elem en to de la parte superior del heap. Esta función asum e q u e lo s elem en tos en el rango esp ecifica d o por su s d o s argum entos iteradores de a c c e s o aleatorio ya son un heap. Fl p roceso d e elim inar en form a repetida el elem en to superior del heap produce una secu en cia ordenada de valores. L a función pop_heap intercam bia e l prim er elem en to del heap (v2.begin() en este ejem p lo ) con su últim o elem en to (el elem en to antes d e v2. end ( ) - i en este ejem p lo) y lu ego se asegura que lo s elem en to s hasta, pero sin incluir a, el últi m o elem en to sigan form ando un heap. O bserve en la salida que, d esp u és de la s operaciones con

Pop_heap, e l vector está ordenado en form a ascendente. Una segunda versión de esta función tom a com o tercer argum ento a una función predicado binaria para com parar valores.

21.5.13 min y max min y max determinan lo s valores m ínim o y m áxim o d e d os elem en to s, respecti vam ente. La figura 2 1 .3 8 dem uestra el u so de min y max con valores int y char.5

Los algoritm os

1 // Pig. 21.38: fig21_38.cpp 2 // Loa algoritmos min y max da la Bibliotaca estándar. 3 iinclude 4 5

6


7

8

tinclude

9

10

int main()

11

(

12 13

cout << "El mínimo da 12 y 7 es: " << std: :min( 12, 7 );

Figura 21.38

Los algoritmos m in y m ax. (Parte 1 d e 2.)

5. El compilador de Microsoft Visual C++ 6 no sopona los algoritmos m in y max de la STL debido a un conflicto con las funciones que tienen el mismo nombre en la biblioteca MFC (Microsoft Foundation Classes): las clases reutilizablcs de Microsoft para crear aplicaciones Windows. La figura 21.38 se compiló con Borland C++.


1166

14 15 16

17 18 19 20 21 22 23

El El El El


cout << << cout << << cout << <<

Capítulo 21

w\nEl máximo de 12 y 7 e n » std::max( 12, 7 ); y es: w *\nEl mínimo de etdi:min( 'O', 'z ' ); w\nEl máximo de 'O' y 'Z' es: " std::max( 'O', *Z' ) << endl;

retura 0; ) // fin de main mínimo nytxittv-1 mínimo máximo

de (Je de de

Figura 21.38

12 y 7 es: 7 12 y 7 es: 12 *0' y 'Z' es: O 'O' y 'Z' es: z

Los algoritmos m i n y m ax (Parte 2 d e 2.)

21.5.14 Algoritmos que no se cubren en este capítulo La figura 2 1 .3 9 m uestra lo s algoritm os que no s e cubren en e ste capítulo.

Algoritmo

Descripción

inner_product Calcula la suma de los productos de dos secuencias, tomando los elementos correspondientes en cada secuencia, multiplicándolos y agregando el resultado a un total.

adjacent_difference Comenzando con el segundo elemento en una secuencia, calcula la diferencia (utilizando el operador - ) entre el elemento actual y el anterior, y guarda el resultado. I.os primeros dos argumentos, que deben ser iteradores de entrada, indican el rango de elementos en el contenedor y el tercer argumento, que debe ser un iterador de salida, indica en dónde deben almacenarse los resultados. Una segunda versión de este algoritmo toma como cuarto argumento a una función binaria, la cual realiza un cálculo entre el elemento actual y el anterior.

partial_sum Calcula el total actual (utilizando el operador ♦ ) de los valores en una secuencia. Los primeros dos argumentos, que deben ser iteradores de entrada, indican el rango de elementos en el contenedor y el tercer argumento, que debe ser un iterador de salida, indica en dónde deben almacenarse los resultados. Una segunda versión de este algoritmo toma como cuarto argumento a una función binaria que realiza un cálculo entre d valor actual en la secuencia y el total actual.

Rgura 21.39

Los algoritmos q u e no se cubren en este capítulo. (Parte 1 d e 3.)



Capitulo 21

Algoritmo

1167

Descripción

nth_element Utiliza tres itoradores de acceso aleatorio para particionar un rango de elementos. Los argumentos primero y tercero representan el rango de elementos. El segundo argumento indica la posición del elemento particionador. Después de la ejecución de este algoritmo, todos los elementos a la izquierda del elemento particionador son menores que ese elemento, y todos los elementos a la derecha del elemento particionador son mayores o iguales que ese elemento. Una segunda versión de este algoritmo toma como cuarto argumento a una función binaria de comparación.

partition Este algoritmo es similar a nth alemant. pero requiere de iteradores bidireccionales menos poderosos, lo que lo hace más flexible que nth_alament. El algoritmo partition requiere de dos iteradores bidireccionales que indican el rango de elementos a particionar. El tercer elemento es una función predicado uñaría, la cual ayuda a particionar los elementos de manera que todos los que estén en la secuencia para la que la función predicado sea trua se encuentren a la izquierda (hada el in id o de la secuenda) de todos los elementos para los que la fundón predicado sea falsa. Se devuelve un iterador bidirecdonal, d cual indica d primer dem ento en la secuenda para d que la fundón predicado devuelve falsa.

atable partition Este algoritmo es similar a partition, excepto que los elementos para los que la función predicado devuelve trua se mantienen en su orden original, y los elementos para los que la fundón predicado devuelve falsa también se mantienen en su orden original.

next _penmit at ion La siguiente permutación lexicográfica de una secuenda.

prev permut at ion La anterior pennutadón lexicográfica de una secuencia.

rotate Utiliza tres iteradores de avance como argumentos para rolar la secuencia indicada por el primer y último argumentos, según el número de posiciones indicadas al restar d primer argumento del segundo. Por ejemplo, la secuencia 1, 2. 3. 4. 5 rolada en dos posiciones seria 4. 5. 1. 2. 3.

rotate_copy Este algoritmo es idéntico a rotats. excepto que los resultados se almacenan en una secuencia separada, indicada por el cuarto argumento: un iterador de salida. Las dos secuencias deben tener el mismo número de elementos.

Figura 21.39

Los algoritmos qu e no se cubren en este capítulo. (Parte 2 d e 3.)


1168


Algoritmo

Capítulo 21

Descripción

adjacent_find Este algoritmo devuelve un iterador de entrada que indica el primero de dos elementos adyacentes idénticos en una secuencia. Si no hay elementos adyacentes idénticos, el iterador se coloca al ñnal (and) de la secuencia

partial_sort Usa tres iloradores de acceso aleatorio como argumentos para ordenar parte de una secuencia El primero y último argumentos indican la secuencia de elementos. El segundo argumento indica la posición final para la parte ordenada de la secuencia. De manera predeterminada los elementos se ordenan utilizando el operador < (también puede suministrarse una función predicado binaria). Los elementos a partir del segundo argumento iterador hasta el final de la secuencia se encuentran en un orden indefinido.

partial_eort_copy Usa dos iteradores de entrada y dos i lera dores de acceso aleatorio para ordenar parte de la secuencia indicada por los dos iteradores de entrada que sirven de argumentos. Los resultados se almacenan en la secuencia indicada por los dos argumentos iteradores de acceso aleatorio. Los elementos se ordenan de manera predeterminada mediante el operador < (también puede suministrarse una función predicado binaria). El número de elementos ordenados es el que sea menor del número de elementos en el resultado y el número de elementos en la secuencia original.

■table_aort R algoritmo es similar a aort, excepto que todos los elementos iguales se mantienen en su orden original. Figura 21.39

Los algoritmos q u e no se cubren en este capitulo. (Parte 3 d e 3.)

21.6 La clase b i t s e t La cla se bitset facilita la creación y m anipulación de conjuntos J e bits. É stos se utilizan para re presentar un conjunto d e banderas d e bits. l.o s ob jetos bitset tienen un tamaño lijo e n tiem po de com p ilación . La declaración:

bitaat< tamaño > b; crea e l objeto bitset b. en e l que todos lo s bits son inicialm ente 0. La instrucción:

b.a«t( numeroBit ); hace que el bit numeroBit del objeto bitset b se “en cien da”. La expresión b. set ( ) hace que todos lo s bits en b se “enciendan”. La instrucción:

b.raaet( numeroBit ); hace que el bit numeroBit d el objeto bitset b se “apague”. La expresión b.reset ( ) hace q u e todos lo s bits en b s e “apaguen”, lai instrucción:

b.flip( numeroBit );



Capitulo 21

1169

“voltea" el bit numeroBit del ob jeto ga y viceversa). L a expresión

bit set b (es decir, si el bit está en cend id o, flip lo apa b. flip ( ) voltea todos lo s bits en b. La instrucción:

b[ numeroBit ] ; d evu elve una referencia al bit

numeroBit d el objeto bitset b. D e manera sim ila r

b.at( numeroBit ); realiza primero una com probación de rango en numeroBit. D esp ués, si numeroBit se en cu en tra dentro del rango, at d evu elve una referencia a ese bit. F.n ca so contrario, at lanza una e x c e p ción out_of_range. La instrucción:

b.test( numeroBit )/ realiza primero una com probación de rango en numeroBit. D esp ués, si numeroBit se en cu en tra dentro d el rango, test d ev u elv e true si e l bit está en cen d id o y false si está apagado. En c a so contrario, test lanza una excep ción out_of _range. La expresión:

b.size() d evu elve e l núm ero de bits en el ob jeto

bitset b. La expresión:

b .count() d evu elve e l núm ero de bits en cend id os en el objeto

bitset b. La expresión:

b.&ny{) d evu elve

true si alguno de lo s bits e n el objeto bitset b está encendido. La expresión:

b.none() d evu elve

true si ninguno d e los bits en el objeto bitset b está encendido. Las expresiones:

b — bl b I- bl com paran lo s d o s ob jetos

bit set para ver si son ig u a les y d esigu ales, respectivam ente.

Cada uno de lo s operadores d e asign a ció n a nivel d e bits com binar ob jetos bitset. Por ejem plo:

| - y A- puede utilizarse para

b &- bit-

bitset b y bl. El resultado s e al b. Las op eracion es O R y X O R ló g ic a s a nivel de bits s e realizan mediante:

realiza una operación A N D lógica bit por bit, entre los ob jetos m acena en

b |- bl; b b2; La expresión:

b >>■ n; desplaza lo s bits en el objeto

bitset b a la derecha, n p o sicio n es. La expresión:

b <<- n; desplaza lo s bits en el objeto

bitset b a la izquierda, n p osiciones. Las expresiones:


1170


Capítulo 21

b.to_atring() b.to_ulong() convierten el objeto bitset b en un objeto string y en un unsigned long, respectivam ente. La figura 2 1 .4 0 m uestra otra v e z el m étodo de la Criba de Eratóstencs para buscar números prim os q u e v im os en el ejercicio 4.29. S e utiliza un objeto bitset en lugar de un arreglo para ¡mplcm cntar el algoritm o. El programa m uestra todos lo núm eros prim os d esd e el 2 hasta el 1023 y d esp u és perm ite q u e el usuario escriba un núm ero para determ inar si e s o no primo. La línea 20 crea un objeto bitset co n un número d e bits esp ecifica d o por la variable tamanio (1 0 2 4 en este ejem plo). Ignoram os los bits en las p o sicio n es 0 y 1 en este programa. De manera predeterm inada, todos lo s b its en el objeto bitset están “apagados”.

1 2 3 4 5 ó 7

// Fig. 21.40: fig21_40.cpp // O*o d* un objeto bitset para demostrar *1 método da la Criba da Bratóatana*. tinclude uaing std::cin; uaing std::cout; uaing atd::*ndl;

8

9

•includ*

10

11 uaing std::aetw; 12

13 tinclude // definición da la claaa bitset 14 tinclude // prototipo da aqrt 15 16 int main() 17 { 18 conat int tamanio - 1024; 19 int valor; 20 atd::bitset< tamanio > criba; 21

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

criba. flipO; // llevar a cabo el método da la Criba da Eratóstenes int bitFinal - sqrt( criba.size() ) ♦ 1; for { int i » 2; i < bitFinal; ++L ) if ( criba.teat( i ) ) for ( int j - 2 * i ; j < tamanio; j ♦- i ) criba.reset( j ); cout << "Loa números primos en el rango de 2 a 1023 son:\n"; // mostrar loa números primos en el rango 2-1023 for ( int k - 2, contador - 0; k < tamanio; ++k ) if ( criba.test( k ) ) { cout << setw( 5 ) << k;

Figura 21.40

La clase b i t s e t y la Criba d e Eratóstenes. (Parte 1 d e 2.)



Capitulo 21

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

if ( ++contador % 12 -- 0 ) cout << '\n'; ) // fin da bloque if externo COUt

<< endl;

// obtener valor del usuario para determinar si es primo cout << *\nEscriba un valor de 1 a 1023 (-1 para salir): " j cin >> valor; while ( valor !■ -1 ) { if ( criba [ valor ] ) cout << valor << * es un numero primo\n"; else cout << valor << * no es un numero primo\n"; cout << *\nEscribaun valor de 2 a 1023 (-1 para salir): *; cin >> valor; ) // fin de instrucción while r e t u m 0;

66

67

) // fin de main

Los números primos en el 2 3 5 7 11 41 47 43 53 59 97 101 103 107 109 157 163 167 173 179 227 229 233 239 241 283 293 307 311 313 367 373 379 383 389 439 443 449 457 461 509 521 523 541 547 599 601 607 613 617 661 673 677 683 691 751 757 761 769 773 829 839 853 857 859 919 929 937 941 947 1009 1013 1019 1021

rango 13 61 113 181 251 317 397 463 557 619 701 787 863 953

de 2 a 1023 son: 17 19 23 29 67 71 73 79 127 131 137 139 191 193 197 199 257 263 269 271 331 337 347 349 401 409 419 421 467 479 487 491 563 569 571 577 631 641 643 647 709 719 727 733 797 809 811 821 877 881 883 887 967 971 977 983

31 83 149 211 277 353 431 499 587 653 739 823 907 991

37 89 151 223 281 359 433 503 593 659 743 827 911 997

Escriba un valor de 1 a 1023 (-1 para salir): 389 389 es un numero primo Escriba un valor de 2 a 1023 (-1 para salir): 88 88 no es un numero primo Escriba un valor de 2 a 1023 (-1 para salir): -1

Figura 21.40

La clase

bitset y la C riba d e Eratóstenes. (Parte 2 d e 2.)


1171

1172


Capítulo 21

Las líneas 25 a 3 2 determ inan todos lo s núm eros prim os que haya d esd e el 2 hasta el 1023. El entero bitFinal s e utiliza para determinar cuándo se com pleta e l algoritm o. E l algoritm o básico e s que un núm ero es primo si n o tiene d ivisores aparte d el 1 y de sí m ism o. E m pezando c o n el núm e ro 2. una v e z q u e sab em os que un núm ero es prim o, podem os elim inar todos lo s m últiplos de ese nú mero. E l núm ero 2 es d ivisib le sólo por 1 y por s í m ism o, en ton ces e s primo. Por lo tanto, podem os elim inar los núm eros 4 . 6 , 8 y a s í sucesivam ente. El núm ero 3 es d ivisib le só lo por 1 y por s í m is mo. Por lo tanto, p odem os elim inar todos lo s m últiplos de 3 (tenga en cuenta que todos lo s números pares ya han sid o elim inados).

2 1 .7 O b j e t o s f u n c i ó n L os ob jetos función y lo s adaptadores d e fun cion es s e proporcionan para hacer q u e la STL sea más flexible. Un objeto fu n d ó n con tien e una función que p uede tratarse sintáctica y sem ánticam ente c o m o una función m ediante el u so del operator ( ) . L os ob jetos función y los adaptadores d e fun c io n e s d e la STL s e definen en el encabezado . Un ob jeto función tam bién puede encapsular datos con la función adjunta. L os ob jetos función estándar incluyen la palabra reservada inline para m ejorar el rendim iento. L os objetos función d e la ST L se muestran en la figura 21.41. La figura 2 1 .4 2 dem uestra el u so del algoritm o num érico

accumulate (descrito en la figura

2 0 .3 0 ) para calcular la sum a d e lo s cuadrados d e lo s elem en tos en un vector. El cuarto argum en to para accumulate e s un objeto función binaria o un apuntador de función a una función binaria que tom a d os argum entos y d ev u elv e un resultado. La función accumulate se dem uestra d o s v e ces: una v e z co n un apuntador d e función a una función binaria y la otra con un objeto función.

Objetos función de la STL

Tipo

divides< T >

aritmético

•qual_to< T >

rdacional

greater< T >

relaciona!

greater equal< T >

rdacional

less< T >

relacional

less_equal< T >

relacional

logical_and< T >

lógico

logical_not< T >

lógico

logical_or< T >

lógico

minu8< T >

aritmético

modulus< T >

aritmético

negate< T >

aritmético

not_equal_to< T >

aritmético

plus< T >

aritmético

multipliea< T >

aritmético

R g u ra 21.41

Objetos función de la Biblioteca estándar.



Capitulo 21

1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

1173

// Fig. 21.42: £ig21_42.cpp // Demostración de los objetos función. ffinclude using std::cout; using std::endl; iinclude iinclude iinclude

// // // //

definición de la plantilla de clase vector algoritmo copy algoritmo accumulate definición de binary_function

// función binaria que suma el cuadrado de su segundo argumento y //el total actual en su primer argumento, después regresa la suma int sumarCuadradosí int total, int valor ) (

return total ♦ valor * valor; > // fin de la función sumarCuadrados // plantilla de clase de función binaria que define a operator!) sobrecargado, // que suma el cuadrado de su segundo argumento y el total actual en //su primer argumento, y después regresa la suma template< class T > class ClaseSumarCuadrados: public std:rbinary function< T, T, T > {

23 24 25 26 27 public: 28 29 // sumar el cuadrado de valor al total y regresar el resultado 30 const T operator!)! const T 6total, const T &valor ) 31 < 32 return total ♦ valor * valor; 33 34 ) // fin de la función operator!) 35 36 ); // fin de la clase ClaseSumarCuadrados 37 38 int main() 39 { 40 const int TAMANTO - 10; 41 int arreglo!] - { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 >; 42 43 std::vector< int > enteros! arreglo, arreglo ♦ TAMANIO ); 44 45 std: :ostream_iterator< int > salida! cout, * " ); 46 47 int resultado - 0; 48 49 cout << "El vector v contiene:\n”; 50 std::copy! enteros.begin(), enteros.end(), salida ); 51 52 // calcular la suma de los cuadrados de los elementos del vector enteros 53 // utilizando la función binaria sumarCuadrados Rgura 21.42

Objeto fundón binaria. (Parte 1 d e 2.)


1174

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

67


Capítulo 21

resultado - std;:accunwlate( enteros.begin(), enteros.end(), 0, sunarCuadrados ); c o u t « " \n \n S u m a d e l o s c u a d r a d o s d e l o s e le m e n to s e n e n t e r o s , u t i l i z a n d o << n l a f u n c i o n \ n b i n a r i a s u m a r C u a d r a d o s : " « re s u lta d o ; //

c a lc u la r la

"

su m a d e l o s c u a d r a d o s d e l o s e le m e n to s d e l v e c t o r e n t e r o s

// utilizando el objeto binary-fuñetion re s u lta d o

■ s t d : ?a c c u m u la te ( e n t e r o s . b e g r i n ( ) , i n t >() );

e n te r o s .e n d ( ) ,

0, ClaseSumarCuadrados<

c o u t « * \n \n S u m a d e l o s c u a d r a d o s d e l o e e le m e n t o s e n e n t e r o s , u t i l i z a n d o * << " e l o b j e t o f u n c i o n \ n b i n a r i a d e t i p o " << " C l a s e S u m a r C u a d r a d o s : " « r e s u l t a d o << e n d l ;

68

69 return 0/ 70 71 } // fin de main El vector v contiene: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Suma de los cuadrados de los elementos en enteros, utilizando la función binaria sumarCuadrados: 385 Suma de los cuadrados de los elementos en enteros, utilizando el objeto función binaria de tipo sumarCuadradosClase< int >: 385 Figura 21.42

Objeto función binaria. (Parte 2 de 2.)

Las líneas 15 a 19 definen la función sumarCuadrados que calcula el cuadrado de su segu n d o argum ento llam ado valor, sum a e se cuadrado con su primer argum ento total y d ev u elv e la sum a. La función accumulat a pasará co m o el segundo argumento para sumarCuadrados a ca da uno d e los elem en to s de la secu en cia sobre la cual va a iterar en el ejem p lo. En la primera llam a da a sumarCuadrados. el prim er argum ento será el valor inicial d el total (que se suministra co m o el tercer argum ento para accumulate: 0 en este programa). Todas las llam adas su bsecu en tes a sumarCuadrados reciben co m o prim er argum ento la sum a actual devuelta por la llamada anterior a sumarCuadrados. Cuando accumulate term ina, d evu elve la sum a d e los cuadrados d e todos lo s elem en tos en la secuencia. Las líneas 24 a 36 definen una cla se llam ada ClaseSumarCuadrados q u e hereda de la cla s e binary_£unction (en el archivo de en cab ezado ). L as c la ses que heredan d e binary_function definen la función operator ( ) sobrecargada con d o s argum entos. 1.a cla se ClaseSumarCuadrados se utiliza para definir objetos función para los que las funciones operator ( ) sobrecargadas llevan a cab o la m ism a tarea que la función sumarCuadrados. Los tres parámetros de tipo (T) para la plantilla binary_f unetion son del tipo d el primer argum en to para operator ( ) , d el tipo d el segundo argum ento para operator ( ) y del tipo del valor de retom o d e operator (), respectivam ente. 1.a función accumulate pasará los elem en tos d e la secu en cia sobre la cual itera co m o el segundo argum ento para la función operator ( ) del objeto d e la cla se ClaseSumarCuadrados que se pasa al algoritm o accumulate. En la primera lla mada a operator (), e l prim er argum ento será el valor inicial d el total (que se sum inistra c o m o e l tercer argum ento para accumulate: 0 en este program a). Todas las llam adas subsecuentes a operator ( ) reciben co m o prim er argum ento el resultado devuelto por la llam ada anterior a



Capitulo 21

1175

operator (). C uando accumulate termina, d ev u elv e la sum a d e lo s cuadrados de todos lo s e le m entos en la secuencia. L as lín eas 5 4 y 55 llam an a la función accumulate co n un apuntador a la función suma rCuadrados co m o su últim o argum ento. La instrucción en las líneas 6 2 y 63 llam a a la función accumulate co n un objeto de la cla se CíaseSumarCuadrados co m o el últim o argumento. La expresión ClaseSumarCuadrados< int > ( ) crea una instancia de la cla se ClaseSumarCuadrados que se pasa a accumulate, la cual envía al objeto el m ensaje (invoca a la fun ción ) operator (). La instrucción podría haber se escrito com o dos instrucciones separadas, co m o s e m uestra a continuación:

ClaseSumarCuadrados< int > objetoSumarCuadrados; resultado - accumulate( v.begin(), v.endO, 0, objetoSumarCuadrados );

ClaseSumarCuadrados. E sc objeto se pasa a c o n tinuación a la función accumulate y s e le en vía el m ensaje operator ( ) . La primera línea d efine un objeto d e la d a s e

Observación de ingeniería de software 21.10 A diferencia de los apuniadores de funciones, un objeto función puede también encapsular datos.

21.8 Recursos de la STl en Internet y la Web A continuación se m uestra una co lec ció n de recursos de la STL en Internet y la World W idc Web. E stos sitio s incluyen tutoriales, referencias, preguntas frecuentes (FA Q s), artículos, libros, entrevis tas y softw are en idiom a inglés.

Tutoriales

www.cs.browu.adu/paopla/jak/programming/stl-tutorial/tutorial.html Este tutoría! de la STL está organizado por ejemplos, filosofía, componentes y extensión de la STL. Aquí en contrará ejemplos de código que utilizan los componentes de la STL, explicaciones y diagramas útiles.

web.ftech.net/~honayg/articles/eff_stl.htm Este tutorial de la STL proporciona información acerca de sus componentes, contenedores, adaptadores de ¡te ñidores y flujos, transformación y selección de valores, filtrado y transformación de valores y objetos. www.xraylith.w i a c .edu/-khan/software/stl/os_examples/examples.html Este sitio es útil para las personas que apenas están aprendiendo acerca de la STL. Aquí encontrará una intro ducción a la STL y ejemplos con el Kit de herramientas ObjectSpace de la STL.

R eferencias

www.sgi.com/tach/stl La Guía del programador de Silicon Graphics para la Biblioteca estándar de plantillas es un recurso útil para obtener información acerca de la STL. Puede descargar la biblioteca de este sitio, además de que encontrará la información más reciente, documentación del diseño y vínculos hacia otros recursos relacionados con la STL.

www.cs.rpi.edu/projscts/STL/stl/stl.html Ésta es la página de inicio de referencia en línea de la Biblioteca estándar de plantillas por parte del Instituto Politécnico Rensselaer. Aquí encontrará explicaciones detalladas acerca de la STL. así como vínculos hacia otros recursos útiles para obtener información acerca de esta biblioteca

www.dinkumware .com/rsfcpp.html Este sitio contiene información útil acerca de la Biblioteca del estándar ANSI/ISO de C++; incluye información extensa acerca de la Biblioteca estándar de plantillas.


1176


Capítulo 21

A r tíc u lo s , lib ro s y en trevistas

w w w .b y t t t . c o m / a r t / 9 5 1 0 / s e c l 2 / a r t 3 . h t m El sitio de la revista Byte tiene una copia de un artículo acerca de la STL escrito por Alexander Stepanov. Stepanov, uno de los creadores de la Biblioteca estándar de plantillas, proporciona información acerca del uso de la STL en la programación genérica.

E stá n d a r A N S I/1 S O de C + + w w w .a n s l . o r g Puede comprar una copia del documento del estándar de C++ en este sitio.

So ftw a re w w w .c s . r p i . e d u / - m u s s a r / s t l - b o o k FJ sitio RPI STL incluye información acerca de cómo difiere la STL de otras bibliotecas de C++ y cómo com pilar programas que utilizan esta biblioteca. FJ sitio muestra una lista de los archivos de la STL y ofrece pro gramas de ejemplo que utilizan la STL, las Clases contenedoras de la STI. y las Categorías de iteradores de la STL. También ofrece una lista de compiladores compatibles con la STL, sitios FTP para código fuente de la STI. y materiales relacionados. w w w .e s . r p i . e d u / - w i s e b / s t l - b o r l a n d . h t m l “Uso de la Biblioteca estándar de plantillas con Borland C++.” Este sitio es una referencia útil para las perso nas que utilizan el compilador Borland C++. El autor presenta secciones acerca de advertencias e incompatibi lidades. m sd n .m i c r o s o f t . c o m /v is u a lc Ésta es la página de inicio de Microsoft Visual C++. Aquí puede encontrar las noticias, actualizaciones, recur sos técnicos, ejemplos y descargas más recientes sobre Visual C++. w w w .b o r l a n d .c o m / c b u i l d e r Ésta es la página de inicio de Borland C++ Builder. Aquí encontrará una variedad de recursos sobre C++, in cluyendo varios grupos de noticias, información acerca de las mejoras más recientes a los productos, preguntas frecuentes (FAQs) y muchos otros recursos para los programadores que utilizan C++ Builder.

RESUM EN • El uso de la STL puede ahorrarnos un tiempo y esfuerzo considerables, además de ayudar a producir progra mas de mayor calidad. • 1.a elección acerca de qué contenedor de la Biblioteca estándar utilizar en una aplicación específica se basa en consideraciones relacionadas con el rendimiento. • Todos los contenedores de la STL son plantillas, por lo que usted puede adaptarlos para que almacenen el ti po de datos relevantes a sus aplicaciones específicas. • La STL incluye muchas estructuras de datos populares como contenedores y cuenta con muchos algoritmos que utilizan los programas para procesar datos en estos contenedores. • I.os contenedores de la STI. se clasifican en tres categorías principales: contenedores de secuencia, contene dores asociativos y adaptadores de contenedores. Los contenedores de secuencia y los asociativos se cono cen colectivamente como contenedores de primera clase. • Hay otros cuatro tipos que se consideran “casi contenedores", ya que exhiben capacidades similares a las de los contenedores de primera clase, pero no soportan todas las capacidades de éstos: arreglos, objetos ■ tr in g , b i t s a t y v a la r r a y . • Un v e c t o r ofrece operaciones de inserción y eliminación rápidas en su parte final y el acceso directo a cualquier elemento. Ix>s vectores soportan los iteradores de acceso aleatorio. • Un contenedor d e q u e ofrece operaciones de inserción y eliminación rápidas en su parte final o inicial y el acceso directo a cualquier elemento. Los contenedores d e q u e soportan los iteradores de acceso aleatorio. • Un contenedor l i s t ofrece operaciones de inserción y eliminación rápidas en cualquier parte del mismo y soporta iteradores bidirecdonales.


Capitulo 21


1177

• Los contenedores »«t ofrecen una búsqueda rápida de claves. No se permiten claves duplicadas. Los conte nedores set soportan los iteradores bidireocionales. • Un contenedor mui ti ofrece una búsqueda rápida de claves. Se permiten claves duplicadas. Los conte nedores multiset soportan los iteradores bidireccionales. • Un contenedor m&p ofrece una búsqueda rápida de una clave y su correspondiente valor “tropeado” . No se permiten claves duplicadas (es decir, se especifica un mapeo de uno a uno). I-os contenedores map soportan los iteradores bidireccionales. • Un contenedor multimap ofrece una búsqueda rápida de una clave y sus correspondientes valores “tropea dos". Se permiten las claves duplicadas (es decir, un mapeo de uno a varios). Los contenedores multimap soportan los iteradores bidireccionales. • Un contenedor «tack proporciona una estructura de datos del tipo LJFO. (Último en entrar, primero en salir.) • Un contenedor quaua proporciona una estructura de datos FIFO. (Primero en entrar, primero en salir.) • Un contenedor priority.quaua proporciona una estructura de dalos FIFO (primero en entrar, primero en salir) en donde el elemento de mayor prioridad siempre está al frente. • La STL ha sido diseñada cuidadosamente, de manera que lodos los contenedores proporcionen una funcionali dad similar. Existen muchas operaciones genéricas que se aplican a todos los contenedores y otras operaciones que se aplican a subconjuntos de contenedores similares. Esto contribuye a la ex ten sibil idad de la STL • 1.a STL evita el uso de funciones virtual a favor del uso de la programación genérica con plantillas, para lograr un mejor rendimiento en tiempo de ejecución. • Es importante asegurar que el tipo de dem ento que va a almacenarse en un contenedor de la STL cumpla con las restricciones de la plantilla, que por lo general requieren que el tipo proporcione un constructor de copia, un operador de asignadón y, para los contenedores asodativos, un operador menor que (<). • Los iteradores se utilizan con secuencias que podrían estar en contenedores o que podrían ser secuencias de entrada o de salida • Los iteradores de entrada se utilizan para leer un dem ento de un contenedor. Un iterador de entrada puede desplazarse sólo en dirección hacia delante (es dedr, desde el in id o del contenedor hasta su final), un ele mento a la vez. Los iteradores de entrada soportan solamente algoritmos de una pasada. • Los iteradores de salida se utilizan para escribir un elemento en un contenedor. Un iterador de salida puede desplazarse sólo en dirección hacia delante, un elemento a la vez. Los iteradores de salida soportan solamen te algoritmos de una pasada. • Ixxs iteradores de avance combinan las capaddades de los iteradores de entrada y de salida. Los iteradores de avance soportan algoritmos de varias pasadas. • Los iteradores bidireccionales combinan las capacidades de un iterador de avance con la habilidad de despla zarse en dirección inversa. • Los iteradores de acceso aleatorio poseen las capacidades de los iteradores bidireccionales y la habilidad de tener acceso directo a cualquier elemento del contenedor. • La categoría de iterador soportada por cada contenedor determina si éste puede utilizarse con ciertos algorit mos en la STL. Los contenedores que soportan iteradores de acceso aleatorio pueden utilizarse con todos los algoritmos en la STL • Pueden utilizarse apuntadores a arreglos en vez de iteradores en todos los algoritmos de la STL. • La STL cuenta con aproximadamente 70 algoritmos estándar. Los algoritmos alteradores de secuencia pro ducen modificaciones en los elementos de los contenedores. Los algoritmos no alteradores de secuencia no modifican los elementos de los contenedores. • Las funciones £ i 11 y £ill_n asignan un valor específico a cada elemento dentro de un rango de elem en tos de un contenedor. • Las funciones qenerate y generate_n utilizan una función generadora para crear valores para cada dem ento dentro de un rango de elementos de un contenedor. • la función equal compara dos secuencias de valores para ver si son iguales. • La función mi «match compara dos secuencias de valores y devuelve un par (objeto pair) de iteradores que indican la posidón en cada secuencia de los elementos inconsistentes. Si todos las dementos concuerdan, d objeto pair contiene d resultado de la fundón and para cada secuencia.


1178


Capítulo 21

• La función lexi cograph ical. compare compara el contenido de dos secuencias para determinar si una es menor que otra (similar a una comparación de cadenas).

• Las funciones ranova y remove_copy eliminan a todos los elementos en una secuencia que concuerden con un valor especificado. Las funciones remove_i£ y remove_copy_i£ eliminan a todos los elemen tos en una secuencia en la que la función predicado unaria que se pasa a las funciones devuelva true. • Las funciones replace y replace_copy reemplazan a todos los elementos en una secuencia que con cuerden con un valor especificado. la s funciones replace_i£ y replaca_copy_if reemplazan con un nuevo valor todos los elementos en una secuencia en la que la función predicado uñaría que se pase a la función devuelva trua.

• La función random_shu££le reordena los elementos en una secuencia al azar. • l a función count cuenta los elementos que tengan el valor especificado en una secuencia. l a función count_i£ cuenta los elementos en una secuencia en la que la función predicado unaria que se suministre devuelva true. • La función min_eleaent localizad elemento más pequeño en una secuencia. La función max._element localiza el elemento más grande en una secuencia.

• La función accumulate suma los valores en una secuencia. Una segunda versión de esta función recibe un apuntador a una función general que toma dos argumentos y devuelve un resultado. La función general de termina cómo se acumulan los elementos en una secuencia.

• La función £or_aach aplica una función general a cada dem ento en una secuencia. La función general to ma un argumento (que no debe modificar) y devuelve void. • La fundón trana£orm aplica una función general a cada elemento en una secuencia La función general toma un argumento (que puede modificar) y devuelve el resultado transformado.

• 1.a fundón £ind localiza un dem ento en una secuenda y, si lo encuentra devuelve un iterador a ese ele mento; de no ser así, £ind devudve un iterador que indica el final de la secuenda. La fundón £ind_i£ localiza d primer dem ento para el que la función predicado unaria que se suministra devuelva true. • La función sort ordena los elementos en una secuenda (en orden ascendente de manera predeterminada, o en el orden indicado por una función predicado binaria que se suministre).

• • • •

La fundón binary_search determina si un elemento se encuentra en una secuenda ordenada. 1.a fundón swap intercambia dos valores. La fundón iter_swap intercambia dos valores referenciados por ¡teradores. La fundón swap_ranges intercambia los elementos en dos secuendas de elementos.

• La fundón copy_bac)nrard copia los elementos en una secuenda y los coloca en otra, empezando desde d último elemento en la segunda secuencia y avanzando hasta llegar al inicio de ésta.

• La función marga combina dos secuencias en orden ascendente en una tercera secuencia ordenada. Hay que tener en cuenta que marga timbién ftindona con secuendas desordenadas, pero no produce una secuencia ordenada. • Un back_inserter utiliza la capacidad predeterminada del contenedor para insertar un dem ento al final del mismo. Cuando se inserta un elemento en un contenedor que no tiene más elementos disponibles, el conte nedor aumenta su tamaño. Existen otros dos insertadores: £ront_inserter e insertar. Un £ront_ insertar inserta un elemento al inicio de un contenedor (espedficado como su argumento) y un insertar inserta un elemento antes del iterador que se suministra como su segundo argumento en d contenedor sumi nistrado como su primer argumento.

• • • •

La función unique elimina lodos los duplicados de una secuencia ordenada. La fundón reverse invierte todos los elementos en una secuencia. 1.a fundón inplace_merge mezcla dos secuencias ordenadas de elementos en el mismo contenedor. La fundón unique_copy realiza una copia de todos los elementos únicos en una secuenda ordenada La fundón rsvsrss_copy realiza una copia inversa de todos los elementos en una secuenda

• La fundón ineludes compara dos conjuntos ordenados de valores para tratar de averiguar si cada elemen to dd segundo conjunto se encuentra en el primero. De ser así, ineludes devuelve true; en caso contra rio, ineludes devuelve £alse.



Capitulo 21

1179

• La función a a t _ d i £ £ a r a n c a busca los elementos del primer conjunto de valores ordenados que no se en cuentren en el segundo conjunto de valores ordenados (ambos conjuntos deben estar en orden ascendente, utilizando la misma función de comparación). • La función a a t _ i n t e r a e c t i o n busca los elementos del primer conjunto de valores ordenados que se encuentren en el segundo conjunto de valores ordenados (ambos conjuntos deben estar en orden ascendente, utilizando la misma función de comparación). • La función a a t a y n s a a t r ic _ d i£ £ a r a n c a determínalos elementos en el primer conjunto que no se en cuentran en el segundo, y los elementos en el segundo conjunto que no se encuentran en el primero (ambos conjuntos deben estar en orden ascendente, utilizando la misma función de comparación). • La función a e t _ u n l o n crea un conjunto de todos los elementos que se encuentran en cada uno o en ambos conjuntos ordenados (ambos conjuntos deben estar en orden ascendente, utilizando la misma función de com paración). • La función lo w a r _ b o u n d busca la primera posición en una secuencia ordenada en la que el tercer argu mento pueda insertarse, sin que la secuencia deje de estar en orden ascendente. • l a función u p p e r _ b o u n d busca la última posición en una secuencia ordenada en la que el tercer argumento pueda insertarse, sin que la secuencia deje de estar en orden ascendente. • La función a q u a l^ r a n g a devuelve un par (objeto p a i r ) de iteradores de avance que contienen los resul tados combinados de llevar a cabo las operaciones lo w a r b o u n d y u p p e r b o u n d • Heapsort es un algoritmo de ordenamiento en el que un arreglo de elementos se ordena en un árbol binario especial conocido como un heap. Las características clave de un heap son que el elemento más grande siem pre se encuentra en su parte superior y que los valores de los hijos de cualquier nodo en el árbol binario son siempre menores o iguales que el valor de ese nodo. Un heap ordenado de esta forma se conoce comúnmen te com o maxheap. • La función m ak a _ h a a p toma una secuencia de valores y crea un montó que puede utilizarse para producir una secuencia ordenada. • 1.a función a o r t _ h a a p ordena una secuencia de valores que ya se encuentran ordenados en un heap. • La función p u a h ^ h a a p agrega un nuevo valor a un heap. p u a h . h a a p asume que el último elemento actualmente en el contenedor es el que se va a agregar al heap y que todos los demás elementos en el conte nedor ya se encuentran ordenados como un heap. La función p o p _ h a a p quita el elemento superior del heap. Esta función asume que los elementos ya se encuentran ordenados como un heap. • La función m in busca el mínimo de dos valores. La función m ax busca el máximo de dos valores. • La clase b i t a a t facilita el crear y manipular conjuntos de bits. Estos conjuntos de bits son útiles para represen tar un conjunto de banderas booleanas. Los objetos b i t a a t tienen un tamaño fijo en tiempo de compilación.

TE R M IN O LO G ÍA accumulata()

bagin()

adaptador

bibliotecas de clase específicas a la plataforma bibliotecas de clase independientes de la plataforma

adjacant_di££aranca() adjacent_£ind() algoritmo alterador de secuencia algoritmo de ordenamiento algoritmo no alterador de secuencia arreglo asociativo asignación

asaign() back()

binary_aaarch() clase de adaptador de contenedor priority_

quaua clase de adaptador de contenedor quaua clase de adaptador de contenedor atack clases de adaptadores de contenedores

con at_itarator conat_ravaraa_itarator contenedor


1180


contenedor asociativo contenedor asociativo map contenedor asociativo m u lt im a p contenedor asociativo m u l t i s e t contenedor asociativo s e t contenedor de secuencia contenedor de secuencia d e q u e contenedor de secuencia l i s t contenedor de secuencia v e c t o r contenedor secuencia! contenedores de primera clase c o p y ()

copy_backward ()

c o u n t () count_±£() crear una asociación < d e q u e> deq ue< T > deq ue< T > s : i t e r a t o r

enptyO en d () e q u a l() e q u a l_ r a n g e () e r a s e () FIFO (primero en entrar, primero en salir)

fillO

fill_n() findO

Capítulo 21

mapeo de uno a uno

max() max ciernent() max iize() m e r g e ()

min ()

min element() mismatch() namespace std nth element objeto función

operatorI-() operator<() operator<-() operator» () operator>() operator»-() ostrean Iterator partial_sort() partial_sort_copy() partial sum() partltion() pop() pop_back() pop_£ront() pop heap() programación genérica

push() push_back() push_front() push heap() random_shuffie()

£or_each

f r o n t ()

< £ un c tio na l> genérate() generate_n() inplace_merge() insert()

rango

invertir el contenido de un contenedor is tr e a ja _ ite r a to r < ite r a to r > ite r _ s w a p () iterador iterador bidireccional iterador de acceso aleatorio iterador de avance iterador de entrada iterador de salida iterador inverso le x ic o g r a p h ic a l_ c o m p a r e () U FO (último en entrar, primero en salir) < lis t> lo w e r b o u n d ( ) make _ h e a p ( )

rbegin() renove() remove_copy() remove_copy_i£() remove_i£() rend() replace() replace_copy() replace_copy_i£() replace_i£() reverse() reverse_copy() reverse_lterator rotate() rotate_copy() secuencia

set_di££erence()


Capitulo 21


8«t_inter8«ction()

struct less< T >

set 8ymmetric_ difference() set_union()

8*ap() swap_range()

•!«•() siza_type

top() transform()

sort()

unique()

sort heapO

upper boundO

valarray

STL (Biblioteca estándar de plantillas)

valua_typa

stringstringf)

1181


(V/F) La STl- utiliza abundantemente la herencia y las funciones virtuales.

2 1 .2

Los dos tipos de contenedores de la STL son contenedores de secuencia y contenedores___________.

2 1 .3

Los cinco tipos principales de aeradores s o n ___________, ___________, ___________ , ___________y

2 1 .4

(V/F) Un apuntador es una forma generalizada de iterador.

2 1 .5

(V/F) Los algoritmos de la STl. pueden operar con arreglos tipo C, basados en apuntadores.

2 1 .6

(V/F) Los algoritmos de la STL se encapsulan como funciones miembro dentro de cada clase contenedora.

2 1 .7

(V/F) El algoritmo ram ova no disminuye el tamaño del v * c t o r del que se van a eliminar elementos.

2 1 .8

Los tres adaptadores de contenedores de la STL s o n ___________, ___________y ___________ .

2 1 .9

(V/F) La función miembro de contenedor tenedor.

2 1 .1 0

Los algoritmos de la STl. operan indirectamente sobre los elementos de los contenedores, mediante el uso d e ___________.

21.11

H algoritmo s o r t requiere de un iterador___________

and ( ) devuelve la posición del último elemento en el con

RESPUESTAS A LOS E JE R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N

21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 21.8 21.9 21.10 21.11

Falso. El uso de estos elementos se evita por cuestiones de rendimiento. Asociativos. De entrada, de salida, de avance, bidireccionales y de acceso aleatorio. Falso. En realidad es al revés. Verdadero. falso. Los algoritmos de la STL no son funciones miembro. Operan indirectamente sobre los contene dores, a través de los iteradores. Verdadero.

stack. quaua. priority _ q u au a. falso. En realidad devuelve la posición que se encuentra justo después del final del contenedor. Iteradores. De acceso aleatorio.


1182


Capítulo 21

E JE R C IC IO S 21.12 Escriba una plantilla de función llamada palíndromo que tome un parámetro vector y devuelva true o falee, dependiendo de si el vector se lee igual o no tanto hacia adelante como hacia atrás (por ejemplo, un vector que contenga 1, 2, 3, 2, 1 es un palíndromo, pero un vector que contenga 1, 2, 3 ,4 no lo es).

21.13 Modifique la figura 21.29, la Criba de Eratóstenes de forma que, si el número que introduce el usuario en el programa no es primo, éste muestre los factores primos del número. Recuerde que los factores de un número primo son sólo 1 y el número primo en sí. Cada número no primo tiene una factorización prima única. Por ejemplo, los factores de 54 son 2, 3, 3 y 3. Cuando estos factores se multiplican en conjunto, el resultado es 54. Para el número 54, los factores primos mostrados deben ser 2 y 3.

21.14 Modifique el ejercicio 21.13 de manera que, si el número que introduce el usuario en el programa no es primo, éste muestre los factores primos del número y el número de veces que aparezca el factor pri mo en la factorización prima única Por ejemplo, la salida para el número 54 debe ser:

I>a factorización prima única da 54 es: 2 * 3 * 3 * 3

LECTURAS R E C O M E N D A D A S Ammeraal, L. ST L for C++ Programmers. New York, NY: John Wiley, 1997. Glass. G. y B. Shuchert. The STL . Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR, 1995. Henricson. M. y E Nyquist. Industrial Strength C'++: Rules and Recommendations. Upper Saddle River. NJ: Prentice Hall, 1997. Josuttis. N. The C ++ Standard Librury: A Tutorial and Handbook. Reading, MA: Addi son-Wes ley. 1999. Koenig, A. y B. Moo. Rtuninations on C ++ . Reading, MA: Addison-Wesley, 1997. Musser, D.R. y A. A. Stepanov. "Algorithm-Oriented Generic Libraries”, Software Practice and Experienee Vol. 24. Núm. 7, julio de 1994. Musser, D.R. y A. Saini. 577. Tutorial and Referente Cuide: C ++ Programming with the Standard Templóte IJbrary. Reading. MA: Addison-Wesley, 1996. Meyers, S. Effective STL: 50 Specific Ways to Im pim e your Use o f the Standard Templóte Library. Reading, MA: Addison-Wesley, 2001. Nelson, M. C ++ Programmer's Cuide to the Standard Templóte Library. Foster City, CA: Programmer's Press. 1995. Pohl. I. C ++ üistilled: A Concise ANSI /ISO Reference and Style Cuide. Reading. MA: Addison-Wesley, 1997. Pohl, I. Object-Oriented Programming Using C++. Second Edition. Reading, MA: Addison-Wesley, 1997. Robson, R. Using the STL: The C ++ Standard Templóte Ubrary. New York, NY: Springer Verlag, 2000. Schildt, H. STL Programming from the G round Up. Os borne McGraw-Hill, 1999. Stroustrup. B. “Making a vector Fu for a Standard", The C ++ Repon , octubre de 1994. Stroustrup. B. ’l h e Design and Evolution o f C++. Reading. MA: Addison-Wesley, 1994. Stroustrup, B. The C ++ Programming Lmguage, Third Edition. Reading, MA: Addison-Wesley, 1997. Stepanov, A. y M. Ijcc. “The Standard Témplate Library”, Internet Oistribution, 31 de octubre de 1995

. Vilot, M.J. “An Introduction to the Standard Témplate Library". The C + + Repon. Vol. 6, Núm. 8. octubre de 1994.


Otros temas

O b je t iv o s • U tiliz a r

const_cast

y

reinterpret_cast.

• C o m p r e n d e r el c o n c e p to d e lo s e s p a c io s d e n o m b re s . • C o m p r e n d e r e l u s o d e la s p a la b ra s r e s e r v a d a s d e lo s o p e r a d o re s . • C o m p r e n d e r e l u s o d e lo s c o n s tr u c to r e s • A p r e n d e r a u tiliz a r m ie m b r o s

explicit.

mutable

e n o b je to s

const. • C o m p r e n d e r e l u s o d e l o s o p e r a d o re s . * y - > * p a ra a p u n ta r a m ie m b r o s d e c la s e s . • A p r e n d e r a u tiliz a r la h e r e n c ia m ú ltip le . • C o m p r e n d e r la f u n c ió n d e la s c la s e s b a s e

virtual

e n l a h e r e n c ia m ú ltip le .

¿ Q ué hay en un nom bre? A eso a lo q u e llam am os rosa si le diéram os otro nom bre conservaría su m ism a fra g a n c ia dulce. W illia m S h a k e s p e a re

¡Oh, diam ante! ¡D iam ante! ¡Q u é p o co sabes acerca del daño ocasionado! S ir I s a a c N c w to n

E l dado se ha lanzado. J u lio C é s a r


1184

Otros tomas

Capítulo 22

P la n g e n e r a l 22 .1

Introducción

2 2 .2

El operador c o n s t _ c a s t El operador r e i n t e r p r e t _ c a s t

2 2 .3

Espacios de nombres Palabras reservadas de los operadores

2 2 .4 2 2 .5

Constructores e x p l i c i t Miembros de clases m u t a b le

2 2 .6 2 2 .7

2 2 .1 0

Apuntadores a miembros de clases ( . * y - > * ) Herencia múltiple Herencia múltiple y clases base v i r t u a l

2 2 .1 1

Comentarios finales

2 2 .8 2 2 .9


22.1 Introducción A h o r a v e r e m o s a lg u n a s c a r a c te r ís tic a s a d ic io n a le s d e C + + , in c lu y e n d o lo s o p e r a d o r e s d e c o n v e r s ió n , lo s

espacios de nombres,

la s p a la b r a s r e s e rv a d a s d e lo s o p e r a d o r e s y la h e r e n c ia m ú ltip le . T a m b ié n

h a b la r e m o s s o b r e lo s o p e r a d o r e s d e lo s a p u n ta d o r e s a m ie m b r o s d e c l a s e s y s o b r e la s c la s e s b a se

v irtu a l.

22.2 El operador c o n s t _ c a s t C + + c u e n ta c o n e l o p e r a d o r const_caat p a ra d e s c a rta r e l u so d e lo s c a lif ic a d o r e s c o n s t o v o -

l a t i l e . L a f ig u ra 22.1 d e m u e s tra e l u s o d e c o n s t _ c a s t . 1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

// Fig. 22.li £ig22_01.cpp // Demostración del operador const_cast. finelude u s in g

s t d :s c o u t ;

ueing std::endl; // definición de la clase PruebaConstCast class PruebaConstCast { public: void establecerNumero( int ); int obtenerNumero() const; void imprimirNumerot) const; private: int numero; ); // fin de la clase PruebaConstCast

Rgura 22.1

Demostración del operador c o n s t _ c a s t . (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

Otros temas

18 19 20

/ / e s t a b l e c e r n ú m ero v o id P ru e b a C o n s tC a s t: : e s ta b le c e rN u m e ro (

21

/ / d e v o lv e r n ú m ero l n t P ru e b a C o n s tC a s t: s o b te n e rN u m e ro ()

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

ln t

co n st

/ / m o s t r a r n ú m e ro v o i d P r u e b a C o n s t C a s t : >i m p r i m í r N u m e r o O

nun

)

(

{ re tu ra

n u m e ro

n u m e ro ;

-

1185

num ;

}

}

co n st

{ cout

<<

" \n E l

n u m e ro

d esp u és

de

m o d ific a rlo :

";

/ / d e s c a r t a r l o c o n s t a n t e d e l n ú m e ro p a r a p e r m i t i r s u c o n s t_ c a s t ( t h i s ) -> n u m e ro --; cout

)

<<

n u m ero

<<

m o d ific a c ió n

e n d l;

// fin de la función imprimirNumero

in t

m a in ()

{ P ru e b a C o n s tC a s t

p ru e b a;

//

p ru e b a .e s ta b le c e rN u m e ro (

cout

<<

" V a lo r

in ic ia l

8

d el

);

c re a r //

in s ta n c ia

de

P ru e b a C o n s tC a s t

e s t a b l e c e r n ú m ero p riv a d o en 8

n u m e ro :

*

de

d a to

<

//

fin

de m a i n

Valor inicial del numero: 8 El numero después de modificarlo: 7 Figura 22.1

D em o stració n d e l o p erad o r const_cast. (P a rte 2 d e 2 .)

L a s lin c a s 9 a 16 d e f in e n la c l a s e PruebaConstCast, q u e c o n tie n e tr e s f u n c io n e s m ie m b r o y la v a ria b le p r ívate lla m a d a numero. D o s d e la s f u n c io n e s m ie m b ro se d e c la ra n const. L a fu n c ió n e s t a b l e c e r N u m e r o e s ta b le c e el v a lo r d e numero. L a f u n c ió n o b t e n e r N u m e r o d e v u e lv e e l v a lo r d e numero. L a f u n c ió n m ie m b r o const lla m a d a imp r i m í r N u m e r o m o d ific a e l v a lo r d e numero e n la lín e a 30. E n e s ta f u n c ió n m ie m b ro const, e l tip o d e d a to s d e l a p u n ta d o r this e s const P r u e baConstCast * . L a in s tru c c ió n a n te r io r d e s c a rta lo c o n s ta n te d e l a p u n ta d o r this m e d ia n te e l o p e ra d o r const_cast. E l tip o d e l a p u n ta d o r this p a r a e l r e s to d e e s ta in s tru c c ió n e s a h o r a P r u e b a C onstCast * . E s to p e r m ite q u e n u m e r o s e m o d ifiq u e . E l o p e r a d o r const_cast n o p u e d e u tiliz a rs e d ir e c ta m e n te p a r a d e s c a r ta r lo c o n s ta n te d e u n a v a r ia b le tip o const.

22.3 El operador r e i n t e r p r e t _ c a s t C + + c u e n ta c o n e l o p e r a d o r relnterpret_caat p a r a

conversiones no estándar ( p o r

e je m p lo ,

c o n v e r tir d e u n tip o d e a p u n ta d o r a o tro tip o d e a p u n t a d o r d is tin to , e tc é te r a ) . E l o p e r a d o r re Ínter-


1186

Otros tomas

Capítulo 22

p r e t _ c a s t n o p u e d e u tiliz a rs e e n c o n v e r s io n e s e s tá n d a r (e s d e c ir, d o u b l e a i n t , e tc é te ra ). L a f ig u r a 2 2 .2 d e m u e s tr a e l u s o d e l o p e r a d o r r e i n t e r p r e t _ c a a t . E l p r o g ra m a d e c la r a u n e n t e r o y un a p u n ta d o r. E l a p u n ta d o r p t r s e in ic ia liz a c o n la d ir e c c ió n d e x . L a lín e a 14 u tiliz a e l o p e r a d o r r e i n t e r p r e t _ c a s t p a r a c o n v e r tir p t r (d e tip o i n t * ) a

c h a r * . L a d ir e c c ió n d e v u e lta e s d e s re fe re n c ia d a .

Tip de prueba y depuración 22.1 Es fácil utilizar rmlntmrprmt_ca»t para llevar a cabo manipulaciones peligrosas que podrían ocasionar graves errores en tiempo de ejecución.

Tip de potabilidad 22.1 El uso de rm±ntmrj>rmt_c*Mt puede ocasioruir que los programas se comporten de manera distin ta en distintas plataformas.

22.4 Espacios d© nombres U n p r o g r a m a in c lu y e m u c h o s id c n tif ic a d o r e s q u e s e d e f in e n c o n d is tin to s a lc a n c e s . E n o c a s io n e s , u n a v a r ia b le d e u n a lc a n c e s e “ s u p e r p o n e ” ( e s d e c ir, c h o c a ) a u n a v a ria b le d e l m is m o n o m b re e n un d is tin to a lc a n c e , c r e a n d o p o te n c ia l m e n te un p ro b le m a . D ic h a s u p e rp o s ic ió n p u e d e o c u r r ir e n m u c h o s n iv e le s . L a s u p e rp o s ic ió n d e id c n tif ic a d o r e s o c u r r e f r e c u e n te m e n te e n b ib lio te c a s d e te rc e r o s q u e u tiliz a n lo s m is m o s n o m b re s p a r a lo s id c n tif ic a d o r e s g lo b a le s ( c o m o la s f u n c io n e s ). C u a n d o e s to o c u r r e , p o r lo c o m ú n s e g e n e r a n e r r o r e s d e c o m p ila c ió n .

Buena práctica de programación 22.1 Evite comenzar los identificadores con el carácter de guión bajo, que puede ocasionar errores con el enlazador.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

// Fig. 22.2 i fig22_02.cpp // Demostración del operador reinterpret_cast. finelude using stdsscout; using std::endl; int main() ( int x - 120; int *ptr - &x;

12

13 14 15 16 17 18

// usar reinterpret_cast para convertir de int * a char # cout << *reinterpret_caet< char * >( ptr ) << endl; retura 0; }

// fin de main

Figura 22.2

Demostración del operador r e i n t e r p r e t _ c a s t .


Capitulo 22

Otros temas

E l e s tá n d a r d e C + + in te n ta r e s o lv e r e s te p r o b le m a c o n l o s e s p a c io s d e n o m b r e (o

1187

ñam eapa -

cm). C a d a n a m e s p a c e d e f in e u n a lc a n c e e n e l q u e s e c o lo c a n lo s id c n tif ic a d o r c s y la s v a ria b le s . P a ra u til iz a r u n miembro d e l n a m e s p a c e . d e b e c a lif ic a r s e e l n o m b r e d e l m ie m b r o c o n e l n o m b r e d el n a m e s p a c e y e l o p e r a d o r b in a rio d e r e s o lu c ió n d e á m b ito ( i i ), c o m o e n : nom bre_espacionombrcs:: miembro d e o tr a m a c ra s in o d e b e u tiliz a rs e u n a in s tru c c ió n u s i n g a n te s d e q u e s e u tilic e e l n o m b r e ; g e n e r a lm e n te la s in s tru c c io n e s u s i n g s e c o lo c a n a l in ic io d e l a r c h iv o e n e l q u e s e u tiliz a n lo s m ie m b r o s d el n a m e s p a c e . P o r e je m p lo , la in s tru c c ió n :

u s i n g n a m e s p a c e nombre_espacionombres;

nombre_esm ie m b r o e l nom

a l in ic io d e u n a r c h iv o d e c ó d ig o fu e n te e s p e c ific a q u e lo s m ie m b r o s d e l n a m e s p a c e

pacionombres p u e d e n bre_espacionombres y

u tiliz a rs e e n e l a r c h iv o s in te n e r q u e a n te p o n e r a c a d a e l o p e r a d o r d e r e s o lu c ió n d e á m b ito ( : s ).

Tip de prueba y depuración 22.2 Se debe anteponer a un miembro el nombre de su n a m e s p a c e y el operador de resolución de ámbito (x t ) si existe la posibilidad de un conflicto de alcances. N o s e g a r a n tiz a q u e to d o s lo s e s p a c io s d e n o m b r e s s e a n ú n ic o s. D o s d is trib u id o re s in d e p e n d ie n te s p o d ría n u til iz a r s in q u e r e r e l m is m o n a m e s p a c e . L a f ig u ra 2 2 .3 d e m u e s tra e l u so d e lo s e s p a c io s d e n o m b re s .

1 2 3 4 5

// Fig. 22.3: £ig22_03.cpp // D e m o s t r a c i ó n d e l o s e s p a c i o s d e n o m b r e s . iinclude using namespace std;

// usar namespace std

6

7

int enterol = 98;

// variable global

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17

// crear namespace Ejemplo namespace Ejemplo { // declarar dos constantes y una variable const double PI - 3.14159; const double E - 2.71828; int enterol - 8; void imprimirValoresO;

// prototipo

18

19 20

// namespace anidado namespace Interno {

21 22

//

23

enum Anios { FISCAL1 - 1990, FISCAL2, FISCAL3 >;

d e fin ir

e n u m e ra c ió n

24 25 26 27

} }

// fin de Interno

// fin de Ejemplo

Figura 22.3

Demostración del uso d e los espacios d e nombres. (Parte 1 d e 2.)


1188

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Otros tomas

// croar ñameopaca sin nombra ñamaapaca { double doubleEnSinNombre - 88.22; }

// declarar variable

// fin da namespace sin nombra

int main() (

// mostrar al valor da doubleEnSinNombre dal namespace sin nombra cout << "doubleEnSinNombre ■ " << doubleEnSinNombre; // mostrar variable global cout << "\n(global) ontarol - * << ontarol; // mostrar valoras dal namespace Ejemplo cout << "\nPI ■ " << Ejemplo:sPI << "\nE ■ « Ejemplo::E << "\nenterol - " << Ejemplo::entero1 << "\nPISCAL3 ■ " << Ejemplo::Interno::FISCAL3 << endl;

46

47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

Capítulo 22

Ejemplo::imprimirValores();

"

// invocar función imprimirValores

re tura 0; )

// fin de main

// mostrar valores constantes y variables void Ejemplo::imprimirValores() (

cout << << << << << )

"\nEn imprimirValores:\nenterol ■ * enterol << "\nPI - " << PI << "\nE - * E << "\ndoubleEnSinNombre - * << doubleEnSinNombre "\n(global) enterol - " « rsenterol "\nFISCAL3 - " « Interao::FISCAL3 << endl;

// fin de imprimirValores

doubleEnSinNombre - 88.22 (global) enterol - 98 PI - 3.14159 E - 2.71828 enterol ■ 8 FISCAL3 - 1992 En imprimirValores: enterol - 8 PI - 3.14159 E - 2.71828 doubleEnSinNombre - 88.22 (global) enterol - 98 FISCAL3 - 1992 Figura 22.3

Demostración del uso d e los espacios d e nombres. (Parte 2 de 2.)


Capitulo 22

Otros temas

1189

namespace etd. El con ten ido d el se d efine co m o parte d el namespace std. [Nota: Im m a

La línea 5 inform a al com pilador que se va a utilizar el archivo d e encabezado

yo ría de los program adores de C++ consideran que e s una m ala práctica e l escribir una instruc ción u s i n g com o la de la línea 5, ya q u e se incluye todo e l contenido d el n a m e s p a c e .] La instrucción u s i n g n a m e s p a c e esp ecifica que los m iem bros de un namespace van a utilizarse frecuentem ente en un programa. Esto perm ite al programador tener a cceso a todos lo s m iem bros d el namespace y escribir instrucciones m ás co n cisa s com o:

cout << "doublel -

"

<< doublel;

en v ez d e

std::cout << "doublel -

"

«

doublel;

Sin la línea 5. todas las instrucciones cout y endl d e la figura 2 2 .3 tendrían que calificarse con std: : . La instrucción using namespace puede utilizarse co n espacios de nom bres predefinidos (por ejem p lo, std) o con esp a cio s de nom bres d efin id os por el programador. Las líneas 10 a 27 utilizan la palabra cla v e namespace para definir el namespace Ejem plo. El cuerpo de un namespace está delim itado por llaves ( { } ). A diferencia del cuerpo d e las cla ses, el cuerpo d e los esp a c io s d e nom bres n o termina en punto y com a. L os m iem bros de Ejem plo son d o s constantes (PI y E), un int (enterol). una función ( imprimírValores) y un n a m e s p a c e anidado ( Inner). O bserve q u e el m iem bro enterol tien e el m ism o nom bre q u e la variable global enterol (lín ea 7). L as variables que tienen el m ism o nom bre deben tener distintos alcances; d e no ser a sí se producirían errores sintácticos. Un namespace puede contener co n s tantes, datos, cla ses, esp a cio s d e nom bres anidados, fun cion es, etcétera. l-a s d efin icio n es de lo s esp a c io s de nom bres deben ocupar el alcance global o anidarse dentro d e otros esp a cio s de nombres. Las lín eas 3 0 a 3 3 crean un namespace sin nom bre que contiene el m iem bro doubleEnSinNombre. L o s m iem bros de un namespace sin nom bre ocupan el namespace global, se puede tener a cceso a e llo s directam ente y no tienen que calificarse co n un nom bre de namespace. Las variables globales tam bién form an parte del namespace global y son a ccesib les en todos lo s alcan ces que siguen después de la declaración en e l archivo.

Observación de ingeniería de software 22.1 Cada unidad de compilación separada tiene su propio namespace sin nombre único. Es decir, el namespace sin nombre reemplaza al especificador de enlazado atatic. La línea 38 m uestra el valor d e

doubleEnSinNombre. E ste m iem bro puede utilizarse direc

tam ente co m o parte d el namespace sin nombre. La línea 41 m uestra e l valor d e la variable global enterol. Las líneas 4 4 a 47 muestran los valores de PI, E, enterol y FISCAL3. É stos son m iem bros d e Ej emplo y, por lo tanto, se califican co n Ejemplo : *. El m iem bro enterol debe calificarse d eb id o a que hay una variable glob al co n el m ism o nombre. D e no ser así se mostrará el valor de la variable global. FISCAL3 es m iem bro d el namespace Interno anidado y s e ca lifi ca con Ejemplo::Interno: :.

imprimirValores es m iem bro de Ejemplo y puede tener a cceso a otros m iem bros del m ism o namespace directamente, sin necesidad d e utilizar un calificador de namespace. La instrucción cout en las lín eas 5 8 a 62 m uestra a enterol. PI. E. doubleEnSinNombre. la variable global enterol y FISCAL3. O bserve que PI y E no se califican con Ejemplo, dou bleEnSinNombre sigu e estando accesib le, la versión global d e enterol ha sid o calificada con el operador unario de resolución de ám bito (*:) y FISCAL3 ha sid o calificad o con Interno::. Cuando se tiene a cceso a lo s m iem bros d e un namespace anidado, ésto s deben calificarse con el La función


1190

Otros tomas

nom bre del

Capítulo 22

namespace (a m en os q u e el m iem bro se esté utilizando dentro del namespaca ani

dado). La palabra reservada using tam bién puede utilizarse para permitir e l a cceso a un m iem bro individual d e un namespaca. Por ejem p lo, la línea:

uaing E jampiot:PZ; perm ite q u e s e u tilice Pl sin tener q u e calificarlo co n su namespaca. E sto se hace por lo general cu an do só lo se u tiliza un m iem bro del namespace. Pueden utilizarse alias para los esp a cio s de nom bres. Por ejem p lo, la instrucción:

namespaca CMMCP4E - CMasMasComoProqramar4E; crea el alias

CMMCP4B para CmasMasComoProgramar4Z.

Error común de programación 22.1 Colocar suiln en un nammmpAcm es un error de sintaxis. Observación de ingeniería de software 22.2 Idealmente, en programas extensos cada entidad debe declararse en una clase, función, bloque o na-

maapaca. Esto ayuda a clarificar la función de cada entidad.

22.5 Palabras reservadas de los operadores E l estándar de C + + cuenta con p a la b ra s re s e ñ a d a s de operadores (figura 2 2 .4 ) q u e pueden utilizar s e en lugar de varios operadores de C ++. Estas palabras reservadas pueden ser útiles cuando se usan teclad os q u e no soportan ciertos caracteres c o m o I , &. A. | , etcétera.

Operador

Palabra reservada del operador

Descripción

Palabras reseñadas de operadores lógicos

&& II 1

AND lógico

and or

OR lógico

not

NOT lógico

Palabra reservada del operador de desigualdad

1-

not_eq

desigualdad

Palabras reseñadas de los operadores a nivel de bits

&

bit&nd

AND a nivel de bits

| A

bitor xor


-

corapl

complemento a nivel de bits


Palabras reseñadas de tos operadores de asignación a nivel de bits

6H gura 22.4

and_eq

AND de asignación a nivel de bits

Las palabras reservadas d e los operadores c o m o alternativas al uso d e sus símbolos. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

Otros temas

1191

Operador

Relabra reservada del operador

Descripción

1-

o r_ e q

OR inclusivo de asignación a nivel de bits

Am

x o r_ e q

OR exclusivo de asignación a nivel de bits

Figura 22.4

Las palabras reservadas d e los operadores c o m o alternativas al uso d e sus símbolos. (Parte 2 d e 2.)

L a f ig u ra 2 2 .5 d e m u e s tra e l u so d e la s p a la b r a s re s e rv a d a s d e lo s o p e r a d o re s . E s te p r o g ra m a se c o m p iló c o n M ic ro s o ft V isu a l C + + , q u e re q u ie re e l a rc h iv o d e e n c a b e z a d o p a r a u tiliz a r la s p a la b r a s r e s e rv a d a s d e lo s o p e r a d o re s . O tr o s c o m p ila d o r e s p o d ría n d ife rir, p o r lo q u e d e b e c o n s u lta r la d o c u m e n ta c ió n d e s u c o m p ila d o r p a r a d e t e r m in a r q u é a rc h iv o d e e n c a b e z a d o d e b e in c lu ir. ( E s p o s ib le q u e e l c o m p ila d o r n o r e q u ie ra n in g ú n a r c h iv o d e e n c a b e z a d o p a r a u tiliz a r e s ta s p a la b r a s c la v e .) E l p r o g ra m a d e c la r a e ¡ n ic ia liz a d o s e n te r o s , lle v a n a c a b o c o n

a y b, u tiliz a n d o

a

y

b.

L a s o p e r a c io n e s ló g ic a s y a n iv e l d e b its se

la s d iv e rs a s p a la b ra s re s e rv a d a s d e lo s o p e r a d o re s . S e m u e s tr a en

p a n ta lla el r e s u lta d o d e c a d a o p e ra c ió n .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

// Fig. 22.5: fig22_05. cpp // Demostración de las palabras reservadas de los operadores. •inelude using std::cout; using std::endl; using std:tboolalpha; •inelude int main() int a - 2; int b ■ 3; cout << << << << << << << << << << << <<

boolalpha * a and b: *\n a or b: *\n not a : "\na not_eq b: *\na bitand b: *\na bit_or b: *\n a xor b: "\n corapl a: *\na and eq b: *\n a or_eq b: *\na xor eq b:

ti ir ir ir a a m a m m n

« « « « « « « « « « «

( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (

a and b ) a or b ) not a ) a not_eq b ) a bitand b ) a bitor b ) a xor b ) coaapl a ) a and eq b ) a or_eq b ) a xor eq b ) «

endl;

return 0; }

// fin de main

Figura 22.5

Demostración d e las palabras reservadas d e los operadores. (Parte 1 d e 2.)


1192

Otros tomas

a and a or not a not_eq a bitand a bit_or a xor compl a and eq a or_eq a xor_eq

b: b: a: b: b: b: bi a: b: b: b:

Figura 22.5

Capítulo 22

true true falsa falsa 3 3 0 -4 3 3 1

Demostración d e las palabras reservadas de los operadores. (Parte 2 d e 2.)

22.6 Constructores e x p l i c i t E n el c a p ítu lo 8 (S o b r e c a r g a d e o p e r a d o re s : o b je to s d e tip o c a d e n a y d e tip o a r r e g lo ) , m e n c io n a m o s q u e c u a lq u ie r c o n s tru c to r q u e s e lla m a c o n u n a r g u m e n to p u e d e s e r u tiliz a d o p o r e l c o m p ila d o r p a ra lle v a r a c a b o u n a

conversión implícita, e n

la q u e e l tip o r e c ib id o p o r e l c o n s tr u c to r se c o n v ie r te e n

u n o b je to d e la c la s e e n la q u e s e d e fin e e l m is m o . L a c o n v e rs ió n e s a u to m á tic a y e l p r o g ra m a d o r n o n e c e s ita u tiliz a r u n o p e r a d o r d e c o n v e rs ió n . E n a lg u n a s s itu a c io n e s , la s c o n v e r s io n e s im p líc ita s n o s o n c o n v e n ie n te s o e s tá n p r o p e n s a s a e rro re s. P o r e je m p lo , n u e s tra c la s e Arreglo en la f ig u ra 2 2 .6 d e f in e a u n c o n s tr u c to r q u e to m a u n s o lo a r g u m e n to int. E s te c o n s tr u c to r in te n ta c r e a r u n o b je t o Arreglo q u e c o n te n g a e l n ú m e r o d e e le m e n to s e s p e c if ic a d o s p o r e l a r g u m e n to int. S in e m b a r g o , e l c o m p ila d o r p u e d e h a c e r u n m a l u so d e e s te c o n s tr u c to r p a r a lle v a r a c a b o u n a c o n v e rs ió n im p líc ita . E l p r o g r a m a ( fig u ra s 2 2 .6 , 2 2 .7 y 2 2 .8 ) u tiliz a u n a c l a s e s im ila r a la d e l a c la s e Arreglo u tiliz a d a e n el c a p ítu lo 8 p a r a d e m o s tr a r u n a c o n v e rs ió n im p líc ita in c o rre c ta .

1 2 3 4

// Fig 22.6: arreglo.h // Clase Arreglo simple(para enteros). tifndef ARREOLO H «define ARREOLO B

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

finelude using std::ostream; // definición de la clase Arreglo class Arreglo { friend ostream 6operator<<( ostream k , const Arreglo k ); public: Arreglo( int - 10 )/ // constructor predeterminado/da conversión -ArregloO; // destructor private: int tamanio; // tamaño del arreglo int Aptr; // apuntador al primer elemento del arreglo };

// fin de la clase Arreglo

21

22

ffendif

Rgura 22.6

// ARREGLO H Constructores con un solo argum ento y conversiones implícitas: a r r e g l o . h.


Capitulo 22

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Otros temas

1193

// Fig 22.7: arreglo.cpp // Definiciones de funciones miembro para la clase Arreglo. tinclude using std::cout; using std::ostream; tinclude tinclude "arreglo.h"

11

12 13 14 15 16 17 18 19 20

// constructor predeterminado para la clase Arreglo (tamaño predeterminado de 10) Arreglo::Arreglo( int tamanioArreglo ) { tamanio - ( tamanioArreglo < 0 7 10 : tamanioArreglo ); cout << "Se llamo al constructor de Arreglo para " << tamanio << " elementosVn"; // crear espacio para el arreglo ptr ■ new int [ tamanio 1;

21

22 23 24 25 26 27 28 29

// inicializar elementos del arreglo en ceros for ( int i - 0; i < tamanio; i++ ) ptr[ i 1 ■ 0; )

/ / f i n del constructor

// destructor para la clase Arreglo Arreglo::~Arreglo() { delete [] ptr; )

30

31 32 33 34 35 36 37 38 39

// operador de inserción de flujo sobrecargado para la clase Arreglo ostream &operator<<( ostream fcsalida, const Arreglo fcarregloRef ) { for ( int i - 0 ; i < arregloRef. tamanio; i++ ) salida << arregloRef .ptr [ i ] << ' ' ; return salida; )

// fin de operator<<

Figura 22.7

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// permite cout << x << y;

Constructores con un solo argum ento y conversiones Implícitas: arreglo.cpp.

// Fig 22.8: fig22_08.cpp // Controlador para la clase Arreglo simple. •inelude using std::cout; •inelude "arreglo.h " void mostrarArreglo( const Arreglo & );

Figura 22.8

Constructores con un solo argum ento y conversiones Implícitas: f ig22_08 .cpp (Parte 1 d e 2.)


1194

Otros tomas

Capítulo 22

10

11

int main()

12

{

13 14 15 16 17

Arreglo entaroal( 7 ); mostrarArreglo( onterosl ); moetrarArreglo( 15 );

// mostrar Arreglo enteroel

// convertir 15 en un Arreglo y mostrarlo

18

19

return 0/

20

21

}

// fin de main

22

23 24

// imprimir el contenido del arreglo void mostrarArreglo( const Arreglo &arregloAMostrar )

25

{

26 27

cout << "El arreglo recibido contienes\n" << arregloAMostrar << *\n\n"/

28

29

}

// fin de mostrarArreglo

Se llamo al constructor de Arreglo para 7 elementos El arreglo recibido contiene: 0 0 0 0 0 0 0

Se llamo al constructor de Arreglo para 15 elementos El arreglo recibido contiene: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Figura 22.8

Constructores con un solo argum ento y conversiones implícitas: f i g 2 2 _ 0 8 . c p p . ( P a r t e 2 d e 2 .)

1.a lín e a 13 e n main c r e a u n a in s ta n c ia d el o b je to enteroel d e la c l a s e Arreglo y lla m a al c o n s tr u c to r q u e u s a u n s o lo a r g u m e n to c o n e l v a lo r int 7 p a ra e s p e c if ic a r e l n ú m e ro d e e le m e n to s e n e l Arreglo. E l c o n s tr u c to r d e Arreglo m u e s tr a u n a lín e a d e te x to q u e in d ic a q u e s e lla m ó al c o n s tr u c to r d e Arreglo y e l n ú m e ro d e e le m e n to s q u e s e a s ig n a r o n e n e l m is m o . L a lín e a 15 lla m a a la f u n c ió n mostrarArreglo ( d e f in id a e n la s lín e a s 2 4 - 2 9 ) p a r a m o s tr a r e l c o n te n id o del Arreglo. L a fu n c ió n mostrarArreglo re c ib e c o m o su a r g u m e n to u n a re fe re n c ia const Arre glo & a l Arreglo y d e s p u é s lo m u e s tr a u tiliz a n d o e l o p e r a d o r < < d e in s e rc ió n d e f lu jo s o b r e c a r g a d o . L a lín e a 17 lla m a a la fu n c ió n mostrarArreglo c o n e l v a lo r int 15 c o m o a r g u m e n to . N o h a y u n a fu n c ió n mostrarArreglo q u e r e c ib a u n a r g u m e n to int. p o r lo q u e e l c o m p ila d o r c o m p r u e b a la c la s e Arreglo p a r a d e te r m in a r si h a y u n c o n s tru c to r d e c o n v e r s ió n q u e p u e d a c o n v e r tir u n int e n u n Arreglo. C o m o la c la s e Arreglo c u e n ta c o n u n c o n s tr u c to r d e c o n v e r s ió n , e l c o m p ila d o r lo u tiliz a p a r a c r e a r u n o b je to Arreglo te m p o ra l q u e c o n tie n e 1 5 e le m e n to s y p a s a e s te o b j e t o a la f u n c ió n mostrarArreglo p a ra m o s tra r e l Arreglo e n p a n ta lla . L a s a lid a m u e s tra q u e s e lla m ó a l c o n s tr u c to r d e c o n v e rs ió n d e Arreglo c o n un Arreglo d e 15 e l e m e n to s y q u e s e m o s tr ó el c o n te n id o d e l m is m o . C + + c u e n ta c o n la p a la b ra re s e rv a d a

e s c p llc lt

p a ra s u p r im ir la s c o n v e r s io n e s im p líc ita s m e

d ia n te lo s c o n s tr u c to r e s d e c o n v e rs ió n . U n c o n s tru c to r q u e s e d e c la ra c o m o explicit n o p u e d e u tiliz a rs e e n u n a c o n v e rs ió n im p líc ita . E l s ig u ie n te p r o g ra m a ( f ig u r a s 2 2 .9 , 2 2 .1 0 y 2 2 .1 1 ) d e m u e s tr a el u s o d e u n c o n s tr u c to r explicit.


Capitulo 22

Otros temas

1195

1 // Fig. 22.9: arreglo.h 2 // Clase Arreglo simple (para enteros). 3 #ifndef ARREGLO H 4 idefine ARREGLOH 5 6 iinclude 7 8 using std:¡ostream; 9 10 // definición de la clase Arreglo 11 class Arreglo { 12 friend ostream &operator<<( ostream fc, const Arreglo & ); 13 public: 14 explicit Arreglo( int - 10 ); // constructor predeterminado 15 -ArregloO; // destructor 16 private: 17 int tamanio; // tamaño del arreglo 18 int *ptr; // apuntador al primer elemento del arreglo 19 20 ); // fin de la clase Arreglo 21 22 iendif // ARREGLO H Figura 22.9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Demostración d e un constructor explicit: arreglo.h

// Fig. 22.10: arreglo.cpp // Definiciones de funciones miembro para la clase Arreglo. iinclude using std::cout; using std::ostream; iinclude iinclude "arreglo.h"

11

12 13 14 15 16 17

// constructor predeterminado para la clase Arreglo (tamaño predeterminado de 10) Arreglo::Arreglo( int tamanioArreglo ) { tamanio - ( tamanioArreglo < 0 ? 10 : tamanioArreglo ); cout << "Se llamo al constructor de Arreglo para " << tamanio << " elementosNn*;

18

19 20

// crear espacio para el arreglo ptr ■ new int [ tamanio ] ;

21

22 23 24 25 26 27

// inicializar elementos del arreglo en ceros for ( int i - 0; i < tamanio; i + + ) ptr( i ] ■ 0; )

// fin del constructor

Figura 22.10

Demostración de un constructor e x p l i c i t : a r r e g l o . c p p . (Parte 1 de 2.)


1196

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Otros tomas

Capítulo 22

// destructor pera la clase Arreglo Arreglo:*-Arreglo() { delete [] ptr; } // operación de inserción sobrecargado para ostream &operator<<( ostream &salida, const { for ( int i - 0; i < arregloRef.tamanio; salida << arregloRef.ptr[ i 1 « ' ' // permite cout << x «

return salida; )

la clase Arreglo Arreglo ¿arregloRef ) i++ ) j y;


Figura 22.10

Demostración d e un constructor

explicit: arreglo .cpp. (Parte 2 de 2.)

L a ú n ic a m o d if ic a c ió n a l p r o g ra m a c o m p u e s t o d e la s fig u ra s 2 2 .6 , 2 2 .7 y 2 2 .8 f u e e l a g r e g a r la p a la b r a re s e rv a d a

explicit a

la d e c la ra c ió n d e l c o n s tr u c to r c o n u n s o lo a r g u m e n to e n la lín e a 14.

A l c o m p ila r el p r o g ra m a , e l c o m p ila d o r p r o d u c ir á u n m e n s a je d e e r r o r in d ic a n d o q u e e l v a lo r e n t e ro q u e se p asa a

mostrarArreglo e n

const Arreglo &. Arreglo d e explicit.

l a lín e a 18 n o p u e d e c o n v e r tir s e e n

E s te m e n s a je s e m u e s tr a e n la v e n ta n a d e s a lid a . L a lín e a 2 0 m u e s tr a c ó m o c r e a r un

15

e le m e n to s y p a s a r lo a

1 2 3 4 5

mostrarArreglo u tiliz a n d o

e l c o n s tr u c to r

// Pig. 22.11: fig22_ll.cpp // Controlador para la clase Arreglo simple. •inelude using std::cout;

6

7

finelude "arreglo.h"

8

9

void mostrarArreglo( const Arreglo ¿ );

10

11

int main()

12

{

13 14 15 16 17 18 19

Arreglo enterosl( 7 ); mostrarArreglo( enterosl );

// ERROR: no sepermite la construcción mostrarArreglo( 15 ); // convertir 15 en un Arreglo y mostrarlo mostrarArreglo( Arreglo ( 15 ) ); // se debe utilizar el constructor

20

21 22 23 24 25

// mostrar Arreglo enterosl

return 0; )

// fin de main

Rgura 22.11

Demostración d e un constructor e x p l i c i t : £ i g 2 2 _ l l . c p p . (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

26 27 28 29 30 31 32

Otros temas

1197

// mostrar el contenido del arreglo void moatrarArreglo( const Arreglo fcarregloAMostrar ) { cout << "El arreglo recibido contiene:\n" << arregloAMostrar << '•\n\n'r; ) // fin de moatrarArreglo

c:\deitel\cpcmm\ejemplos\cap22\fig22_09_10_ll\fig22_ll.cpp(18) x error C2664: 'moatrarArreglo' : cannot convert parameter 1 from 'const int' to 'const claas Arreglo &' Reason: cannot convert from 'const int' to 'const elasa Arreglo' No constructor could talca the aource type, or constructor overload rasolution vas ambiguous Error executing cl.exe. Pig22_ll.obj - 1 error(a), 0 warning(a)

Hgura 22.11

Demostración de un constructor

explicit: fig22_ll.cpp. (Parte 2 d e 2.)

Error común de programación 22.2 Tratar de ¡macar un constructor explicit para una conversión implícita es un error de sintaxis.

Error común de programación 22.3 Utilizar la palabra reservada explicit en miembros de datos o funciones miembro que no sean constructores con un solo argumento es un error de sintaxis.

Observación de ingeniería de software 22.3 Utilice la palabra reservada explicit en constructores de un solo argumento que el compilador no utilice para realizar conversiones implícitas.

22.7 Miembros de clases mutable const_cast. q u e d e s c a r ta lo c o n s ta n te d e u n o b je to . mutable c o m o u n a a lte r n a tiv a p a ra const_cast. U n m ie m b r o d e d a to s mutable s ie m p r e p u e d e m o d if ic a r s e , in c lu s o si e s u n a f u n c ió n m ie m b r o const o u n o b je to const. E s to r e d u c e l a n e c e s id a d d e d e s c a r ta r l o c o n s ta n te . E n la s e c c ió n 2 2 .2 p r e s e n ta m o s e l o p e r a d o r

C + + c u e n ta c o n e l e s p c c ific a d o r d e c la s e d e a lm a c e n a m ie n to

Tip de potabilidad 22.2 F.I efecto producido al tratar de modificar un objeto que fu e definido como constante, sin importar el que esa modificación se haya hecho posible debido al uso de conmt_camt o de una conversión estilo C, varía entre compiladores. T a n to

mutable

u tiliz a n e n d is tin to s

const_cast

const_cast p e rm ite n q u e u n m ie m b ro d e d a to s p u e d a m o d ific a rs e ; se c o n te x to s . P a ra u n o b je to const sin m ie m b r o s d e d a to s mutable, e l o p e r a d o r com o

d e b e u tiliz a rs e c a d a v e z q u e s e v a y a a m o d ific a r u n m ie m b ro . E s to r e d u c e e n o r m e

m e n te la p r o b a b ilid a d d e q u e u n m ie m b r o s e m o d ifiq u e p o r a c c id e n te , y a q u e é s te n o s ie m p r e p u e d e m o d ific a rs e . L a s o p e r a c io n e s q u e im p lic a n e l u s o d e

const_cast

p o r lo g e n e r a l s e o c u lta n e n

la im p le m e n ta c ió n d e u n a f u n c ió n m ie m b ro . E l u s u a rio d e u n a c la s e p o d r ía n o e s ta r c o n s c ie n te d e q u e s e e s tá m o d if ic a n d o u n m ie m b ro .


1198

Otros tomas

Capítulo 22

Observación de ingeniería de software 22.4 Los miembros m u t a b l e son útiles en clases que tienen detalles de implementación "secretos " que no contribuyen al m lor lógico de un objeto. L a f ig u ra 2 2 .1 2 d e m u e s tra e l u s o d e u n m ie m b r o mutable. E l p r o g r a m a d e f in e la c la s e PruebaMutable ( lín e a s 9 - 1 7 ) , la c u a l c o n tie n e u n c o n s tru c to r , d o s f u n c io n e s y e l m ie m b ro d e d a to s prívate mutable lla m a d o valor. 1.a lín e a 12 d e f in e a la f u n c ió n modif icarValor c o m o u n a f u n c ió n m ie m b r o const q u e in c re m e n ta a l m ie m b r o d e d a to s mutable lla m a d o valor. P o r lo g e n e r a l, u n a f u n c ió n m ie m b r o const n o p u e d e m o d if ic a r m ie m b r o s d e d a to s , a m e n o s q u e el o b je to s o b r e e l q u e o p e r a la f u n c ió n (e s d e c ir , a l q u e a p u n ta this) s e c o n v ie r ta ( m e d ia n te const_cast) a u n tip o n o const. C o m o valor e s mutable, e s ta fu n c ió n const p u e d e m o d if ic a r lo s d a to s. L a fu n c ió n m ie m b ro obtenerValor (lín e a 13) e s u n a fu n c ió n const q u e d e v u e lv e a valor. O b s e r v e q u e obtenerValor p u e d e m o d if ic a r a valor, y a q u e é s te e s mutable. L a lín e a 21 d e c la ra e l o b je to const PruebaMutable lla m a d o prueba y lo in ic ia liz a c o n 99. L a lín e a 2 3 m u e s tra e l c o n te n id o d e valor. L a lín e a 2 5 lla m a a l a fu n c ió n m ie m b r o const mo dif IcarValor p a ra s u m a r u n o a valor. O b s e r v e q u e ta n to prueba c o m o modif icarValor s o n const. 1.a lín e a 2 6 m u e s tr a el c o n te n id o d e valor (100) p a r a d e m o s tr a r q u e e s te m ie m b r o d e d a to s mutable s í s e m o d ific ó .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

// Fig. 21.12: fig21_12.cpp // Demostración del especifleedor de clase de almacenamiento mutable. finelude

20

{

using std::cout; using std::endl; // definición de la clase PruebaMutable cíass PruebaMutable { public: PruebaMutable ( int v - 0 ) { valor - v; } void modificarValor() const ( valor++; ) int obtenerValor() const { return valor; } prívate: mutable int valor; // miembro mutable };

// fin de la clase PruebaMutable

int main()

21

const PruebaMutable prueba ( 99 );

22

23 24 25 26 27 28 29 30

cout << "Valor inicial: " «

prueba.obtenerValor();

prueba.modificarValorf); // modifica el miembro mutable cout << "\nValor modificado: " « prueba.obtenerValor() << endl; return 0; }

// fin de main

Rgura 22.12

Demostración d e un miembro d e datos m u t a b le . (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

Otros temas

1199

Valor inicial: 99 Valor modificado: 100 Figura 22.12

Demostración de un miembro d e datos mutable. (Parte 2 d e 2.)

22.8 Apuntadores a miembros de clases ( . * y -> * ) C + + c u e n ta c o n lo s o p e r a d o re s . * y - > * p a ra te n e r a c c e s o a lo s m ie m b r o s d e la s c la s e s . L o s a p u n ta d o re s a m ie m b r o s d e c la s e s n o s o n e l m is m o tip o d e a p u n ta d o r e s q u e h e m o s v isto a n te r io r m e n te . Si s e tr a ta d e u tiliz a r e l o p e r a d o r - > o * c o n u n a p u n ta d o r a l m ie m b r o d e u n a c la s e s e g e n e r a n e r r o re s d e s in ta x is . L a fig u ra 2 2 .1 3 d e m u e s tra e l u s o d e lo s o p e r a d o re s d e a p u n ta d o r e s a m ie m b r o s d e u n a c la s e .

Error común de programación 22.4 Tratar de utilizar el operador - > o * con un apuntador al miembro de una clase es un error de sintaxis.

1 2

3 4 5 6

// Fig. 22.13 : fig22_13.cpp // Demostración de los operadores .* y ->*. •inelude using std::cout; using std::endl;

7 8

9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19

// definición de la clase Prueba class Prueba { publict void funciono { cout << "funcion\n"; } int valor; // miembro de datos public }; // fin de la clase Prueba void flechaAstarisco( Prueba * ); void puntoXsterisco( Prueba * ); int main() (

Prueba prueba;

20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

prueba.valor « 8 ; flechaAsterisco( «prueba ); puntoAsterisco( «prueba );

// asignar 8 a valor // pasar dirección a flechaAstarisco // pasar dirección a puntoAstarisco

return 0; )

// fin de main

// acceso a la función miembro del objeto Prueba utilizando ->* void flechaAsteriseo( Prueba *pruebaPtr ) {

// declarar apuntador a función void ( Prueba::*memPtr )() - «Prueba::función;

Rgura 22.13

Demostración de los operadores . * y - > * . (Parte 1 d e 2.)


1200

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Otros tomas

Capítulo 22

// invocar función indirectamente ( pruebaPtr->‘memPtr )(); )

// fin de flechaAsterisco

// acceso al miembro de datos del objeto Prueba utilizando .* void puntoAsterisco( Prueba *pruebaPtr2 ) { int Prueba::*vPtr - &Prueba::valor; // declarar apuntador cout << ( *pruebaPtr2 ).*vPtr << endl; )

// acceso a valor

// fin de puntoAsterisco

función 8 Figura 22.13

Demostración d e los operadores . * y - >*. (Parte 2 d e 2.)

Error común do programación 22.5 Declarar un apuntador a una función miembro sin encerrar el nombre del apuntador entre paréntesis es un error de sintaxis.

Error común de programación 22.6 Declarar un apuntador a una función miembro sin anteponer al nombre del apuntador el nombre de una clase seguido por el operador de resolución de ámbito ( t t ) es un error de sintaxis. E l p r o g ra m a d e c la ra la c la s e Prueba q u e c o n tie n e la fu n c ió n m ie m b r o public lla m a d a fun

ción y e l m ie m b r o d e d a to s public lla m a d o valor. L a f u n c ió n función m u e s tr a e l m e n s a je «función". L a s lín e a s 15 y 16 c o n tie n e n lo s p r o to tip o s d e la s f u n c io n e s f lechaAsterisco y puntoAst erisco. E n la s lín e a s 2 0 y 2 2 s e c r e a u n a in s ta n c ia d e l o b je to prueba y a l m ie m b r o valor d e prueba s e le a s ig n a u n 8. L a s lín e a s 2 3 y 2 4 lla m a n a la s f u n c io n e s f lechaAste risco y puntoAsterisco; e n c a d a lla m a d a s e p a s a la d ir e c c ió n d e prueba. L a lín e a 3 4 e n la f u n c ió n f lechaAsterisco d e c la r a c in ic ia liz a a memPtr c o m o u n a p u n ta d o r a u n m ie m b r o d e la c l a s e Prueba, q u e e s u n a f u n c ió n c o n tip o d e v a lo r d e r e to m o void y s in p a rá m e tro s . E m p e z a r e m o s p o r e x a m in a r e l la d o iz q u ie r d o d e la a s ig n a c ió n . P rim e ro , void e s el tip o d e v a lo r d e r e to m o d e la fu n c ió n m ie m b ro . L o s p a ré n te s is v a c ío s in d ic a n q u e e s ta fu n c ió n m ie m b ro n o lle v a a rg u m e n to s . E l o tro c o n ju n to d e p a r é n te s is e s p e c ific a u n a p u n ta d o r m em Ptr, q u e a p u n ta a u n m ie m b r o d e la c l a s e Prueba. L o s p a r é n te s is a lr e d e d o r d e Prueba::‘memPtr s o n o b lig a to rio s .

[Ñola: memPtr

e s u n a p u n ta d o r d e f u n c ió n e s tá n d a r si n o s e e s p e c ific a Prue b a : x.]A c o n ti

n u a c ió n e x a m in a r e m o s e l la d o d e la a s ig n a c ió n q u e c o n t ie n e e l v alo r. E l la d o d e r e c h o d e la a s ig n a c ió n u tiliz a e l o p e r a d o r d e d ir e c c ió n (& ) p a r a o b te n e r la d ir e c c ió n d e la f u n c ió n m ie m b r o lla m a d a función ( q u e d e b e r e g r e s a r void y n o lle v a r a r g u m e n to s ) . E l a p u n ta d o r memPtr se in ic ia liz a c o n e s te d e s p la z a m ie n to . O b s e r v e q u e ta n to e l la d o iz q u ie r d o c o m o e l la d o d e r e c h o d e l a a s ig n a c ió n e n l a lín e a 3 4 n o h a c e n r e f e r e n c ia a un o b je to e s p e c ífic o . S ó lo se u tiliz a e l n o m b r e d e la c la s e c o n e l o p e r a d o r b in a rio d e r e s o lu c ió n d e á m b ito (::). S in &Prueba::, e l la d o d e r e c h o d e la a s ig n a c ió n e n la lín e a 3 4 e s u n a p u n t a d o r a fu n c ió n . L a lín e a 3 7 in v o c a a la fu n c ió n m ie m b r o a lm a c e n a d a e n memPtr ( e s d e c ir , función) m e d ia n te e l u s o d e l o p e r a d o r - > * . L a lín e a 4 4 d e c la r a e in ic ia liz a a vPtr c o m o u n a p u n ta d o r a u n m ie m b r o d e d a to s int d e la c la s e Prueba. E l la d o d e r e c h o d e la a s ig n a c ió n e s p e c ific a e l n o m b r e d e l m ie m b r o d e d a to s valor. O b s e rv e q u e , s in T e s t : vPtr s e c o n v ie r te e n u n a p u n ta d o r int * a la d ir e c c ió n d e int valor.


Capitulo 22

Otros temas

L a lín e a 4 6 u tiliz a e l o p e r a d o r . * p a ra te n e r a c c e s o al m ie m b r o n o m b r a d o e n

1201

vPtr. O b s e r v e

q u e , e n e l c ó d i g o c lie n te , s ó lo p o d e m o s u tiliz a r o p e r a d o re s d e a p u n ta d o r a m ie m b r o p a r a lo s m ie m b r o s a c c e s ib le s . E n e s te e je m p lo , ta n to

valor c o m o función

so n

public.

Error común de programación 22.7 Colocar uno o varios espacios entre los dos caracteres de . * o ->* es un error de sintaxis.

Error común de programación 22.8 Invertir el orden de los símbolos en . * o ->* es un error de sintaxis.

22.9 Herencia múltiple H a s ta a h o r a h e m o s h a b la d o s o b r e la h e r e n c ia s im p le , e n d o n d e c a d a c l a s e s e d e r iv a s o la m e n te d e u n a c la s e b a s e . U n a c la s e p u e d e d e r iv a rs e d e m á s d e u n a c la s e b a s e ; a d ic h a d e r iv a c ió n s e le c o n o c e c o m o

herencia múltiple.

E s to s ig n ific a q u e u n a c l a s e d e r iv a d a h e r e d a lo s m ie m b r o s d e v a ria s c la s e s b a s e .

E s ta p o d e r o s a c a p a c id a d p e r m ite la r e u tiliz a c ió n d e l s o f tw a r e d e v a ria s f o r m a s in te r e s a n te s , p e ro p u e d e o c a s io n a r u n a v a rie d a d d e p r o b le m a s d e a m b ig ü e d a d .

Buena práctica de programación 22.2 l-a herencia múltiple es una poderosa capacidad, cuando se utiliza apropiadamente. Debe utilizarse cuando existe una relación del tipo “es un" entre un nuevo tipo y dos o más tipos existentes (por ejem plo, el tipo A “es un" tipo B y el tipo A "es un" tipo C). C o n s id e r e e l s ig u ie n te e j e m p lo d e h e r e n c ia m ú ltip le ( fig u r a s 2 2 .1 4 , 2 2 .1 5 , 2 2 .1 6 , 2 2 .1 7 y 2 2 .1 8 ). L a c l a s e

Basel

n e u n c o n s tr u c to r q u e e s ta b le c e a

tos

q u e d e v u e lv e a

protected: int valor. Basel c o n tie f u n c ió n m ie m b r o public lla m a d a obtenerDa-

c o n tie n e u n m ie m b r o d e d a to s

valor y

a la

valor.

L a c la s e Base2 e s s im ila r letra). Base2 ta m b ié n tie n e

a

Basel

protected char obtenerDatos, p e r o e s

( s ó lo q u e tie n e u n m ie m b r o d e d a to s

u n a fu n c ió n m ie m b r o

public

lla m a d a

char letra. Derivada h e r e d a ta n to d e la c la s e Basel c o m o d e Base2 a tr a v é s d e la h e r e n c ia m ú ltip le . Derivada tie n e e l m ie m b r o d e d a to s prívate double real y la f u n c ió n m ie m b r o public obtenerReal q u e le e e l v a lo r d e double real.

ta f u n c ió n d e v u e lv e e l v a lo r d e L a c la se

O b s e r v e q u é ta n s e n c illo e s in d ic a r la h e r e n c ia m ú ltip le , c o l o c a n d o d e s p u é s d e l s ig n o d e d o s

clase Derivada u n a lis ta d e c la s e s b a s e s e p a r a d a p o r c o m a s . O b s e r v e ta m Derivada lla m a e x p líc ita m e n te a lo s c o n s tr u c to r e s d e c a d a u n a d e s u s Basel y Base2, a tr a v é s d e la s in ta x is d e in ic ia liz a c ió n d e lo s m ie m b r o s . D e n u e v o ,

p u n to s ( : ) q u e s ig u e a

b ié n q u e e l c o n s tr u c to r d e c la s e s b a s e ,

lo s c o n s tr u c to r e s d e la c la s e b a s e s e lla m a n e n e l o r d e n e n e l q u e s e e s p e c ific a la h e r e n c ia , n o e n e l o r d e n e n e l q u e s e m e n c io n a n s u s c o n s tru c to r e s . Y si lo s c o n s tr u c to r e s d e la c la s e b a s e n o s e lla m a n e x p líc ita m e n te e n la lis ta d e in ic ia liz a d o r c s d e lo s m ie m b r o s , s u s c o n s tru c to r e s p r e d e te r m in a d o s se lla m a rá n e n f o rm a im p líc ita .

1 2 3 4 5

// Fia. 22.14: bastí.h // Definición da la clase Basel fifndef BASE1 H «define base I h

Figura 22.14

Demostración de la herencia múltiple: b a s e l . h . (Parte 1 d e 2.)


1202

6 7 8 9 10

Otros tomas

Capítulo 22

// definición de la clase Basel class Basel { public: Basel( int valorParametro ) { valor - valorParametro; } int obtenerDatos() const { retura valor; }

11

12 protected: // accesible para las clases derivadas 13 int valor; // heredado por la clase derivada 14 15 }; // fin de la clase Basel 16 17 «endif // BASEl H

Figura 22.14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Demostración d e la herencia múltiple: basel.h. (Parte 2 d e 2.)

// Pig. 22.15: base2.h // Definición de la clase Base2 tifndef BASE2 H «define BASE2_H // definición de la clase Base2 class Base2 { public: Base2( char datosCaracter ) { letra - datosCaracter; ) char obtenerDatos() const { retura letra; }

11

12 protected: // accesible para las clases derivadas 13 char letra; // heredado por la clase derivada 14 15 }; // fin de la clase Base2 16 17 «endif // BASE2__H

Figura 22.15

1 2 3 4 5

Demostración d e la herencia múltiple: base2 ,h.

// Pig. 22.16: derivada.h // Definición de la clase Derivada que hereda // de múltiples clases base (Basel y Base2). «ifndef DERIVADA H «define DERIVADA_H

6

7

«inelude

8

9

using std::ostream;

10

11 12 13 14 15 16

«inelude "basel.h" «inelude %'base2.h* // definición de la clase Derivada class Derivada : public Basel, public Base2 { friend ostream &operator<<( ostrean &, const Derivada & );

Figura 22.16

Demostración d e la herencia múltiple: d e r i v a d a . h . (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

17 18 19 20

Otros temas

1203

public: Derivada( int, char, double ); double obtenerReal() const;

21

22 23 24 25 26 27

prívate: double real; };

// fin de la clase Derivada

tendif

Figura 22.16

1 2 3 4 5 6 7 8 9

// datos privados de la clase derivada

// DERIVADA_H Demostración de la herencia múltiple: derivada.h. (Parte 2 d e 2.)

// Fig. 22.17: derivada.cpp // Definiciones de las funciones miembro para la clase Derivada •inelude "derivada.h" / / e l constructor de Derivada llama a los constructores de // las clases Basel y Base2. // usar inicializadores de miembros para llamar a los constructores de las clases base Derivada::Derivada( int entero, char carácter, double doublel ) : Basel( entero ), Base2( carácter ), real( doublel ) ( }

10

11 12 13 14 15 16 17 18 19

// devolver real double Derivada::obtenerReal() const { return real; } // mostrar todos los miembros de datos de Derivada ostream &operator<<( ostream «salida, const Derivada «derivada ) { salida << * Entero: " << derivada.valor << **\n Carácter: " << derivada.letra << "NnNumero real: " << derivada.real;

20

21

return salida;

// permita llamadas en cascada

22

23

}


Figura 22.17

Demostración de la herencia múltiple: derivada.cpp

Derivada utiliza la notación del punto en derivado para im prim ir valor, letra y real. Esta función operador e s am iga de Derivada, por lo que operator<< puede tener a cceso d irecto al m iem bro de datos private real d e Derivada. A dem ás y co m o este operador e s am igo d e una cla se derivada, puede tener a cceso a los m iem bros protected valor y letra de Basel y Base2. respectivam ente. A hora exam inarem os el programa controlador en main. C ream os el ob jeto basel d e la cla se Basel y lo in icializam os con el valor int 10. C ream os e l ob jeto base2 d e la cla se Base2 y lo inicializam os con el valor char 'z '. L u ego, cream os el objeto derivado de la clase Derivada y lo in icializam os para que contenga el valor int 7, el valor char *A ' y el valor double 3.5. El operador de inserción de flujo sobrecargado para

el ob jeto

E l con ten ido d e cada uno de los ob jetos de la cla se base se im prim e llam ando a la función m iem bro

obtenerDatos para cada objeto. A pesar d e que hay d os fu n cion es obtenerDatos. las Hahttp://alexyniorlls.blogspot.com 1260 of 1380.

1204

Otros tomas

Capítulo 22

m a d a s n o s o n a m b ig u a s y a q u e s e r e f ie r e n d ir e c ta m e n te a la v e rs ió n d e to

bl y

a la v e rs ió n d e

obtenerDatos d e l

o b je to

obtenerDatos d e l

o b je

b2.

A c o n tin u a c ió n im p r im im o s e l c o n te n id o d e l o b je to

derivado

d e la c la s e

Derivada

con

v in c u la c ió n e s tá tic a . P e r o a q u í te n e m o s u n p r o b le m a d e a m b ig ü e d a d , y a q u e e s te o b je to c o n tie n e d o s f u n c io n e s

obtenerDatos.

u na h ere d ad a d e

Basel

y la o tr a h e r e d a d a d e

Base2.

E s te p ro b le m a

deri vado. Basel: :obtenerDatos () p a ra im p r im ir e l int e n valor y derivado.Base2 :: obtenerDatos ( ) p a ra im p r im ir e l char e n letra. E l v a lo r double e n real s e im p r im e sin a m b ig ü e d a d m e d ia n te la lla m a d a a derivado .obtenerReal (). A c o n tin u a c ió n d e m o s tr a m o s q u e la s r e la c io n e s d e l tip o “ es un" d e la h e r e n c ia s im p le ta m b ié n s e a p lic a n a la h e r e n c ia m ú ltip le . A s ig n a m o s la d ir e c c ió n d e l o b je to derivado al a p u n t a d o r d e c la s e b a s e baselPtr, e im p rim i m o s int valor m e d ia n te la in v o c a c ió n a l a f u n c ió n m ie m b r o obtenerDatos d e la c la s e Ba sel. a tr a v é s d e baselPtr. L u e g o a s ig n a m o s la d ir e c c ió n d e l o b je to derivado a l a p u n ta d o r d e c l a s e b a s e base2Ptr c im p r im im o s char letra m e d ia n te la in v o c a c ió n a la f u n c ió n m ie m b ro obtenerDatos d e la c la s e Base2. a tr a v é s d e base2Ptr. e s f á c il d e r e s o lv e r m e d ia n te e l u so d e l o p e r a d o r b in a rio d e r e s o lu c ió n d e á m b ito , c o m o e n

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

// Fig. 22.18: fig22_18.cpp // Controlador para el ejemplo de herencia múltiple. Vinelude uaing std::cout; uaing atd:rendí; finelude "basel.h" finelude "base2.h" finelude "derivada.h"

11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

int main() ( Baael basel( 10 ), ‘baselPtr - 0; Baae2 base2( 'Z' ), *base2Ptr - 0; Derivada derivado( 7, 'A', 3.5 );

// crear el objeto Basel // crear el objeto Base2 // crear un objeto de la clase Derivada

// imprimir miembros de datos de los objetos de la clase base cout << "\nEl objeto basel contiene el entero " << basel.obtenerDatos() << "\nEl objeto base2 contiene el carácter " << base2.obtenerDatos() « "\nEl objeto derivado contiene:\n" << derivado << *\n\n»; // imprimir miembros de datos del objeto de la clase derivada / / e l operador de resolución de ámbito resuelve la ambigüedad de obtenerDatos cout << "Se puede tener acceso a los miembros de datos" << " de Derivada en forma individual:" << "\n Entero: * << derivado.Basel::obtenerDatos() << "\n Carácter: " << derivado.Base2::obtenerDatos() << "\nNumero real: " « derivado.obtenerReal() << "\n\n"; cout << "Derivado puede tratarse como un » << "objeto de cualquiera de sus clases base:\n";

Rgura 22.18

Demostración d e la herencia múltiple: £ i g 2 2 _ 1 8 . c p p . (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Otros temas

1205

// tratar al objeto de Derivada como objeto de Basel baeelPtr - ¿derivado; cout << "baaelPtr->obtenerDatoe() produce " << baeelPtr->obtenerDatoe() << '\n'; // tratar al objeto de Derivada como objeto de Baae2 base2Ptr - ¿derivado; cout << "base2Ptr->obtenerDatos() produce " << baee2Ptr->obtenerDatoa() << endl; retura 0; >

// fin de main

El objeto baael contiene el entero 10 El objeto baae2 contiene el carácter Z El objeto derivado contienet Entero: 7 Carácter: A Numero real: 3.5 Se puede tener acceao a loa miembros de datoa de Derivada en forma in dividual : Entero: 7 Carácter: A Numero real: 3.5 Derivado puede tratarae como un objeto de cualquiera da aua clases baae: baaelPtr->obtenerDatoa() produce 7 baae2Ptr->obtenerDatoa() produce A Figura 2 2 .1 8

D em ostración d e la h e r e n c ia múltiple: f i g 2 2 _ 1 8 , c p p . (P arte 2 d e 2.)

E s t e e j e m p l o d e m o s t r ó l a m e c á n i c a d e la h e r e n c i a m ú l t i p l e m e d i a n t e u n e j e m p l o s e n c i l l o , a d e m á s d e p re s e n ta r u n p ro b le m a s im p le d e a m b ig ü e d a d . L a h e re n c ia m ú ltip le e s u n te m a c o m p le jo q u e s e tra ta c o n m a y o r d e ta lle e n lib ro s a v a n z a d o s s o b re C ++.

Observación de ingeniería de software 22.5 La herencia múltiple es una característica poderosa, pero puede introducir complejidad en un sistema. Se requiere de mucho cuidado al diseñar un sistema para utilizar apropiadamente la herencia múlti ple: no debe utilizarse cuando la herencia simple sea suficiente.

22.10 Herencia múltiple y clases base virtual E n l a s e c c i ó n 2 2 .9 h a b l a m o s s o b r e l a h e r e n c i a m ú l t i p l e , e l p r o c e s o m e d i a n t e e l c u a l u n a c l a s e h e r e d a a t r i b u t o s d e d o s o m á s c l a s e s . P o r e j e m p l o , la h e r e n c i a m ú l t i p l e s e u t i l i z a e n l a b i b l i o t e c a e s t á n

iostream ( f i g u r a 2 2 .1 9 ) . ostream c o m o p a r a istream. c a d a u n a d e l a s c u a le s s e f o r m a n e n b a s e a la h e r e n c i a s im p le . L a c l a s e iostream h e r e d a t a n t o d e ostream c o m o d e istream E s t o p e r m i te q u e o b j e t o s d e la c l a s e iostream c u e n t e n c o n la s h e r r a m i e n t a s t a n t o d e lo s o b j e t o s istream c o m o d e l o s o b j e t o s ostream E n j e r a r q u í a s d e h e r e n c i a m ú l t i p l e , la s i t u a d a r d e C + + p a r a f o r m a r a la c l a s e L a c la s e

ios

e s la c la s e b a s e ta n to p a r a

c ió n q u e s e d e s c r ib e e n la f ig u ra 2 2 .1 9 s e c o n o c e c o m o h e r e n c ia e n f o rm a d e ro m b o .


1206

Otros tomas

Figura 22.19

Capítulo 22

Herencia múltiple p ara formar la clase io s t r e a m

C o m o la s c la s e s ostreame istream p u e d e n h e r e d a r d e ios. e x is te u n p r o b le m a p o te n c ia l p a r a iostream. E s ta c l a s e p o d ría c o n te n e r

objetos de clase base d u p lic a d o s

( p o r e je m p lo , ios se

h e r e d a ta n to e n ostream c o m o e n iostream). P o d ría s u r g ir u n p r o b le m a c u a n d o u n a p u n ta d o r

iostream se c o n v ie r ta a un n iv e l s u p e r io r e n a p u n ta d o r ios. P o d ría n e x is tir d o s s u b o b je to s ios. ¿ C u á l s e u tiliz a r ía e n to n c e s ? T a l s itu a c ió n s e r ía a m b ig u a y o c a s io n a r ía u n e r r o r d e s in ta x is . L a fig u r a 2 2 .2 0 d e m u e s tr a e s te tip o d e a m b ig ü e d a d , p e ro a tr a v é s d e la c o n v e r s ió n im p líc ita e n v e z d e la c o n v e r s ió n a u n n iv e l s u p e rio r ; d e s d e lu e g o q u e iostream r e a lm e n te n o s u f re e l p r o b le m a q u e a c a b a m o s d e m e n c io n a r. E n e s ta s e c c ió n e x p lic a re m o s c ó m o e l u s o d e c la s e s b a s e virtual re s u e lv e e l p r o b le m a d e lo s s u b o b je to s d u p lic a d o s .

1 2 3 4 5 6 7

// Fig. 22.20: fig22_20.cpp // Intento de llamar polimórficamente a una función con // herencia múltiple de dos clases base. finelude using std::cout; using std::endl;

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

// definición de la clase Base class Base { public: virtual void imprimir () const - 0; };

// pura virtual

// fin de la clase Base

// definición de la clase DerivadaUno class DerivadaUno : public Base { public: // sobrescribir a la función imprimir void imprimir() const { cout << "DerivadaUno\n"; )

22

23 24 25 26 27 28

);

// fin de la clase DerivadaUno

// definición de la clase DerivadaDos class DerivadaDos : public Base { public:

Figura 22.20

Intento d e llamar polimórficamente a una función con herencia múltiple. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Otros temas

1207

// sobrescribir a la función imprimir void imprimir() const { cout << "DerivadaDos\n"; ) };

// fin de la clase DerivadaDos

// definición de la clase Múltiple clase Múltiple : public DerivadaUno, public DerivadaDos { public: // calificar la versión de la función imprimir que se va a utilizar void imprimir () const { DerivadaDos::imprimir (); )

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

};

// fin de la clase Múltiple

int main() { Múltiple ambas; Derivadaüno uno; DerivadaDos dos;

// crear instancia de // crear instancia de // crear instancia de

objeto Múltiple objeto DerivadaUno objeto DerivadaDos

// crear arreglo de apuntadores de clase base Base ‘arreglo! 3 J; arreglo[ 0 1 » &ambas; arreglo [ 1 ] - &uno; arreglo! 2 ] - &dos;

// ERROR—ambigüedad

// invocar a imprimirmediante polimorfismo for ( int i « 0 ; i < 3 ; i+«- ) arreglo! i ] -> imprimir!); return 0; }

// fin de main

c:\deitel\cpcmm\ejemplos\cap22\fig22_20_21\fig22_20.cpp(52) : error C2594: : ambiguous conversions from 'class Múltiple A/ to 'clase Base * • Error executing cl.exe. Fig22_20.exe - 1 error(s), 0 warning(s) Figura 22.20

Intento de llamar poli m ódicam ente a una función con herencia múltiple. (Parte 2 d e 2.)

Base q u e c o n tie n e la f u n c ió n p u ra virtual lla m a d a imprimir. DerivadaUna y DerivadaDos h e re d a n p ú b lic a m e n te d e Base y s o b r e s c rib e n a imprimir. L a c la s e s DerivadaUno y DerivadaDos c o n tie n e n c a d a u n a a u n “ s u b o b je to ” d e Base. L a c l a s e Múltiple h e r e d a e n f o rm a m ú ltip le d e DerivadaUno y DerivadaDos. L a fu n c ió n imprimir s e s o b r e s c rib e p a r a lla m a r a imprimir d e DerivadaDos. O b s e rv e la c a lif i E l p r o g ra m a d e f in e la c la s e

L a s c la s e s

c a c ió n p a ra e s p e c if ic a r c u á l v e rs ió n d e s u b o b je to s e v a a lla m a r. En ta d o re s

main s e c r e a u n o b je to d e c a d a c l a s e e n l a je r a r q u ía . T a m b ié n se d e c la ra u n a r r e g lo d e a p u n Base * . C a d a e le m e n to d e l a r r e g lo s e in ic ia liz a c o n la d ir e c c ió n d e u n o b je to . S e p r o d u c e http://alexyniorlls.blogspot.com 1264 of 1380.

1208

Otros tomas

Capítulo 22

u n e r r o r c u a n d o la d ir e c c ió n d e l o b je to ambas ( d e l tip o Múltiple h e r e d a d o e n f o rm a m ú ltip le ) se c o n v ie r te im p líc ita m e n te a Base * . E l o b je to ambas c o n tie n e s u b o b je to s d u p lic a d o s q u e h e r e d a d e

Base y, o b v ia m e n te e s to h a c e q u e la s lla m a d a s a la f u n c ió n imprimir s e a n a m b ig u a s . S e e s c rib e u n c i c lo for p a ra lla m a r a imprimir p a r a c a d a u n o d e lo s o b je to s a lo s q u e a p u n ta arreglo m e d ia n te el u s o d e l p o lim o rf is m o . FJ p r o b le m a d e lo s s u b o b je to s d u p lic a d o s s e r e s u e lv e m e d ia n te la h e re n c ia virtual. C u a n d o s e h e r e d a u n a c l a s e b a s e c o m o virtual, s ó lo a p a r e c e u n s u b o b je to e n la c la s e d e r iv a d a : a e s te p ro c e s o s e le c o n o c e c o m o h e r e n c ia d e

clase base virtual.

L a fig u ra 2 2 .2 1 m u e s tr a e l p r o g ra m a d e

la f ig u ra 2 2 .2 0 c o n la s m o d if ic a c io n e s n e c e s a r ia s p a ra u tiliz a r u n a c la s e b a s e virtual. S e d e f in e la c l a s e Base, q u e c o n tie n e la f u n c ió n p u ra virtual lla m a d a imprimir. L a c la s e DerivadaUno h e r e d a d e Base m e d ia n te la in s tru c c ió n : c la s e

D e riv a d a U n o

:

v irtu a l

p u b lic

B ase

<

y la c l a s e DerivadaDos h e r e d a d e Base m e d ia n te la in s tru c c ió n :

clase DerivadaDos : virtual public Base {

1

//

2 3 4 5 6 7 8 9

// U s o d e c l a s e s b a s e •inelude

10

Fig.

22.21:

fig22_21.cpp virtuales.

using std::cout; using std::endl; // definición de la clase Base class Base { public:

11

12 13 14 15 16 17 18 19

// constructor implícito predeterminado

// definición de la clase DerivadaUno class DerivadaUno : virtual public Base <

20

public:

virtual void imprimir() const - 0; // pura virtual };

// fin de la clase Base

21 22

//el

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

/ / a l constructor predeterminado de Base

constructor

implícito predeterminado

llama

// sobrescribir a la función imprimir void imprimir () const { cout << "DerivadaUno\n"; ) );

// fin de la clase DerivadaUno

// definición de la clase DerivadaDos class DerivadaDos : virtual public Base { public:

Rgura 22.21

Uso d e las clases base virtual. (Parte 1 d e 2.)


Capitulo 22

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Otros temas

1209

// el constructor implícito predeterminado llama al // constructor predeterminado de Base // sobrescribir a la función imprimir ▼oid imprimir() const { cout << **DerivadaDos\n"; > }; // fin de la clase DerivadaDos // definición de la clase Múltiple class Múltiple : public DerivadaUno, public DerivadaDos { public: // el constructor implícito predeterminado llama a // los constructores predeterminados de DerivadaUno y DerivadaDos // calificar cuál versión de la función imprimir se va a usar void imprimir() const < DerivadaDos::imprimir(); } }; // fin de la clase Múltiple int main() {

Múltiple ambas; Derivadaüno uno; DerivadaDos dos;

// crear instancia de objeto Múltiple // crear instancia de objeto DerivadaUno // crear instancia de objeto DerivadaDos

// declarar arreglo de apuntadores de clase base e inicial!zar // cada elemento con un tipo de clase derivada Base •arreglo! 3 ]; arreglo! arreglo! arreglo!

66

0] - tambas; 1] - tuno; 2] - &dos;

67

// invocar a la función imprimir mediante polimorfismo for ( int i - 0; i < 3; ) arreglo! i ]->imprimir() ;

68

69 70 71 72 73 74

return 0; }

// fin de main

DerivadaDos Derivadaüno DerivadaDos

Rgura 22.21

Uso d e las clases base virtual. (Parte 2 de 2.)

A m b a s c la s e s h e re d a n d e Base: c a d a u n a c o n iie n e u n s u b o b je to d e Base. L a c l a s e Múltiple h e r e d a ta n to d e DerivadaUno c o m o d e DerivadaDos. S ó lo u n s u b o b je to d e base s e h e re d a en la c la s e Múltiple. E l c o m p ila d o r a h o r a p e rm ite la c o n v e r s ió n (d e Múltiple * a Base *). Di main s e c r e a u n o b je to p a ra c a d a c la s e e n la je r a r q u ía . T a m b ié n se d e c la r a u n a r r e g lo d e a p u n ta d o re s Base. C a d a e le m e n to d e arreglo s e in ic ia liz a c o n la d ir e c c ió n d e u n o b je to . O b s e r v e q u e


1210

Otros tomas

Capítulo 22

a h o r a s e p e r m ite la c o n v e rs ió n a u n n iv e l s u p e rio r d e la d ir e c c ió n d e amba a Base * . U n c ic lo for r e c o r r e e l arreglo y lla m a p o lim ó rf ic a m c n tc a imprimir p a ra c a d a o b je to . E l d is e ñ o d e je r a r q u í a s c o n c la s e s b a s e virtual e s s e n c illo s i s e u tiliz a n c o n s tr u c to r e s p r e d e te r m in a d o s p a r a la s c la s e s b a s e . L o s d o s e je m p lo s a n te r io r e s u tiliz a n c o n s tr u c to r e s p re d e te rm in a d o s g e n e r a d o s p o r el c o m p ila d o r. S i u n a c l a s e b a s e virtual p r o p o rc io n a s u c o n s tru c to r , e l d is e ñ o se v u e lv e m á s c o m p lic a d o y a q u e l a

clase más derivada

d e b e in ic ia liz a r l a c l a s e b a s e virtual.

E n n u e s tro s d o s e je m p lo s la s c la s e s Base. Derivada Uno. DerivadaDos y Múltiple so n c a d a u n a la c la s e m á s d e riv a d a . S i se c r e a u n o b je to Base, é s ta e s la c la s e m á s d e riv a d a . S i s e c re a u n o b je to DerivadaUno ( o DerivadaDos), é s ta v ie n e s ie n d o l a c l a s e m á s d e riv a d a . S i s e c r e a un o b je to Múltiple, é s ta e s la c la s e m á s d e riv a d a . S in im p o r ta r q u é ta n in f e r io r s e a e l n iv e l d e la j e r a r q u ía e n el q u e s e e n c u e n tr e la c la s e , e s , p o r lo ta n to , la c la s e m á s d e r iv a d a y e s r e s p o n s a b le d e in i c i a li z a r a la c l a s e b a s e virtual.

Observación de ingeniería de software 22.6 Si se proporciona un constructor predeterminado para las clases base virtuales se simplifico el di seño de las jerarquías.

2 2 .1 1 C o m e n t a r i o s f i n a l e s S in c e ra m e n te e s p e r a m o s q u e h a y a d is f r u ta d o s u a p r e n d iz a je s o b r e C + + y la p ro g ra m a c ió n o r ie n ta d a a o b je to s a tr a v é s d e n u e s tro lib ro . E l f u tu ro p a r e c e c la ro . ¡L e d e s e a m o s é x ito e n su e m p re s a ! N o s a g r a d a r ía m u c h o r e c ib ir s u s c o m e n ta rio s , c r ític a s , c o r r e c c io n e s y s u g e re n c ia s p a ra m e jo ra r e s te lib ro . P o r f a v o r d irija to d a s u c o r r e s p o n d e n c ia a n u e s tra d ir e c c ió n d e c o r r e o e le c tró n ic o : d e i t e l í d e i t e l .c o n

¡ B u e n a s u e rte !

RESUM EN • El operador con«t_caat descarta lo constante de los objetos. • El operador reinterpret_caat se utiliza en conversiones no estándar entre tipos no relacionados. • Cada namespaca define un alcance dentro del cual se colocan idcntificadores y variables. Para utilizar un miembro de namaapaca. debe calificarse su nombre con el nombre del namaapaca y el operador binario de resolución de ámbito ( : i ), o escribiendo una instrucción uaing antes de que se utilice el nombre. • Un namaapaca puede contener constantes, datos, clases, espacios de nombres anidados, funciones, etcéte ra. Las definiciones de los espacios de nombres deben ocupar el alcance global o anidarse dentro de otros espacios de nombres. • Los miembros de un namaapaca sin nombre ocupan el namaapaca global. • El estándar de C++ cuenta oon ciertas palabras reservadas que pueden utilizarse en vez de varios operadores de C++. • C++ cuenta con la palabra reservada axplicit para suprimir las conversiones implícitas mediante cons tructores de conversión. Un constructor que se declara como explicit no puede utilizarse en una conver sión implícita. • Un miembro de datos mutable puede modificarse en una función miembro conet o en un objeto conet. • C++ cuenta con los operadores . * y - > * para tener acceso a los miembros de una clase mediante apuntado res a esos miembros. • La herencia múltiple es el proceso de derivar una clase a partir de dos o más clases. • La herencia múltiple puede crear subobjetos duplicados: esto puede resolverse mediante la herencia vir tual. Cuando se hereda una clase base como virtual, sólo aparecerá un subobjeto en la clase derivada; a este proceso se le conoce como herencia de clase base virtual.


Capitulo 22

Otros temas

1211

TE R M IN O LO G ÍA apuntador a función miembro apuntador a miembro de datos clase base virtual clase más derivada conversión explícita conversión implícita herencia en forma de rombo herencia múltiple namoapaca anidado ñame apaca anónimo ñama apaca global operador . * operador - > • operador conat_caat operador de apuntador a miembro de clase operador raintarprat_caat palabra reservada de operador and

palabra reservada de operador and_aq palabra reservada de operador bitand palabra reservada de operador bitor palabra reservada de operador compl palabra reservada de operador not palabra reservada de operador not_eq palabra reservada de operador or palabra reservada de operador or_eq palabra reservada de operador xor palabra reservada de operador xor_aq palabra reservada explicit palabra reservada kayword palabra reservada namespace palabras reservadas de operadores subobjelo uso de un ñama apaca variables globales


Llene los espacios en blanco para cada uno de los siguientes enunciados: a) El operador__________califica a un miembro con su espacio de nombres. b) El operador__________permite que se descarte lo constante de un objeto. c) El operador__________permite conversiones entre tipos no estándar.

22.2

Indique si cada uno de los siguientes enunciados es verdadero o falso. Si un enunciado es falso, expli que por qué. a) Está garantizado que los espacios de nombres son únicos. b) Los espacios de nombres no pueden tener a otros espacios de nombres como miembros. c) La palabra reservada a x p l i c i t puede aplicarse solamente a funciones miembro.

RESPUESTAS A LOS E JE R C IC IO S DE A U T O E V A L U A C IÓ N 22.1 22.2

a) Binario de resolución de ámbito (: *). b) c o n a t _ c a a t . c) r e i n t e r p r a t _ c a a t . a) Falso. Los programadores podrían inadvertidamente elegir un namaapaca que ya se encuentre en uso. b) Falso. Los espacios de nombres pueden anidarse. c) Falso. La palabra reservada a x p l i c i t puede aplicarse solamente a los constructores con un solo argumento.


22.4

Llene los espacios en blanco en cada uno de los siguientes enunciados: a) La palabra reservada___________especifica que se va a utilizar un n a m a a p a c a o uno de sus miembros. b) El operador___________es la palabra reseñada para el operador OR lógico. c) El cspecificador de almacenamiento___________permite la modificación de uno de los miembros de un objeto conat. Escriba un n a m a a p a c a llamado M o n a d a que defina a los miembros constantes UNO, DOS, CINCO, d i e z , v e i n t e , c i n c u e n t a y c i e n . Escriba dos programas cortos que utilicen el espacio de nom


1212

Otros tomas

Capítulo 22

bres Moneda. Uno de los programas debe hacer que todas las constantes estén disponibles y el otro de be hacer que sólo esté disponible la constante CINCO.

22.5

Escriba un programa que utilice el operador reinterpret_caet para convertir distintos tipos de apuntadores en int. ¿Alguna de las conversiones produce error de sintaxis?

22.6

Escriba un programa que demuestre cómo convertir hacia un nivel superior una clase derivada a una clase base. Utilice el operador static.cast para llevar a cabo esta conversión. ¿Cómo se compara esto con los resultados que obtuvo en el ejercicio 22.5?

22.7

Escriba un programa para crear un constructor explicit que tome dos argumentos. ¿El compilador permite esto? Quite la palabra reservada explicit e intente llevar a cabo una conversión implícita. ¿El compilador lo permite?

22.8

¿Cuál es el beneficio de un constructor explicit?

22.9

Escriba un programa para crear una clase que contenga dos constructores. Uno de los constructores de be tomar un solo argumento tipo int. El segundo constructor debe tomar un argumento char *. Escri ba un programa controlador que construya varios objetos distintos, cada uno de los cuales debe recibir como parámetro de su constructor un tipo distinto. No utilice explicit. ¿Qué es lo que ocurre? Aho ra utilice explicit solamente en el constructor que toma un int. ¿Qué es lo que ocurre?

22.10 Dados los espacios de nombres de la figura 22.22, determine si cada una de las siguientes aseveracio nes a) b) c) d) e) 0 g) h)

es verdadera o falsa. Explique la razón de cualquier respuesta que sea falsa. La variable kilómetros es accesible dentro del n&mespace Datos. El objeto cadañal es accesible dentro del namespace Datos. I-a constante POLONIA no es accesible dentro del namespace Datos. 1.a constante A l e m a n i a es accesible dentro del namespace Datos. 1.a función función es accesible para el namespace Datos. El espacio de nombres Datos es accesible para el namespace InformacionDePais. El objeto mapa es accesible para el namespace Inf ormacionDePais. El objeto cadañal es accesible dentro del namespace InformacionRegional.

22.11 Compare y contraste a mutable con const _cast. De al menos un ejemplo de cuándo es preferible utilizar a uno en vez del otro. [Nota: Para este ejercicio no es necesario escribir código.)

22.12 Escriba un programa que utilice const_cast para modificar una variable const. [Sugerencia: Uti lice un apuntador en su solución para que apunte al identificador const.] 22.13 ¿Qué problema resuelven las clases base virtual? 1 2 3 4 5 6 7

namespace InformacionDePais { using namespace std; enum Paises { POLONIA, SUIZA, ALEMANIA, AUSTRIA, REPUBLICA CHECA ); int kilómetros; string cadenal;

8 10 11 12

namespace InformacionRegional { sort obtenerPoblacion(); // asuma que la definición existe DatosMapa mapa; // asuma que la definición existe ) // fin de InformacionRegional } // fin de InformacionDePais

13 14 15 16 17

namespace Datos { using namespace InformacionDePaiss:InformacionRegional; void *funcion( void *, int ); } // fin de Datos

9

Rgura 22.22

Espacios da nombras para el ejercicio 22.10.


Capitulo 22

Otros temas

1213

22.14

Escríba un programa que utilice clases base v i r t u a l . Laclase del nivel superior de la jerarquía debe proporcionar un constructor que tome por lo menos un argumento (es decir, no debe proporcionar un constructor predeterminado). ¿Qué retos presenta esto para la jerarquía de herencia?

22.15

Busque el (los) error(es) en cada una de las siguientes instrucciones. Cuando sea posible, explique cómo corregir cada error. a) namespace Nombra (

int x; in t

y;

mutable int x; >1

b) c) d)

int entero - const _cast< int >( double ); namespace PCM( 111, *hola* ); * construir namespace explicit int x - 99/


s

4


L o s o p e r a d o r e s s e m u e s tr a n e n o r d e n d e c r e c ie n te d e p r e c e d e n c ia , d e a r r ib a h a c ia a b a jo .

Operador

Upo

Asocia* vidad

sI

binario de resolución de ámbito unario de resolución de ámbito


11

paréntesis subíndice de arreglo • selección de miembro a través de objeto -> selección de miembro a través de apuntador ♦♦ unario de postincremento — unario de postdecremento información de tipo en tiempo de ejecución typeid dynamic_ca»t< tipo > conversión con comprobación de tipos en tiempo de ejecución static cast< tipo > conversión con comprobación de tipos en tiempo de compilación reinterprat. ca*t< tip o > se utiliza para conversiones no estándar conit cast< tipo > descartar lo constante


♦♦ — ♦ -


O (]

1

( tip o )

sizeof fc Figura A .l

unario de preincremento unario de postdecremento unario de suma unario de resta unario de negación lógica unario de complemento a nivel de bits unario de conversión estilo C determinar el tamaño en bytes dirección Tabla d e p re c e d e n c ia d e los o p erad o res. (P arte 1 d e 2 .)


(este nivel d e p re c e den cia continúa en la sig u ien te p ágina)


Apéndice A

Operador

Tipo

*

desreferencia

new new(] delata dalateU

asignación dinámica de memoria asignación dinámica de arreglos desasignación dinámica de memoria

1215

Asocialvidad

(este nivel de precedencia continúa de ¡a página anterior)

desasignación dinámica de arreglos apuntador a miembro a través de objeto apuntador a miembro a través de apuntador

de izquierda a derecha de izquierda a derecha

%

multiplicación división módulo

♦ -

suma resta


<< >>

desplazamiento hacia la izquierda a nivel de bits desplazamiento hacia la derecha a nivel de bits


< <>

menor que relaciona! menor o igual que relacional mayor que relacional


>-

mayor o igual que relacional

» I-

es igual que, relacional no es igual que, relacional


&

AND a nivel de bits


A



1



&&

AND lógico


II

OR lógico


?:

condicional temario


-

asignación asignación, suma asignación, resta asignación, multiplicación


-> * * /

—■ *a /&Am

I" <<>>% R g u ra A . l

asignación, división asignación, módulo asignación, AND a nivel de bits asignación. OR exclusivo a nivel de bits asignación. OR inclusivo a nivel de bits asignación, desplazamiento hacia la izquierda a nivel de bits asignación, desplazamiento hacia la derecha a nivel de bits coma Tabla d e p re c e d e n c ia d e los o p erad o res. (P a rte 2 d e 2.)





0 0 1 2

3 4 5

6 7 8

9 10 11 12

Figura B .l

3 •tx

4

5

eot ao can ■

nul ni dc4

1 soh

atx

vt nak

ff ayn

•tb

rs

ua

( 2

> 3 ■

■P •

I ♦

4 > H R

5

# 6

?

9

Z

J

s

T

< F P Z d n X

O Q I • o y

2

cr

7

8

9

enq

6 ack

bal

al en

dle sub

del aac

ba de 2

ht dc3

• -

$ . 8 B

% / 9 C M W

& 0

b

7 A K O

L

V

\ f

1

A

9

h

i

i

P z

q {

r

a

t

a k u

1

)

-

dal

9

I

b

s D N X 1 V

9* % 1 t

E O Y

C m w

El co n ju n to d e c a ra c te re s ASCII.

L o s d í g i t o s a l a i z q u i e r d a d e la t a b l a s o n l o s d í g i t o s i z q u i e r d o s ( d e c e n a s ) d e l e q u i v a l e n t e d e c i m a l ( 0 - 1 2 7 ) d e l c ó d i g o d e c a r a c t e r e s , y l o s d í g i t o s e n l a p a r t e s u p e r i o r d e la t a b l a s o n l o s d í g i t o s d e r e c h o s (u n id a d e s ) d e l c ó d ig o d e c a ra c te re s . P o r e je m p lo , e l c ó d ig o d e c a rá c te r p a ra la tra s q u e p a ra e l

e s 38.


"F” e s

7 0 . m ie n

e

Sistemas numéricos

Objetivos • Com prender lo s co n ce p to s de sistem as num éricos b ásicos tales com o b ase, valor p osicional y valor sim b ólico. • A prender a trabajar con lo s núm eros representados en lo s sistem as n um éricos binario, octal y hexadecim al. • A prender a abreviar lo s núm eros binarios com o octales o hexadecim ales. • Aprender a convertir núm eros octales y h exadecim ales en binarios. • A prender a realizar con version es hacia y desde núm eros d ecim ales y su s equivalentes en binario, octal y hexadecim al. • Com prender el funcionam iento d e la aritm ética binaria y la manera en que s e representan lo s núm eros binarios negativos.

H e a q u í sólo los núm eros ratificados. W illiam Shakespeare

l a naturaleza tiene un cierto tip o d e sistem a de coordenadas aritm éticas-geom étricas, y a q u e cuenta con todo tipo de m odelos. Lo q u e experim entam os d e la naturaleza está en los m odelos, y todos los m odelos de la naturaleza son tan bellos. S e m e ocurrió que e l sistem a d e la naturaleza d ebe ser una verdadera belleza, p orque en la quím ica encontram os q u e las asociaciones se encuentran siem pre e n herm osos núm eros enteros; no hay fraccio n es. Richard Buckm inster Fu 11er


1218

Sistemas numéricos

Apéndice C

Plan general C .l

Introducción

C.2 G3

Abreviatura de los números binarios como números octales y hexadecimales Conversión de números octales y hexadecimales a números binarios

G4 G5 C.6

Conversión de un número binario, octal o hexadecimal a decimal Conversión de un número decimal a binario, octal o hexadecimal Números binarios negativos: notación de complemento a dos


C .l Introducción En este apéndice presentarem os los sistem as n um éricos clave que utilizan lo s program adores, e sp e cialm en te cuando trabajan en p royectos d e softw are q u e requieren de una estrecha interacción con el hardware "a nivel de máquina”. Entre lo s proyectos d e este tipo están los sistem as operativos, el softw are de redes com p utacion ales, lo s com piladores, sistem as d e b ases de datos y ap lica cio n es que requieren de un alto rendim iento. Cuando escribim os un entero, tal co m o 227 o -63, en un programa, se asum e q u e el núm ero está en el sistem a num érico decim al (base 10). L os dígitos en el sistem a num érico d ecim al son 0 , 1, 2, 3, 4 , 5, 6 , 7 , 8 y 9. El dígito m ás bajo es el 0 y el m ás alto es el 9 (un o m en os q u e la base, 10). En su interior, las com putadoras utilizan el sistem a num érico binario (base 2). Este sistem a num érico só lo tien e dos dígitos: 0 y 1. El d ígito m ás bajo es el 0 y el m ás a lto e s el 1 (uno m enos la base, 2). La figura C. 1 sintetiza los d ígitos utilizados en los sistem as num éricos binario, o cta l. d ecim al y hexa decim al. C om o verem os, lo s núm eros binarios tienden a ser m ucho m ás exten sos que sus equivalentes d ecim ales. L os program adores que trabajan con lenguajes ensam bladores y en lenguajes de alto ni vel que les perm iten llegar hasta el ‘‘nivel d e m áquina” encuentran q u e es com p licado trabajar con núm eros binarios. Por e s o existen otros d o s sistem as num éricos, e l sistem a num érico octal (base 8) y el sistem a num érico hexadecim al (base 16), que son populares d eb id o a que permiten abreviar los núm eros binarios de una manera conveniente. En el sistem a num érico octal. los dígitos u tilizados son del 0 al 7. D ebido a q u e tanto el siste m a num érico binario co m o el octal tienen m enos dígitos que el sistem a num érico decim al, sus d íg i tos son lo s m ism os que sus correspondientes en decim al. El sistem a num érico hexadecim al presenta un problem a, ya que requiere d e d ieciséis dígitos: el dígito m ás bajo e s 0 y el m ás alto tiene un valor equivalente a l 15 d ecim al (un o m en o s que la base, 16). Por con ven ción utilizam os las letras de la A a la F para representar lo s dígitos hexadecim ales que corresponden a lo s valores d ecim ales d el 10 al 15. Por lo tanto, en hexadecim al p odem os tener núm eros c o m o el 8 7 6 , que con sisten solam ente de d íg ito s sim ilares a lo s d ecim ales; núm eros com o 8 A 5 5 F que con sisten de dígitos y letras; y núm eros co m o FFE que consisten solam en te de letras. En o casion es un núm ero hexadecim al puede coincidir co n una palabra com ún co m o FACE o FE E D (en in glés); esto puede parecer extraño para lo s programadores acostum brados a trabajar co n núm eros. L a figura C .2 sintetiza cada uno d e lo s sistem as num éricos. Cada uno d e esto s sistem as n um éricos utiliza la notación po sicio nal: cada posición en la que se escribe un dígito tiene un distinto va lo rp o sic io n a l. Por ejem p lo, en e l núm ero d ecim al 9 3 7 (el 9 , el


Apéndice C

Sistemas numéricos

1219

3 y el 7 s e co n ocen co m o valores sim bólicos ) d ecim o s que e l 7 s e escribe en la posición de las uni dades, el 3 s e escribe en la p osición d e las decenas y el 9 se escribe en la posición de las centenas. O bserve que cada una de estas p o sicio n es es una potencia d e la base (1 0 ) y que estas potencias em piezan en 0 y aumentan de 1 en 1 a m edida que nos d esp lazam os hacia la izquierda por e l núm e ro (figura C .3).

Dígito binario

Dígito octal

Dígito decimal

Dígito hexadeclmal

0

0

0

0

1

1

1

1

2

2

2

3

3

3

4

4

4

5

5

5

6 7

6 7

6 7

8

8

9

A (valor de 10 en decimal) B (valor de 11 en decimal)

c (valor de 12 en decimal) D (valor de 13 en decimal) e

(valor de 14 en decimal)

F (valor de 15 en decimal)

Figura C.l

Dígitos d e los sistemas numéricos binarlo, octal. decim al y hexadeclmal.

Atributo

Bnario

Octal

Decimal

Hexadeclmal

Base

2

8

10

16

Dígito más bajo

0

0

0

0

Dígito más alto

1

7

9

F

Hgura C.2

Com paración d e los sistemas binarlo, octal. decim al y hexadeclmal.

Valores poddonales ©n el sistema numérico decimal Dígito decimal

9

3

7

Nombre de la posición

Centenas

Decenas

Unidades

Valor posicional

100

10

1

Valor posicional como potencia de la base ( 10 )

10a

10l

10°

Rgura C .3

Valores posiclonales en el sistema numérico decimal.


1220

Sistemas numéricos

Apéndice C

Para núm eros d ecim ales m ás exten sos, las sigu ien tes p o sicio n es a la izquierda serían la posición d e m illares ( 1 0 a la tercera potencia), la p osición de decenas de m illares ( 1 0 a la cuarta potencia), la posición de centenas de millares ( 1 0 a la quinta potencia), la posición de los m illones ( 1 0 a la sexta potencia), la p osición de decenas de m illones ( 1 0 a la séptim a potencia), y a sí sucesivam ente. En el núm ero binario 101 d ecim os que el 1 m ás a la derecha s e escribe en la posición d e los unos , e l 0 se escribe en la p osición d e los d o s y el 1 d e m ás a la izquierda se escribe en la posición d e los cuatros. O bserve que cada una d e estas p o sicio n es e s una potencia de la base (2 ) y que estas p otencias em piezan en 0 y aumentan de 1 en 1 a m edida q u e nos d esp lazam os hacia la izquierda por e l núm ero (figura C .4). Para núm eros binarios m ás exten sos, las sigu ien tes p o sicio n es a la izquierda serían la posición

d e los ochos ( 2 a la tercera potencia), la posición de los dieciséis ( 2 a la cuarta potencia), la p o si ción de los treinta y d o s ( 2 a la quinta potencia), la posición de los sesenta y cuatros ( 2 a la sexta po ten cia), y a sí sucesivam ente. En el núm ero octal 4 2 5 , d ecim os que el 5 s e escrib e en la posición d e los unos, el 2 se escribe en la p o sició n de los o clw s y el 4 se escribe en la posición d e los sesenta y cuatros. O bserve q u e cada una de estas p osicion es e s una potencia de la base ( 8 ), que estas p otencias em piezan en 0 y se incre m entan d e 1 e n 1 a m edida que nos desplazam os hacia la izquierda por el núm ero (figura C.5). Para núm eros octa les m ás exten sos, las sigu ien tes p o sicio n es a la izquierda serían la posición de lo s q u inientos doces ( 8 a la tercera potencia), la posición de los cuatro m il noventa y seis (8 a la cuar ta potencia), la p osición de lo s treinta y d o s m il setecientos sesenta y ochos (8 a la quinta potencia), y a sí sucesivam ente. En el núm ero hcxadccim al 3D A , d ecim os q u e la A se escribe en la posición de los unos, la D se escrib e en la p osición d e lo s dieciséis y el 3 se escribe en la posición de los doscientos cincuenta y seis. O bserve que cada una de estas p osicion es e s una potencia de la base (1 6 ) y que estas potencias em piezan en 0 y se increm entan de 1 en 1 a m edida q u e nos d esplazam os hacia la izquierda por el núm ero (figura C . 6 ).

Vblcxes pos¡ck>nates en el sistema numérico binario Dígito binario

1

0

1


Cuatros

Dos

Unos

Valor posicional

4

2

1

Valor posicional como potencia de la base ( 2 )

2J

2l

2o

Figura C .4

Valores poslclonales en el sistema num érico binarlo.

Ntíores poste tenates en el sistema numérico octal

Dígito octal

4

2

5


Sesenta y cuatros

Ochos

Unos

Vhlor posicional

64

8

1

Vüor posicional como potencia de la base ( 8 )

82

8l

8o

Figura C .5

Valores poslclonales en el sistema numérico octal.


Sistemas numéricos

Apéndice C

1221

Valores posidonales en el sistema numérico hexadeclmal

Dígito hexadecimal

3

D

A


Doscientos cincuenta y seis

Dieciséis

Unos

Valor posicional

256

16

1

Valor posicional como potencia de la base (16)

16a

161

16°

Figura C .6

Nfalores posidonales en el sistema num érico hexadeclmal.

Para núm eros hcxad ccim ales m ás extensos, las sigu ien tes p osicion es a la izquierda serían Impo sición J e los cuatro m il noventa y seis (1 6 a la tercera potencia), la posición Je los sesenta y cinco m il quinientos treinta y seis (1 6 a la cuata p otencia), y a sí sucesivam ente.

C.2 Abreviatura de los números binarios com o números octales y hexadecimales En com putación, el u so principal d e los núm eros octales y hcxad ccim ales es para abreviar repre sentacion es binarias dem asiado extensas. La figura C .7 m uestra q u e los núm eros binarios ex ten so s pueden expresarse m ás con cisam en te e n sistem as num éricos con bases m ayores que en el sistem a num érico binario.

Número decimal 0

Representación binaria

Representación octal

Representación hexadeclmal

0

0

0

1

1

1

1

2

10

2

2

3

11

3

3

4

100

4

4

5

101

5

5

6 7

110 111

6

6

7

7

8

1000

10

8

9

1001

11

9

10

1010

12

11

1011

13

A B

12

1100

14

C

13 14

1101

15

1110

16

D E

15

lili

17

P

16

10000

20

10

Rgura C .7

Equivalentes en decimal, binarlo, octal y hexadeclmal.


1222

Sistemas numéricos

Apéndice C

U na relación especialm ente im portante que tienen tanto el sistem a num érico octal co m o el hexad ccim al co n el sistem a binario e s que las b ases d e lo s sistem as octal y hcxadccim al (8 y 16, respec tivam ente) son p otencias d e la base d el sistem a num érico binario (base 2 ). C onsidere el siguiente núm ero binario de 12 dígitos y sus equivalentes en octal y hexadecim al. Vea si puede determinar cóm o esta relación hace que se a conveniente el abreviar lo s núm eros binarios en octal o hcxadecimal. La respuesta sigu e desp ués d e lo s núm eros. Número binario 100011010001

Equivalente en octal 4321

Equivalente en hexadecimal 8D1

Para convertir fácilm ente el núm ero binario en octal, só lo divida el núm ero binario de 12 d íg ito s en grupos d e tres bits con secu tivos y escriba e s o s grupos por en cim a de lo s d íg ito s correspondientes del núm ero octal, co m o se m uestra a continuación: 10 0

0 11

0 10

001

4

3

2

1

O bserve que e l d ígito octal q u e escrib ió debajo d e cada grupo d e tres bits corresponde precisam en te al equivalente octal d e e s e núm ero binario d e 3 d íg ito s que se m uestra en la figura C .7. El m ism o tipo de relación puede observarse al convertir núm eros d e binario a hexadecim al. D i vid a el núm ero binario de 1 2 d íg ito s en grupos d e cuatro bits co n secu tiv o s y escriba e s o s grupos por en cim a de los dígitos correspondientes del núm ero h exad ecim al, co m o s e m uestra a continuación: 10 0 0 8

110 1

D

0001

I

O b serve q u e el dígito hexadecim al q u e escribió debajo d e cada grupo de cuatro bits corresponde pre cisam ente al equivalente en hexadecim al de esc núm ero binario de 4 d íg ito s m ostrado en la figura C .7.

C.3 Conversión de números ocíales y hexadecimales a números binarios F.n la se cc ió n anterior v im os có m o convertir núm eros binarios a sus equivalentes en octal y hexade cim al, form ando grupos de dígitos binarios y sim plem ente v o lv ién d o lo s a escribir co m o sus valores equivalentes en dígitos octal es o hexadecim ales. E ste proceso puede utilizarse en forma inversa para producir el equivalente en binario d e un número octal o hcxadccim al. Por ejem p lo, el número octal 6 5 3 se convierte en binario sim plem ente escribien do el 6 co m o su equivalente binario d e 3 dígitos 110, e l 5 co m o su equivalente binario de 3 d íg ito s 101 y el 3 com o su equivalente binario de 3 dígitos 011 para formar el núm ero binario de 9 d íg ito s 110101011. El número hexadecim al F D A 5 se con vierte en binario sim p lem en te escribien do la F co m o su equivalente binario de 4 d ígitos 1111. la A co m o su equivalente binario de 4 dígitos 1010. la D c o m o su equivalente binario d e 4 dígitos 1101 y el 5 co m o su equivalente binario de 4 d íg ito s 0 1 0 1 , para formar el núm ero binario de 16 d ígitos 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 .

C .4 Conversión de un número binario, octal o hexadecim al a decimal C o m o estam os acostum brados a trabajar co n el sistem a decim al, a m enudo e s conveniente convertir un núm ero binario, octal o hexadecim al en d ecim al para tener una idea de lo que “realm ente" vale el número. N uestros diagram as en la sección C. 1 expresan los valores p o sicio n a les en decim al. Para convertir un núm ero en d ecim al d esd e otra b ase, m ultiplique el equivalente en decim al d e cada d ígi-


Apéndice C

Sistemas numéricos

1223

to por su valor posicional y su m e esto s productos. Por ejem p lo, el núm ero binario 110101 se c o n vierte en el núm ero 53 d ecim al, co m o s e m uestra en la figura C . 8 . Para convertir el núm ero 7 6 1 4 octal en el núm ero 3 9 8 0 decim al utilizam os la m ism a técnica, esta vez utilizando lo s valores p osicion ales apropiados para el sistem a octal, co m o se m uestra en la figura C.9. Para convertir el núm ero A D 3B hexadecim al en el número 4 4 3 4 7 d ecim al u tilizam os la m ism a técnica, esta v ez utilizando lo s valores p osicio n a les apropiados para el sistem a hexadecim al, co m o se muestra en la figura C .10.

C.5 Conversión de un número decim al a binario, octal o hexadecim al l a s con version es d e la últim a sección sigu en naturalm ente la s con v en cio n es de la notación p o sicio nal. L as con version es de d ecim al a binario, octal o hexadecim al tam bién sigu en estas convenciones. Suponga que querem os convertir el núm ero 57 d ecim al en binario. E m p ezam os escribiendo los valores p osicion ales de la s colum nas d e derecha a izquierda, hasta llegar a una colum na cu y o valor posicional sea m ayor que e l número decim al. C om o no n ecesitam os esa colum na, p odem os descar tarla. Por lo tanto, escribim os: Valores posicionales:

64

32

16

8

4

2

1

Conversión de un número binario en decimal Valores posicionales:

32

16

8

4

2

1

Valores simbólicos: Productos:

1 1*32-32

1 1*16-16

0 0*8-0

1 1*4-4

0 0*2-0

1 1*1-1

Suma:

■ 3 2 ♦ 16 ♦ 0 ♦ 4 ♦ 0 ♦ 1 -

Figura C .8

53

Conversión d e un número binario en decimal.

Conversión de un número octal en decimal

Valores posicionales:

512

64

8

1

Valores simbólicos:

6

1

Productos:

7 7*512-3584

6*64-384

1 *8 -8

4 4*1-4

Suma:

- 3 5 8 4 + 384 + 8 ♦ 4 -

Figura C .9

3980

Conversión d e un número octal en decimal.

Conversión de un número hexadedm d en decimal

Valores simbólicos:

4096 A

256 D

16 3

1 B

Productos:

A*4096-40960

D*256-3328

3*16-48

B-l-11

Suma:

- 4 0 9 6 0 ♦ 3328 ♦ 48 ♦ 11 - 44347

Valores posicionales:

Figura C.10

Conversión de un núm ero hexadecimal en decimal.


1224

Sistemas numéricos

Apéndice C

Luego descartam os la colum na con el valor p osicional d e 6 4 , dejando: Valores posicionales:

32

16

8

4

2

1

A continuación, em p ezam os a trabajar d esd e la colum na más a la izquierda y n os vam os d esplazan d o hacia la derecha. D ivid im os 5 7 entre 32 y ob servam os que hay un 3 2 en 5 7 , co n un residuo de 2 5, por lo q u e escribim os I e n la colum na de los 32. D ivid im os 25 entre 16 y ob servam os que hay un 16 en 25 co n un residuo d e 9 , por lo que escribim os 1 en la colum na de lo s 16. D ivid im os 9 en tre 8 y ob servam os que hay un 8 en 9 con un residuo de 1. L as sigu ien tes d o s colum nas producen el cocien te de cero cuando se divid e 1 entre sus valores p o sicio n a les, por lo que escribim os 0 en las c o lum nas de lo s 4 y de lo s 2. Por últim o, 1 entre 1 e s 1. por lo que escrib im os I en la colum na d e lo s 1. Esto nos da: Valores posicionales: Valores simbólicos:

32 1

16 1

8 1

y, por lo tanto, el 5 7 d ecim al es equivalente al 111001 binario. Para convertir el núm ero decim al 103 en octal, em p ezam os por escribir lo s valores p osicionales de la s colum nas hasta llegar a una colum na cu yo valor posicional sea m ayor que el núm ero decim al. C o m o no n ecesitam os esa colum na, la descartam os. Por lo tanto, prim ero escribim os: Valores posicionales:

512

64

8

1

L u ego descartam os la colum na con el valor p osicional 5 1 2 , lo que n os da: Valores posicionales:

64

8

1

A continuación em p ezam os a trabajar d esd e la colum na m ás a la izquierda y nos vam os d esplazan d o hacia la derecha. D ivid im os 103 entre 6 4 y ob servam os que hay un 64 en 103 con un residuo de 3 9 , por lo que escribim os 1 en la colum na de lo s 6 4 . D ivid im os 3 9 entre 8 y observam os que el 8 cabe cuatro v e c e s en 3 9 con un residuo d e 7, por lo q u e escribim os 4 en la colum na de los 8 . Por últim o, d ivid im os 7 entre 1 y ob servam os q u e el 1 cabe 7 veces en 7 y no hay residuo, por lo que escribi m os 7 en la colum na d e los 1. E sto n os da: Valores posicionales: Valores simbólicos:

64 1

8 4

1 7

y, por lo tanto, el 103 d ecim al e s equivalente al 147 octal. Para convertir el 37 5 d ecim al en hexadecim al, em p eza m o s por escribir lo s valores p osicionales d e la s colum nas hasta llegar a una en la que su valor p o sicio n a l sea m ayor que el número decim al. C o m o no n ecesitam os esa colum na, la descartam os. Por co n secu en cia, primero escribim os: Valores posicionales:

4096

25 6

16

1

L u ego descartam os la colum na con el valor p osicional d e 4 0 % , lo que nos da: Valores posicionales:

256

16

1

A continuación em p ezam os a trabajar d esd e la colum na que se encuentra m ás a la izquierda y nos vam os d esplazando hacia la derecha. D ivid im os 3 7 5 entre 2 5 6 y ob servam os que 2 5 6 cab e 1 v ez en 3 7 5 con un residuo d e 119, por lo q u e escribim os 1 e n la colum na d e lo s 2 5 6 . D ivid im os 119 entre 16 y ob servam os que e l 16 cabe 7 veces en 119 con un residuo d e 7 , por lo q u e escrib im o s 7 en la colum na de los 16. Por últim o, dividim os 7 entre 1 y observam os que el 1 cabe 7 v eces en 7 y no hay residuo, por lo q u e escrib im os 7 en la colum na de los 1. E sto produce: Valores posicionales: Valores simbólicos:

2 56 1

16

7

1 7

y, por lo tanto, el núm ero 3 7 5 d ecim al es equivalente al 177 hexadecim al.


Apéndice C

Sistemas numéricos

1225

C.6 Números binarios negativos: notación de com plem ento a dos La d iscu sión en este ap én dice se ha enfocado hasta ahora en núm eros positivos. En esta secció n explicarem os có m o la s com putadoras representan núm eros negativos m ediante el u so d e la notación de com plem entos a dos. Primero explicarem os có m o se forma el com p lem en to a d os de un núm ero binario y d esp u és m ostrarem os por q u é representa el valor negativo de d ich o núm ero binario. C onsidere una m áquina co n enteros d e 3 2 bits. Suponga que s e ejecuta la sigu iente instrucción: int valor ■ 13; La representación en 32 bits d e v a l o r es: 00000000

00000000

00000000

0 0 0 0 110 1

Para formar el negativo de v a l o r , primero form am os su com plem ento a uno aplicando el operador de com p lem en to a nivel d e bits de C + + ( - ) , que también se co n o ce c o m o operador N O T a nivel de b its : c o m p la m a n to A U n o D a V a lo r

-

-v a lo r;

Internamente, - v a l o r e s ahora v a l o r con cada uno de su s b its invertidos: los unos se convierten en ceros y lo s ceros en unos, co m o s e m uestra a continuación: v a lo r s

00000000

00000000

00000000

0 0 0 0 110 1

(es decir, el complemento a uno de v a l o r ) :

-v a lo r

11111111

11111111

11111111

11110 0 10

Para formar el com p lem en to a d o s de v a l o r , sim p lem en te sum am os uno al com p lem en to a uno de v a l o r . Por lo tanto: E complemento a dos de valor es: 11111111

11111111

11111111

11110 0 11

Ahora, si esto d e h ech o e s igual a - 1 3 , deberíam os poder sum arlo al 13 binario y obtener co m o re sultado 0. Vam os a probar esto: 00000000 00000000 00000000 00001101 ♦11111111 11111111 11111111 11110011 00000000

00000000

00000000

00000000

F.1 bit de acarreo q u e sa le d e la colum na q u e está m ás a la izquierda se descarta y evidentem ente ob te nem os cero co m o resultado. Si sum am os el com p lem en to a uno de un núm ero a esc m ism o núm ero, todos lo s dígitos del resultado serían iguales a 1. La clave para obtener un resultado en el q u e todos los dígitos sean cero es que el com p lem en to a d o s es 1 m ás q u e el com p lem en to a 1. L a sum a de 1 hace que el resultado d e cada colum na se a 0 y se acarrea un 1. El acarreo sig u e d esplazándose hacia la izquierda hasta que se descarta e n el bit que está m ás a la izquierda, co n lo que todos lo s d íg ito s del núm ero resultante son igu ales a cero. En realidad, las com putadoras realizan una sum a com o: x

■ a

-

v a lo r;

m ediante la sum a d el com p lem en to a dos de v a l o r con a , co m o se m uestra a continuación: x

-

a

♦

(

-v a lo r

♦

1

);


1226

Sistemas numéricos

Suponga que

Apéndice C

a es 2 7 y que valor e s 13 co m o en e l ejem plo anterior. S i el com p lem en to a dos valor

d e valor e s en realidad el negativo d e éste, en ton ces al sumar el com p lem en to de d o s de co n a se produciría el resultado d e 14. C om probem os esto:

a (por ejemplo. 27 ) ♦(-valor + 1)

0000 0000 000 00000 000 00000 00011011 ♦11111111 11111111 11111111 11110011 00000000

00000000

00000000

0 0 0 0 1110

l o q u e c ie r ta m e n te d a c o m o r e s u lta d o 14.

RESUM EN • Cuando escribimos un entero como 19.227 o -63, en un programa, suponemos automáticamente que el número se encuentra en el sistema numérico decimal (base 10). Los dígitos en este sistema numérico son 0 , 1.2. 3 .4 .5 . 6 . 7 , 8 y 9. El dígito de menor valor es el 0 y el dígito de mayor valor es el 9: uno menos que la base. 10. • Las computadoras utilizan internamente el sistema numérico binario (base 2). Este sistema numérico sólo cuenta con dos dígitos. 0 y 1. El dígito de menor valor es 0 y el de mayor valor es 1: uno menos que 2. la base. • Los sistemas numéricos octal (base 8) y hexadecimal (base 16) son populares principalmente porque son ade cuados para abreviar los números binarios. • Los dígitos del sistema numérico octal van desde el 0 hasta el 7. • Un problema con el sistema numérico hexadecimal es que requiere de dieciséis dígitos: el dígito de menor valor es 0 y el mayor tiene un valor equivalente al 15 decimal (uno menos que 16. la base). Por convención utilizamos las letras de la A hasta la F para representar los dígitos hexadecimal es correspondientes a los valo nes decimales del 10 al 15. • Cada sistema numérico utiliza la notación posicional: cada posición en la que se escribe un dígito tiene un valor posicional distinto. • Una relación especialmente importante que tienen tanto el sistema numérico octal como el hexadecimal con el sistema binario es que las bases de los sistemas octal y hexadecimal (8 y 16, respectivamente) son poten cias de la base del sistema numérico binario (base 2 ). • Para convertir un número octal en número binario, simplemente sustituya cada dígito octal con su equivalen te binario de tres dígitos. • Para convertir un número hexadecimal en número binario, simplemente sustituya cada dígito hexadecimal con su equivalente binario de cuatro dígitos. • Como estamos acostumbrados a trabajar con el sistema decimal, es conveniente convertir un número binario, octal o hexadecimal en número decimal para tener una idea de lo que “realmente" vale ese número. • Para convertir un número de decimal hacia otra base, multiplique el equivalente decimal de cada dígito por su valor posicional y luego sume estos productos. • Las computadoras representan los números negativos mediante el uso de la notación de complementos a dos. • Para formar el negativo de un valor en binario, primero forme su complemento a uno aplicando el operador de complemento a nivel de bits de C++ (-). Esto invierte los bits del valor. Para formar el complemento a dos de un valor, simplemente sume uno al complemento a uno del valor.

TE R M IN O LO G ÍA Base conversión dígito notación de complementos a dos

notación de complementos a uno notación posicional operador de complemento a nivel de bits ( - ) sistema numérico binario


Sistemas numéricos

Apéndice C

sistema sstem a sistema sistema sistema

numérico de base 10 numérico de base 16 numérico de base 2 numérico de base 8 numérico decimal

1227

sistema numérico hexadecimal sistema numérico octal valor negativo valor posicional valor simbólico

E JE R C IC IO S D E A U T O E V A L U A C IÓ N C .l

I-as bases de los sistemas numéricos decimal, binario, octal y hexadecimal s o n __________ , ______ ____. __________ y ___________, respectivamente.

C .2

En general, las representaciones en decimal, octal y hexadecimal de un número binario dado contienen (más/menos) dígitos de los que contiene el número binario.

C .3

(Verdadero/falso) Una de las razones populares de utilizar el sistema numérico decimal es que forma una notación conveniente para abreviar números binarios, en la que simplemente se sustituye un dígi to decimal por cada grupo de cuatro dígitos binarios.

C .4

1.a representación (octal/hexadecimal/decimal) de un valor binario grande es la más concisa (de las al ternativas dadas).

C .5

(Verdadero/falso) El dígito de mayor valor en cualquier base es uno más que la base.

C .6

(Vcrdadero/falso) El dígito de menor valor en cualquier base es uno menos que la base.

C .7

El valor posicional del dígito que se encuentra más a la derecha en cualquier número, ya sea binario, octal. decimal o hexadecimal es siem pre__________ .

C .8

El valor posicional del dígito que está a la izquierda del dígito que se encuentra más a la derecha en cualquier número, ya sea binario, octal, decimal o hexadecimal es siempre igual a __________ .

C .9

Complete los valores que faltan en esta tabla de valores posicionales para las cuatro posiciones que es tán más a la derecha en cada uno de los sistemas numéricos indicados: decimal hexadecimal binario octal

1000 . . .

100 256

... 512

••• 64

10 . . .

••

1 . . .

•

. . .

8

1

C .1 0

Convierta el número binario 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 en octal y en hexadecimal.

C . 11

Convierta el número hexadecimal PACE en binario.

C .l2

Convierta el número octal 7 3 1 6 en binario.

C .1 3

Convierta el número hexadecimal 4PEC en octal. [Sugerencia: Primero convierta el número 4FEC en binario y después convierta el número resultante en octal.]

C .1 4

Convierta el número binario 1 1 0 1 1 1 0 en decimal.

C .1 5

Convierta el número octal 317 en decimal.

C .1 6

Convierta el número hexadecimal EPD4 en decimal.

C .l7

Convierta el número decimal 177 en binario, en octal y en hexadecimal.

C . 18

Muestre la representación binaria del número decimal 417. Después muestre el complemento a uno de 41 7 y el complemento a dos del mismo número.

C .1 9

¿Cuál es el resultado cuando se suma el complemento de uno de un número con ese mismo número?


1228

Sistemas numéricos

Apéndice C

RESPUESTAS A LOS E JE R C IC IO S D E A U T O E V A L U A C IÓ N C .l

1 0 .2 ,8 ,1 6 .

C .2

Menos.

C .3 C .4

Falso. Hexadedmal.

C .5

Falso. El dígito de mayor valor en cualquier base es uno menos que la base.

C .6

Falso. El dígito de menor valor en cualquier base es cero.

C .7

1

(La base elevada a la potencia de cero).

C .8

La base del sistema numérico.

C .9

Complete los valores que faltan en esta tabla de valores posición al es para las cuatro posiciones que están más a la derecha en cada uno de los sistemas numéricos indicados: decimal

1000 4096 8

100 256 4

10

hexadedmal

16 2

1 1 1

5 12

64

8

1

binario octal C .1 0

6 5 3 0 octal; D5 8 hexadedmal.

C .ll

111

C .1 2

11 0 11 0 0 1 11 0 binario.

C .1 3

0 10 0

C .1 4

2+4 + 8 + 32 + 6 4 - 1 1 0 decimal.

C .1 5

7 + 1 * 8 + 3 * 6 4 -7 + 8 + 1 9 2 -2 0 7 decimal.

C .1 6

4 + 1 3 * 1 6 + 1 5 * 2 5 6 + 1 4 * 4 0 9 6 -6 1 3 9 6 decimal.

C .1 7

177 decimal,

10 10

111

110 0

111

1 1 1 0 binario.

10 1

1 0 0 binario: 477 54 octal.

en binario:

256 128 64 32 16 8 4 2 1 12 8 64 32 16 8 4 21 (1 * 1 2 8 )+ (0 * 6 4 )+ (1 * 3 2 )+ (1 * 1 6 )+ (0 * 8 )+ (0 * 4 )+ (0 * 2 )+ (1 * 1 ) 10 110 0 0 1

en octal:

512 64 64 8 1

8

1

(2*64)+(6*8)+(l*l) 261 en hexadedmal:

256 16 1 16 1 (1 1 * 1 6 )+ (1 * 1 ) (B * 1 6 ) ♦ ( 1 * 1 )

B1


Sistemas numéricos

Apéndice C

C .1 8

1229

Binario:

51 2 2 56 128 64 32 16 8 4 2 1 25 6 1 28 64 32 16 8 4 2 1 (1 * 2 5 6 ) ♦ (1 * 1 2 8 ) ♦ ( 0 * 6 4 ) ♦ ( 1 * 3 2 ) ■»•(0 * 1 6 ) + (0 * 8 ) + (0 * 4 ) + (0 * 2 ) + (1 * 1 ) 110 10 0 0 0 1

Complemento a uno: 0 0 1 0 1 1 1 1 0 Complemento a dos: 0 0 1 0 1 1 1 1 1 Comprobación: Número binario original + su complemento a dos 110 10 0 0 0 1 0 0 10 11111 000000000

C .1 9

Cero.

E JE R C IC IO S C .2 0

Algunas personas argumentan que muchos de nuestros cálculos se realizarían más fácilmente en el sis tema numérico de base 1 2 , ya que el 12 puede dividirse por muchos más números que el 10 (por la base 10). ¿Cuál es el dígito de menor valor en la base 12? ¿Cuál podría ser el símbolo con mayor valor para un dígito en la base 1 2 ? ¿Cuáles son los valores posicionales de las cuatro posiciones más a la de recha de cualquier número en el sistema numérico de base 12?

C .21

¿Cómo se relaciona el símbolo con mayor valor en los sistemas numéricos que hemos descrito con el valor posicional del primer dígito a la izquierda del dígito que se encuentra más al la derecha de cual quier número en estos sistemas numéricos?

C .2 2

Complete la siguiente tabla de valores posicionales para las cuatro posiciones más a la derecha en cada uno de los sistemas numéricos indicados:

decimal base 6 base 13 base 3

1000

100

. . .

e e e

10 6

1

e e e

169

e e e

ese

27

e e e

e e e

e e e

e e e

C .2 3

Convierta el número binario 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 en octal y en hexadecimal.

C .2 4

Convierta el número hexadecimal 3A7D en binario.

C .2 5

Convierta el número hexadecimal 765P en octal. [Sugerencia: Primero convierta el número 765P en binario y después convierta ese número binario en octal.] Convierta el número binario 1 0 1 1 1 1 0 en decimal.

C .2 6 C .2 7

Convierta el número octal 426 en hexadecimal.

C .2 8 C .2 9 C .3 0

Convierta el número hexadecimal h p en decimal. Convierta el número decimal 2 99 en binario, en octal y en hexadecimal. Muestre la representación binaria del número decimal 779. Después muestre el complemento a uno de 7 7 9 y el complemento a dos de este mismo número.

C.31 C .3 2

¿Cuál es el resultado cuando se suma el complemento a dos de un número con este mismo número? Muestre el complemento a dos del valor entero - 1 en una máquina con enteros de 32.


T> Recursos de C++ en Internet y Web

Este apéndice contiene una lista de recursos de C + + que están disponibles en Internet y World W ide Web. E stos recursos incluyen FAQs (preguntas frecuentes), tutorialcs, vín cu lo s al estándar A N S1/ISO de C + + , inform ación sobre lo s com piladores populares de C + + y a cceso a com piladores gratuitos, d e mostraciones, libros, tutoriales, herramientas de software, artículos, entrevistas, conferencias, boletines y revistas, cursos en línea, grupos d e n oticias y recursos profesionales. Para obtener inform ación adi cional sobre A N SI (Instituto nacional estadounidense d e estándares) y sus actividades relacionadas con C + + , v isite el sitio w w w . a n s i . o r s r .

D .l Recursos www.cplusplus.coa Este sitio contiene información acerca de la historia y el desarrollo de C++. así como tutorialcs, documentación, material de referencia, código fuente y foros.

www.pos sibi1ity.com/Cpp/CppCodingStandard.html El sitio C ++ Codtng Standard examina el estándar de C++ y el proceso de estandarización. También, incluye temas como el cumplimiento de los estándares, el formato, la portabilidad y la documentación, además de ofre cer vínculos a recursos Web adicionales de C++.

help-site.com/cpp.html Este sitio cuenta con vínculos a recursos de C++ en Web. incluyendo tutoriales y una sección FAQ sobre C++.

www.glenmccl.com/tutor.htm Este sitio de referencia habla sobre temas como el diseño orientado a objetos y cómo escribir código robusto. El sitio ofrece introducciones acerca de temas relacionados con el lenguaje C++. incluyendo la palabra reserva da static, el tipo de datos bool, los espacios de nombres, la Biblioteca estándar de plantillas y la asigna ción de memoria.

www. programar shaavan.con/ zona 3/cat353 Este sitio ofrece una extensa colección de bibliotecas gratuitas de C++.

www.programmarshaavan.com/zona3 Este sitio proporciona vínculos a tutoriales. artículos, herramientas de desarrollo y código fuente.


Apéndice D


1231

w w w .h a l9 k .c o m /c u g B sitio C/C++ Usen Group (CUG) contiene recursos, boletines. Shareware y freeware de C++. w w w .d av x .co m DevXes un recurso extenso para los programadores; cuenta con las noticias, herramientas y técnicas más recien tes para diversos lenguajes de programación. El sitio C++ Zone ofrece tips. foros de discusión, ayuda técnica y boletines en línea. w w w .c p ro g ra m m ln g .c o m Este sitio contiene tutoriales interactivos, cuestionarios, artículos, boletines, archivos para descargar, recomen daciones de libros y código fuente gratuito. w w w . a c m . o r g / c r o s 8 r o a d a / x r d s 3 - 2 / o v p 3 2 .h tm l El sitio de la ACM (Asociación de equipos computacionales) ofrece un listado extenso de recursos acerca de C++. incluyendo textos recomendados, diarios y revistas, estándares publicados, boletines. FAQs y grupos de noticias. Encontrará muchos artículos traducidos en español en la siguiente dirección litp://www.acm.org/crossroads/

español/. www. v b -b o o k m a r k . c o m /v b C p p . h tm l B sitio C++ Bookmark contiene vínculos a bibliotecas de clases, entornos de desarrollo, código fuente, lutoriales. compiladores, seminarios, revistas y grupos de usuarios. www. c o m a a u c o m p u tin g . c o m / r a a o u r c a a El sitio C om eau Com puting con tien e vín cu los a d iscu sio n es técn icas, FAQs (inclu yen do una d ed ica da a las plantillas), grupos de usuarios, de noticias y un com pilador de C + + en línea.

www. e x c i t o n . c a . r i c a . e d u /C p p R e s o u r c e 8 Este sitio proporciona un documento que sintetiza los aspectos técnicos de C++. FJ sitio también habla sobre las diferencias entre Java y C++. w w w .a c c u .in f o r m ik a .r u /r a a o u r c a a /p u b lic /te r a a /c p p .h tm B sitio de la ACU (Asociación de usuarios de C & C + +) contiene vínculos a tutoriales. artículos, información para desarrolladores, discusiones y reseñas de libros acerca de C++. n o y e a . u e d a v i a . ad u /C D F g ro u p /C P P P A Q E . h tm Este sitio muestra vínculos a tutoriales. información acerca de bibliotecas de C++ e información acerca de la Colección del compilador de GNU. w w w .c u j.c o m C7C++ User's Journal es una revista en línea que contiene artículos, tutoriales y descargas. FJ sitio ofrece no ticias acerca de C++, foros y vínculos a información relacionada sobre las herramientas de desarrollo. d i r e c t o r y . g o o g l e . c o m /T o p /C o m p u te r a /P r o g r a m m in g /L a n g u a g e a /C + + / R e a o u rc e a /D irá c to rle a B directorio de recursos sobre C++ de Google clasifica a los sitios acerca de C++ más útiles, www. c o m p i n f o . c o . u k / c + + . h tm Este sitio proporciona vínculos a FAQs, grupos de noticias y revistas acerca de C++. www. a p i . j h u . a d u / - p a u l m a c / c + + - r a f a r a n c a a .h t m l Este sitio contiene reseñas de libros y recomendaciones para los programadores de C++ principiantes, interme dios y avanzados, además de vínculos a recursos de C++ en línea, incluyendo libros, revistas y tutoriales. www. c o d e p r o j a c t . com En este sitio hay artículos, fragmentos de código, discusiones de usuarios, libros y noticias acerca de la progra mación en C++. C# y .NET.


1232


Apéndice D

www.austi n l i n k s . com/CPlusPlus El sitio de Quadralay Corporation contiene vínculos a diversos recursos de C++, incluyendo Bibliotecas de MFC / Visual C++. información sobre la programación en C++. recursos profesionales de C++ y una lista de tutoriales y herramientas en línea para aprender C++.

www.caci.c>uab.«du/dick/c++atd En este sitio hay vínculos al estándar ANSI/1SO de C++ y al grupo de Usenet c c m p . a t d . c-t-*-. www. r e a e a r c h . a t t . c o n / - b a / h o m e p a g a . h tm l Ésta es la página inicial de Bjame Stroustrup. diseñador del lenguaje de programación C++. Este sitio contiene una lista de recursos. FAQs y demás información útil acerca de C++.

D.2 Tutoriales W W W .rd w .tec. m n .u a / m s c / Í n d e x . a h tm l La universidad Minnesota State Coliege-Southeast Technical ofrece cursos acreditados de C++ en línea, w w w .ib a c n a t . com En este sitio encontrará tutoriales en español sobre Internet, CGI, Perl, C++, Apache y todo lo relacionado con la programación Web. Es el sitio de uno de los traductores del libro en español, donde además puede formular preguntas sobre estos lemas. f t p * / / r t f m .m i t . e d u /p u b /u s e n e t/n e w s . a n s w e r s /C -f a q /le a r n - c - c p p - t o d a y Este sitio ofrece descripciones detalladas sobre varios tutoriales de C++ que están disponibles en Web. El sitio también contiene información acerca de varios compiladores de C++. w w w .c p r o 9 ran aain 9 . c o m / t u t o r i a l .h t m l Este sitio ofrece un tutorial paso a paso con código de ejemplo, que cubre la E/S de archivos, la recursividad, los árboles binarios, las plantillas de clases y mucho más. www. p r o g r a m m e r a h e a v e n . co m / z o n e 3 / c a t 3 4 En este sitio hay tutoriales gratuitos, apropiados para muchos niveles de experiencia, www. p r o g r a m m a r a h a lp . c o . u k / c ♦ ♦ . php Este sitio contiene cursos en línea gratuitos y una extensa lista de tutoriales de C++. Además, cuenta con FAQs. descargas y otros recursos. w w w .c o d a p r o j a c t . c o m / a c r i p t / a r t i c l a a / b a g i n n a r a . a a p Este sitio lista tutoriales y artículos disponibles para principiantes en C++. d e v e l o p m e n t . f r e e s e r v e r a . c o m /c _ c p p Este sitio contiene tutoriales de C++, artículos, juegos, programas de ejemplo, herramientas de desarrollo y vínculos hacia otros recursos de C++. w w w .e n 9 . h a w a l i . e d u / T u t 0 r /M a k e Este sitio cuenta con un tutorial que describe cómo hacer makefiies. w w w .c p p -h o m e .c o m En este sitio hay tutoriales gratuitos, discusiones, salones de chat. artículos, compiladores, foros y cuestionarios en línea relacionados con C++. Los tutoriales de C++ ofrecen un panorama general sobre lemas como ActiveX/ COM. MFC y gráficos. www. c o d e b e a c h . com Este sitio contiene código fuente, tutoriales, libros y vínculos acerca de los lenguajes de programación impor tantes. incluyendo C++, Java, ASP. Visual Basic. XML, Pitón. Perl y C#.


Apéndice D


1233

www. k e g e 1 . c o n /a c a d e m y / t u t o r i a l s . h tm l Este sitio proporciona vínculos a tutoriales sobre C, C-h - y el lenguaje ensamblador. w w w .i n t a l i n f o . c o m / n a w l y _ r a a a a r c h a d _ f r a a _ t r a i n i n g / C - f - - t - . h t m l Este sitio cuenta con una extensa lista de tutoriales gratuitos en Web. con breves descripciones.

D.3 FAQs www. f a q s . o r g / f a q s / b y - n a w a g r o u p / c o m p / c o m p . l a n g . c + + . h t m l Este sitio consta de vínculos a FAQs y tutoriales recopiladas del grupo de noticias Comp. L a n g . o * . w w w .e 8 k i r a o . c o m / - s c a / C - f a q / t o p . h t m l Esta lista de FAQs sobre C contiene temas como apuntadores, asignación de memoria y cadenas. w w w .ta c h n io n .a c .il/t a c h n io n /t c c /u s g /R a f /C _ P r o g r a m m in g .h t m l Este sitio contiene referencias acerca de la programación en C/C++. incluyendo FAQs y tutoriales. www. f a q s . o r g / f a q s / b y - n e w s g r o u p / c o m p / c o m p . c o m p i l a r a . h tm l Este sitio contiene una lista de FAQs generadas en el grupo de noticias c o m p .c o m p ila r a .

D.4 Visual C++ w w w .m i c r o s o f t . c a m / v i a u a l c El sitio Web de Microsoft Visual C++ contiene información acerca de la versión más reciente de Visual C++ .NET. Puede encontrar información en español sobre este producto en la página www.microsoft.com/latain/visualc/. www. a u l . f i u . e d u / t e c h / v i s u a l e . h tm l Este sitio contiene artículos, tutoriales, FAQs y grupos de noticias sobre Visual C++, e información acerca de C/C+4. w w w .v b - b o o k m a r k .c o m /V is u a lC P P .h t m l H sitio Visual Basic/Visual C ++ Bookmark contiene código fuente, grupos de noticias, tips c información sobre la programación con Visual C++. www. p ro g ra m m er a h e l p . c o .u k /c - f - - f - v is c . p h p Fste sitio contiene vínculos a diversos recursos acerca de Visual C++, incluyendo código fuente, herramientas de desarrollo y artículos. w w w .f r e e p r o g r a m m in g r e a o u r c a a .c e r a /v i a u a l c p p . h t m l Este sitio contiene recursos de programación gratuitos para los programadores que utilizan Visual C++, inclu yendo tutoriales y ejemplos de aplicaciones de programación. w w w .m v p a .o r g /v c f a q El sitio Mosí Vatuable Professional (MVP) contiene un FAQ acerca de Visual C++.

D.5 Grupos d© noticias kom . n s t / - d b r i c k / n s w s p a g s / c o m p . l a n g . c ♦ ♦ . h tm l Visite este sitio para conectarse con grupos de noticias relacionados con la jerarquía co m p . l a n g .c + + . a l . k a i a t . a c .k r /-y m k im /P r o g r a m /c -f - + . h t m l Este sitio ofrece tutoriales, bibliotecas, compiladores populares. FAQs y grupos de noticias, incluyendo a co m p . l a n g . c-f-f-. p e n t2 1 . in f o a y a . t u w la n .a c . a t /c a t u a /o o _ c _ p lu a _ p lu a . h tm lio o _ c _ p lu s _ p lu s _ g a n a r a ln a w s g r o u p s Este sitio contiene una lista de grupos de noticias sobre C++ en general.


1234


Apéndice D

D.6 Compiladores y herramientas de desarrollo w w w . m l c r o s o f t .c o m / l a t a m / v i s t x a l c H sitio Web de Microsoft Visual C++ contiene información sobre el producto, generalidades, materiales su plementarios e información sobre pedidos para el compilador Visual C++. El sitio relacionado en esparto! es www.microsoft.com /latsm/visualc. www. b o r l a n d . c o m /b c p p b u i ld e r Éste es un vínculo al compilador Borland C + + Ruilder 6. Hay disponible una versión de línea de comandos gratuita que puede descargarse. w w w .t h e f r e e c o u n t r y . c o m / d e v e l o p e r c i t y / c c o m p i l e r s . s h tm l Este sitio ofrece compiladores gratuitos de C y C++ para una variedad de sistemas operativos. www. f a q s . o r g / f a q s / b y - n e w s g r o u p / c o m p / c o m p . c o m p i 1 e r s . h tm l Este sitio muestra una lista de las FAQs generadas dentro del grupo de noticias c o m p .c o m p ila r s . w w w . n c f . c a r l e t o n .c a / V 7 K b g 2 8 3 En este sitio está disponible Mímele C, un compilador de C++ basado en DOS. Este compilador puede descar garse en forma gratuita y el código fuente está disponible por una cuota de registro. w w w .c o m p i l e r s . n e t El sitio Compilens.net está diseñado para ayudar a los usuarios a localizar compiladores, s u n s e t . b a c k b o n e . o l e m i s s . e d u /V 7 E b o b c o o k /e C Este compilador de C++ está diseñado para los programadores de Pascal que desean cambiar a C++. d e v e lo p e r .in t e l.c o m /s o f t w a r e /p r o d u c t s /c o m p ile r s /c w in /in d e x .h t m El compilador Intel C ++ Compiler está disponible en este sitio. www. k a i .c o m /C _ p l u s _ p l u s Este sitio ofrece el compilador Kai C++ por un periodo gratuito de prueba de 30 días, www. s y m b ia n . c o m / d e v e l o p e r / d e v e l o p m e n t / c p p d e v . h tm l Symbian ofrece un paquete para desarrolladores de C++ y vínculos a diversos recursos, incluyendo código y herramientas de desarrollo para los programadores de C++ (especialmente los que trabajan con el sistema opera tivo Symbian). www. w i n w a r e l i n k a . c o m /a p p s / d e v e l o p m e n t / c p l u s p l u s . h tm Este sitio contiene recursos relacionados con herramientas de desarrollo de C++ y aplicaciones de software.

D.7 Biblioteca de plantillas estándar Tutoriales www.c e . b r o w n . e d u / p e o p l e / j a k / p r o g r a m m l n g / s t l - t u t o r i a l / t u t o r l a l .h t m l Este tutorial acerca de la STL está organizado en base a: ejemplos, filosofía, componentes y extensión de la STL. Aquí encontrará ejemplos de código en los que se utilizan los componentes de la STL. además de expli caciones y diagramas útiles.

www . x r a y l it h . wisc . a d u / - k h a n /s o f tw a r e / s 1 1 / os_exam ple s / exam ple s . htm l Este sitio es útil para las personas que están comenzando a aprender acerca de la STL. Aquí encontrará una in troducción a la STL y ejemplos con el ObjectSptice STL Tool Kit.


Apéndice D


1235

R eferencias

www.sgi.com/tech/stl 1.a guía del programador para la Biblioteca estándar de plantillas de Silicon Graphics es un recurso útil para obtener información relacionada con la STL. Aquí puede descargar código fuente de la STL y también encon trará la información más reciente, documentación sobre el diseflo y vínculos hacia otros recursos de la STL.

www.C8.rpi.edu/projects/STL/stl/stl.html Ésta es la página inicial de la Referencia en línea para la Biblioteca estándar de plantillas del instituto Renssenlaer Polytechnic. Aquí encontrará explicaciones detalladas de la STL. así com o vínculos hacia otros recursos útiles para obtener información sobre la STL.

A rtículos, libros y entrevistas

www.byte.con/art/95l0/secl2/art3.htm La revista Byte tiene una copia de un artículo escrito por uno de los creadores de la Biblioteca estándar de plan tillas. Alexander Stcpanov, el cual proporciona información aoerca del uso de la STL en la programación gené rica.

E stá n d a r A N S //I S O d e C + +

www.ansi.org En este sitio puede comprar una copia del Estándar de C++.

S o ftw a re

www.cs.rpi.edu/-musser/stl-book H sitio de RPI sobre la STL incluye información acerca de cómo difiere la STL en comparación con otras bi bliotecas de C++ y sobre cómo compilar programas que utilizan esta biblioteca. Se tiene disponible una lista de archivos de inclusión, programas de ejemplo que utilizan la STL. Clases contenedoras de la STL y Categorías de aeradores de la STL. Este sitio también cuenta con una lista de compiladores compatibles con la STL. sitios FTP para obtener código fuente de la STL y materiales relacionadas.

www.c8.rpi.edu/-wiaeb/stl-borland.html Este sitio es una referencia para los usuarios del compilador Borland C++. Incluye secciones sobre adverten cias e incompatibilidades.



Objetivos • C o n o c e r lo s c o m p o n e n te s m á s im p o r ta n te s d e lo s d o c u m e n to s d e X H T M L . • U tiliz a r X H T M L p a r a c r e a r p á g in a s d e W o rld W id e W eb. • A g re g a r im á g e n e s a la s p á g in a s W eb. • A p r e n d e r a c r e a r y u tiliz a r h ip e r v ín c u lo s p a r a n a v e g a r p o r la s p á g in a s W eb. • M a r c a r lis ta s d e in f o rm a c ió n . • C r e a r fo rm u la rio s .

L eer entre lineas f u e m ás fá c il que seguir e l texto. A ris tó f a n e s

A s í es. J e la tabla de m i m em oria borraré todos los registros afectuosam ente triviales. W illia m S h a k e s p e a re



Apéndice E

1237

Plan general E.l

Introducción

E.2

Edición de XHTML

E.3 EA

El primer ejemplo de XHTML Encabezados

E.5

Vínculos

E.6 E.7

Imágenes Caracteres especiales y más interrupciones de línea Listas desordenadas Listas anidadas y ordenadas

E.8 E.9

E.10 Tablas básicas de XHTML E.l 1 Tablas intermedias de XHTML y formato E.12 Formularios básicos de XHTML E.13 E.14

Formularios más complejos de XHTML Recursos en Internet y en World Wide Web

Resumen • Terminología

E.l Introducción En este ap én dice presentarem os X H T M L 1 (L enguaje d e marcado d e hipertexto extend ido) para crear con ten ido Web. A diferencia de los lenguajes por p rocedim ientos co m o C , Fortran, C obol y Visual B asic, X H TM L es un lenguaje de m arcado que esp ecifica el form ato del texto que s e muestra en un navegador W eb, com o M icrosoft Internet Explorer o N etscap e C om m unicator. Una cuestión clave al utilizar X H T M L e s la separación d e la presentación de un docum ento (es decir, la apariencia d e un docum ento cuando s e m uestra en un navegador) d e la estructura de la in fo rm a ció n del m ism o. A lo largo d e este apéndice hablarem os detalladam ente sobre esta cuestión. En este apéndice crearem os varias páginas W eb com p letas que contendrán texto, hipervíneulos, im ágen es, reglas horizontales e interrupciones de línea. Tam bién hablarem os sobre la s características m ás su stan ciales de X H T M L , incluyendo la presentación de la inform ación en tablas y la incorpo ración de fo rm u la rio s para recolectar la inform ación d e un visitante d e una página Web. A l terminar este ap én dice usted estará fam iliarizado con la s características d e X H TM L que se utilizan con m a yor frecuencia y podrá crear docum entos W eb más com p lejos. En e ste apéndice no presentarem os ningún tipo de program ación con C ++.

E.2 Edición de XHTML En este apéndice escribirem os X H T M L en su fo rm a de código fu en te. C rearem os docum entos de X H T M L escrib ién d olos en un editor d e texto (por ejem plo, el Bloc d e notas, Wordpad, vi o em acs) y guardándolos ya se a con la extensión . b t m l o . h tm en su nom bre d e archivo.

I. XHTML ha reemplazado a HTML (Lenguaje de marcado de hipertexto) como el principal medio para describir el contenido Web. XHTML ofrece características más robustas, ricas y extensibles que HTML. Para obtener más in formación acerca de XHTMIVHTML, visite el sitio mnf.*3.org/markup.


1238


Apéndice E

Buena práctica de programación E.l Asigne a los documentos nombres de archivo que describan su funcionalidad. Esta práctica puede ayu darle a identificar los documentos de manera más rápida. También ayuda a las personas que desean crear un vínculo hacia una página, ya que pueden utilizar un nombre fácil de recordar. Por ejemplo, si usted va a escribir un documento de XHTML que contenga información sobre ciertos productos, tal vez podría llamarlo productos.html.

servidor Web a lm a c e n a n recursos e je m p lo , a l e s c r ib ir ww.dei-

L o s e q u i p o s q u e e je c u ta n c ie r to s o f tw a r e e s p e c ia liz a d o c o n o c id o c o m o

lo s d o c u m e n to s d e X H T M L . L o s c l ie n te s ( p o r e je m p lo , lo s n a v e g a d o re s W e b ) s o lic ita n e s p e c íf ic o s , c o m o d o c u m e n to s d e X H T M L , a l s e rv id o r W eb . P o r

tel.com/books/dovmloads.htmen e l c a m p o d e d ir e c c ió n d e u n n a v e g a d o r W e b s e s o lic ita e l d o c u m e n to downloads.htm a l s e r v id o r W e b q u e s e e j e c u ta e n www.deit el.con. E s te d o c u m e n to s e e n c u e n tr a e n u n d ir e c to r io lla m a d o books.

E.3 El primer ejemplo de XHTML E n e s te a p é n d ic e p r e s e n ta r e m o s m a rc a s d e X H T M L y c a p tu r a s d e p a n ta lla q u e m u e s tra n la f o rm a e n q u e I n te r n e t E x p lo r e r d e s p lie g a (e s d e c ir, m u e s tr a ) e l X H T M L . C a d a d o c u m e n to d e X H T M L q u e a p a r e c e e n e s te te x to tie n e n ú m e ro s d e lín e a s ó lo c o m o r e f e r e n c ia ; e s to s n ú m e r o s d e lín e a n o fo rm a n p a r te d e lo s d o c u m e n to s d e X H T M L . N u e s tro p r im e r e je m p lo ( fig u r a E . 1) e s u n d o c u m e n to d e X H T M L lla m a d o q u e m u e s tr a el m e n s a je e s la

14, q u e

tBienvenido a XHTML!

principal.html

e n e l n a v e g a d o r. L a lín e a c la v e e n e l p r o g ra m a

in d ic a a l n a v e g a d o r q u e m u e s tre e l m e n s a je

{Bienvenido a XHTML!

z a r e m o s c a d a lín e a d e l p ro g ra m a .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

< 1DOCTYPE html PUBLIC *-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" *http://www.w3.org/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-strict.dtd"> <1-- Nuestra primera página Web. — > Nuestra primera página Web

12

13 14 15 16

(Bienvenido a XHTML!

Figura E.l

El primer ejem plo d e XHTML


A h o r a a n a li


Apéndice E

1239

Las lín ea s 1 a 3 se requieren en los docum entos de X H T M L para cum plir co n la sintaxis apro piada de X H TM L. Las lín ea s 5 y 6 son com entarios de XHTML. L os creadores de d ocu m entos de X H T M L insertan com entarios para m ejorar la legibilidad del m arcado y para describir e l contenido de un docum ento. L os com entarios tam bién ayudan a que otras personas lean y com prendan el m arcado y el con ten ido d e un d ocu m ento de X H TM L. Los com entarios no provocan que el navega dor W eb realice alguna acción cuando el usuario carga el docum ento de X H TM L para verlo. L os com entarios de X H T M L siem pre em p iezan con < / - - y terminan co n - - > . Cada uno de nuestros ejem p los d e X H T M L incluye com entarios q u e esp ecifican el número de figura y el nom bre de archi vo, adem ás de proveer una breve descripción d el propósito d e cada ejem p lo. L o s ejem p los su bse cuentes incluyen com entarios en el m arcado, esp ecialm en te para resaltar nuevas características.

Buena práctica de programación E.2 Coloque comentarios a lo largo de su marcado. Los comentarios ayudan a que otros programadores comprendan el propósito de sus marcas, asisten en el proceso de depuración y listan información útil que usted no desea que el navegador despliegue. Los comentarios también le ayudan a comprender el significado de sus propias marcas cuando vuelve a ver un documento para modificarlo o actualizarlo. Las marcas de XHTM L contienen texto que representa el contenido d e un documento y elementos que especifican la estructura del m ism o. A lgunos elem entos importantes d e un docum ento de X H T M L son los elem entos html. head y body El elem ento html encierra la sección del encabezado (representada por el elem ento head) y la sección d e l cuerpo (representada por el elem ento bodyX La se cc ió n del encabezado contiene información acerca del docum ento d e X H TM L, co m o el titulo del m ism o. La sección del encabezado también puede contener instrucciones especiales para dar formato al docum en to, estas instrucciones se conocen com o h ojas de estilo; adem ás de programas del lado cliente co n o ci dos com o secuencias de com andos para crear páginas W eb dinám icas. La sección del cuerpo cuenta con el contenido de la página que el navegador muestra cuando el usuario visita la página Web. L os d ocu m entos de X H T M L delim itan un elem en to m ediante el u so de m arcas de inicio y de fin . Una marca d e in icio con siste del nom bre del elem en to encerrado entre paréntesis angulares (por ejem p lo, < h t m l> X Una marca d e fin con siste del nombre del elem en to antecedido por una barra diagonal ( / ) , tod o esto encerrado entre paréntesis angulares (por ejem p lo, < / h t m l > ) . En este ejem plo, las lín eas 8 y 16 definen el in icio y el fin d el elem en to h t m l . O bserve que la marca de fin en la línea 16 tien e el m ism o nom bre que la marca de in icio , pero a éste se antepone un / dentro de lo s paréntesis angulares. M u ch as m arcas de in icio definen atributos que proporcionan inform ación adicional sobre un elem ento. L os navegadores pueden utilizar esta inform ación adicional para deter minar có m o procesar e sc elem ento. Cada atributo tiene un nom bre y un valor, separados por un sign o de igual ( - ) . La línea 8 esp ecifica un atributo requerido ( x m l n s ) y un valor (h t t p : / / w w w . w 3 . o r y / 1 9 9 9 / x h t m l ) para el elem en to h t m l en un docum ento d e X HTM L.

Error común do programación E.l El no encerrar los \aiores de los atributos ya sea en comillas sencillas o dobles produce un error de sintaxis.

Error común do programación E.2 El uso de letras mayúsculas en un elemento o nombre de atributo de XHTML es un error de sintaxis. Un docum ento de XHTM L divide al elem en to h t m l en dos secciones: encabezado y cuerpo. Iâs líneas 9 a 11 definen la sección del encabezado d e la página W eb con un elem en to h e a d . La línea 10 especifica un elem en to t i t l e . Esto se con o ce com o un elem ento anidado . ya que está encerrado e n tre las marcas de inicio y fin del elem ento h e a d . Este elem ento también es un elem en to anidado, ya que está encerrado entre las marcas de inicio y fin del elem en to h t m l . El elem ento t i t l e se usa pa ra describir la página Web. Los títulos generalm ente aparecen en la barra de título que se encuentra en


1240


Apéndice E

la p a rte s u p e rio r d e la v e n ta n a d e l e x p lo ra d o r, y ta m b ié n a p a re c e n c o m o e l te x to q u e id e n tific a a u n a p á g in a c u a n d o lo s u s u a rio s la a g re g a n a s u lis ta d e F a v o rito s o d e M a rc a d o re s , lo c u a l p e rm ite a lo s usuarios regresar a s u s sitio s favoritos. L o s m o to re s d e b ú sq u e d a (e s decir, lo s sitio s q u e p e rm ite n a lo s u s u a rio s b u s c a r in fo rm a c ió n e n W e b ) ta m b ié n u tiliz a n e l e le m e n to t i t l a p a ra c a te g o riz a r lo s sitio s.

Buena práctica de programación E.3 El uso de sangría en los elementos anidados enfatiza la estructura de un documento y promueve la legi bilidad.

Error común de programación E.3 XHTML no permite que las marcas se traslafsen: la marca de fin de un elemento anidado debe apa recer en el documento antes de la marca de fin del elemento que la encierra. Por ejemplo, las marcas de XHTML anidadas < h e a d x t i t l e > h o l a < / h e a d x / t i t l e > producen un error de sintaxis, ya que la marca de fin < / h a a d > del elemento h « a d circundante aparece antes de la marca defin
Buena práctica de programación E.4 Utilice una convención de nomenclatura para t i t l e que sea consistente en todas las páginas de un sitio. Por ejemplo, si un sitio se llama "Sitio Web de Railey". entonces el título de la página principal podría ser “Sitio Web de Bailey-Vínculos ". Esta práctica puede ayudar a los usuarios a comprender mejor la estructura del sitio Web. L a lín e a 13 v u e lv e a a b r ir e l e le m e n to

b o d y del

d o c u m e n to . L a s e c c ió n d e l c u e r p o d e u n d o c u

m e n to d e X H T M L e s p e c ific a e l c o n te n id o d e l m is m o , q u e p u e d e in c lu ir te x to y m a rc a s . A lg u n a s m a r c a s , c o m o la s

marcas de párrafo (

y ) e n la lín e a 1 4 , m a rc a n te x to p a ra

m o s tra rlo e n u n n a v e g a d o r. T o d o e l te x to q u e s e e n c u e n tr a e n tre la s m a rc a s y f o rm a un p á rra fo . C u a n d o e l n a v e g a d o r d e s p lie g a u n p á r r a f o , p o r lo g e n e ra l m u e s tr a u n a lín e a e n b la n c o a n te s y d e s p u é s d e l te x to d e l m is m o . E s te d o c u m e n to te rm in a c o n d o s m a rc a s d e c ie r r e ( lín e a s 1 5 -1 6 ). E s ta s m a rc a s c ie r r a n lo s e le m e n to s b o d y y h t m l , re s p e c tiv a m e n te . L a m a r c a d e fin < / h t m l > e n u n d o c u m e n to d e X H T M L in f o rm a a l n a v e g a d o r q u e e l m a r c a d o d e X H T M L e s tá c o m p le to . P a ra v e r e s te e j e m p lo e n In te r n e t E x p lo re r, s ig a lo s p a s o s q u e s e m u e s tr a n a c o n tin u a c ió n : 1. C o p i e lo s e j e m p lo s d e l a p é n d ic e E e n su e q u i p o ( e s to s e je m p lo s e s tá n d is p o n ib le s e n e l C D R O M q u e a c o m p a ñ a a e s te lib ro ). 2. In ic ie In te r n e t E x p lo r e r y s e le c c io n e la o p c ió n Abrir... d e l m e n ú Archivo. A c o n tin u a c ió n a p a r e c e r á e l c u a d r o d e d iá lo g o Abrir. 3. H a g a c lic e n e l b o tó n Exam inar... d e l c u a d r o d e d iá lo g o A b rir p a r a m o s tra r e l c u a d r o d e d iá lo g o Microsoft Internet Explorer. 4 . D e s p lá c e s e h a s ta e l d ir e c to r io q u e c o n tie n e lo s e je m p lo s d e l a p é n d ic e E , s e le c c io n e e l a r c h i v o p r i n c i p a l . h t m l y d e s p u é s h a g a c lic e n Abrir. 5. H a g a c l ic e n A c e p ta r p a ra h a c e r q u e In te rn e t E x p lo r e r ( o c u a lq u ie r o tr o n a v e g a d o r) d e s p lie g u e e l d o c u m e n to . L o s d e m á s e je m p lo s s e a b r e n d e m a n e r a s im ila r. E n e s te p u n to , la v e n ta n a d e su n a v e g a d o r d e b e te n e r u n a a p a r ie n c ia s im ila r a la c a p tu r a d e p a n ta lla d e e j e m p lo q u e se m u e s tra e n l a f ig u ra E l .

E.4 Encabezados C i e r to te x to e n u n d o c u m e n to d e X H T M L p u e d e s e r m á s im p o r ta n te q u e o tro . P o r e je m p lo , e l te x to e n e s ta s e c c ió n s e c o n s id e r a m á s im p o r ta n te q u e u n a n o ta a l p ie d e la p á g in a . X H T M L c u e n ta c o n s e is

encabezados, c o n o c id o s

com o

elementos de encabezado,

p a r a e s p e c if ic a r la im p o r ta n c ia r e la ti

v a d e la in fo rm a c ió n . L a f ig u ra E .2 d e m u e s tra e l u s o d e e s to s e le m e n to s ( h l h a s ta h6) .



Apéndice E

1 2 3

1241

<1DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" "http://www.w3.oru/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-strict.dtd">

4 5 6

<1—

Fig. E.2: encabezado.html Encabezados de XHTML.

— > -->

7 8 9

10 11

chtml xmlns - "http://www.w3.org/1999/xhtml"> Encabezados de XHTML

12

13 14

15 16 17 18 19 20 21 22 23

Encabozado
Encaba zado
Encabezado
Eneabezado
Encabozado
Encabezado

de de de de de de

nivel nivel nivel nivel nivel nivel

l 2

3 4 5 6

Rgura E.2

Los elementos d e enca b e zad o , d e hl hasta h6.

E l e le m e n to d e e n c a b e z a d o

hl

( lín e a 1 5) s e c o n s id e r a c o m o e l e n c a b e z a d o m á s s ig n ific a tiv o y

s e d e s p lie g a e n u n tip o d e le tra m á s g r a n d e q u e lo s o tr o s c in c o e n c a b e z a d o s (lín e a s 1 6 -2 0 ). C a d a e le m e n to d e e n c a b e z a d o s u c e s iv o (e s d e c ir.

h2. h3. e tc .)

s e d e s p lie g a c o n u n tip o d e le tra m á s p e q u e ñ o .

Tip d© portabilidod E.l El tamaño de! texto utilizado para mostrar cada elemento de encabezado puede variar entre tos distin tos navegadores.


1242


Apéndice E

Observación de vista y sentido E.l Colocar encabezados en la parte superior de cada página XHTM ayuda a que quienes las lean capten de inmediato el propósito de éstas.

Observación de vista y sentido E.2 Use encabezados más grandes para enfatizar las secciones más importantes de una página Web.

E.5 Vínculos U n a d e la s c a r a c te rís tic a s m á s im p o rta n te s d e X H T M L e s e l

vínculos h a c ia )

hipenínculo, q u e

h a c e r e fe re n c ia a (o c re a

o tr o s r e c u rs o s , c o m o d o c u m e n to s d e X H T M L c im á g e n e s . E n X H T M L , ta n to e l te x

t o c o m o la s im á g e n e s p u e d e n a c tu a r c o m o h ip e rv ín c u lo s . L o s n a v e g a d o r e s W e b g e n e r a lm e n te s u b r a y a n lo s h ip e rv ín c u lo s d e te x to y lo s m u e s tr a n d e c o l o r a z u l d e m a n e r a p re d e te r m in a d a , p a r a q u e lo s u s u a rio s p u e d a n d is tin g u ir a lo s h ip e rv ín c u lo s d e l te x to n o rm a l. E n la f ig u ra E .3 c r e a m o s h ip e r v ín c u lo s d e te x to h a c ia c u a tr o s itio s W e b d is tin to s . L a lín e a 17 in tr o d u c e la m a rc a

.

Los na

e n u n tip o d e le tra e n n e g rita s. elemento a (ancla). L a lín e a 21 d e f in e u n h ip e rv ín c u a s ig n a d o a l a trib u to href. q u e e s p e c if ic a la u b ic a c ió n

v e g a d o re s p o r lo g e n e ra l m u e s tra n e l te x to m a rc a d o c o n L o s v ín c u lo s s e c r e a n m e d ia n te e l u s o d e l lo q u e v in c u la el te x to

Deitel

con el U R L

d e u n r e c u r s o v in c u la d o , c o m o u n a p á g in a W e b , y u n a r c h iv o o u n a d ir e c c ió n d e c o r r e o e le c tró n ic o . E s te e le m e n to a n c la e s p e c ífic o c re a un v ín c u lo h a c ia u n a p á g in a W e b u b ic a d a e n

deitel.con. C u a n d o

http://www.

u n U R L n o in d ic a u n d o c u m e n to e s p e c ífic o e n e l s itio W e b , e l s e r v id o r W eb

d e v u e lv e u n a p á g in a W e b p re d e te r m in a d a . E sta p á g in a g e n e r a lm e n te lle v a e l n o m b r e

index.html:

s in e m b a r g o , la m a y o ría d e lo s s e r v id o r e s W e b p u e d e n c o n f ig u r a r s e p a r a u til iz a r c u a lq u ie r a rc h iv o

http: //www.deitel .comen http://www.deitel.com/index.html e n o tr a v e n ta n a d e l

c o m o p á g in a W e b p r e d e te r m in a d a p a ra e l s itio . ( A b r a

u n a v e n ta

na del navegador y

navegador

p a r a c o n f ir m a r q u e s o n id é n tic a s .) S i e l s e rv id o r W e b n o p u e d e lo c a liz a r u n d o c u m e n to s o lic ita d o , d e v o lv e r á u n a in d ic a c ió n d e e r r o r a l n a v e g a d o r W e b y é s te m o s tra rá u n m e n s a je d e e r r o r a l u s u a rio .

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

< IDOCTYPE html PUBLIC "-/ /W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" "http://www.w3 .org/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-strlct.dtd*» <1-- Introducción a los hipervínculos. --> chtml xmlns ■ "http://www.w3.org/1999/xhtml"> Introduccion a los hipervínculos

12

13 14 15

He aquí mis sitios favoritos

16 17

Haga clic en un nombre para ir a esa pagina.

18 Figura E.3

Vínculos hacia otras páginas W eb. (Parte 1 de 2.)



Apéndice E

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

<1-- crear cuatro hipervinculos de texto — >

Deitel

Prentice Hall

YahooI en español

Tutoriales de lbacnet

3 lnírix»u.:cK*i a loi hipeívinculoi MkioioíI Ini FlfijEi

AichrO góoún }¿n [*-
1243

-» * J i ) i3 Jt _¡J J '

->

” VíncU*

"

3

H e a q u í m is s itio s fa v o rito s Haga rbr en un nombre para tr a ata página. Dntd Prranee HaB

Figura E.3

Vínculos hacia otras páginas Web. (Parte 2 d e 2.)


1244


Apéndice E

Las anclas pueden crear vínculos a direcciones de correo electrónico mediante un URL m a i l t o x . C uando alguien hace clic en este tip o d e vín cu lo anclado, la m ayoría d e lo s navegadores inician el programa de correo electrónico predeterm inado (por ejem p lo. O utlook E xpress) para permitir al usuario escribir un m ensaje d e correo electrónico a la dirección vinculada. La figura F .4 dem uestra este tip o d e ancla.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

<1DOCTYPE htffll PUBLIC *-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" *http* //www.w3 .org/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-strict .dtd*,> <1-- Fig. E.4: contacto.html --> <1— Agregar hipervinculos de correo electrónico. --> Agregar vinculos de correo electronico

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Mi dirección de correo electrónico es deitelffdeitel .cotn . Haga clic en la dirección y su navegador abrira un mensaje de correo electrónico dirigido a mi.

Figura E.4

Creación de un vínculo a una dirección de correo electrónico.



Apéndice E

1245

Las líneas 17 a 19 contienen un vín cu lo d e correo electrónico. La form a de un ancla d e correo electrónico es . En este ca so cream os un vín cu lo a la dirección de correo electrón ico deitel9deitel.com.

E.6 I m á g e n e s L os ejem p los que h em os visto hasta ahora dem uestran có m o marcar d ocu m entos que contienen texto solam ente. Sin em bargo, la m ayoría d e las páginas Web contienen tanto texto co m o im ágenes. D e hecho, las im ágen es son una parte equivalente y esen cial del d iseñ o de páginas W eb. L os d os for m atos de im ágen es m ás populares u tilizados por lo s desarrolladores W eb son G IF (Form ato d e inter cam bio de gráficos) y JPEG (Grupo unido de expertos en fotografía). L os usuarios pueden crear im áge nes m ediante el uso d e cierto softw are esp ecializad o, co m o A d ob e Photoshop E lem ents y Jase Paint Shop Pro (www. jasc.com). Tam bién pueden adquirirse im ágen es de diversos sitio s W eb, co m o gallery.y a h o o .com. La figura E.5 demuestra có m o incorporar im ágenes a las páginas Web.

Buena práctica de programación E.5 Siempre debe incluir los atributos w i d t h y h e i g h t de una imagen dentro de la marca . Cuando el navegador cargue el archi\o de XHTML inmediatamente sabrá a partir de estos atributos cuánto es pacio proveer para la imagen y presentará la página en form a apropiada, incluso antes de descargar la imagen.

Tip de rendimiento E.l Si se incluyen los atributos w i d t h y h e i g h t en una marca el navegador podrá cargar y des plegar las páginas con más rapidez.

1 2 3

< IDOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" *http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">

4 5 6 7 8 9 10 11

<1-- Pig. B.5s imagen.html --> <1-- Agregar imágenes con XHTML. --> Agregar imágenes con XHTML

12

13 14 15 16 17 18 19 20 21

22

23 24

Figura E.5

Cóm o colocar Imágenes en archivos de XHTML. (Parte 1 de 2.)


1246


Figura E.5

Apéndice E

C ó m o c o lo c a r Im ág e n e s e n arch ivo s d e XHTML. (P a rte 2 d e 2 .)

Error común de programación E.4 Si se escriben nuevas dimensiones para una imagen que modifiquen su proporción inherente de anchu ra-altura, la apariencia de la imagen podría distorsionarse. Por ejemplo, si su imagen tiene 200 plxeles de ancho y 100 de alto, debe asegurarse de que las nuexas dimensiones tengan una proporción de altura-anchura de 2:1. Las lín eas 16 y 17 utilizan un elem en to im g para insertar una im agen en el docum ento. La ubi cación del archivo d e la im agen se esp ecifica m ediante el atributo e r e del elem en to im g . En este caso, la im agen se encuentra e n e l m ism o directorio que este docum ento de X H T M L , por lo que sólo se requiere el nombre del archivo. L os atributos o p cio n a les w i d t h y b e l g h t especifican la anchu ra y la altura d e la im agen, respectivam ente. El autor d el d ocu m ento p uede escalar una im agen incre m entando o decrem entando lo s valores de la altura y anchura actuales d e la im agen. Las im ágenes s e m iden en p íxeles (“elem en tos de im agen” ), que representan puntos de co lo r en la pantalla. 1.a im a g en en la figura E.5 tien e 1 8 1 p íxeles de ancho y 2 3 8 p íx eles d e alto. Todo elem en to im g en un d ocu m ento de X H T M L tien e un atributo a l t . Si un navegador no puede d esplegar una im agen, mostrará el valor del atributo a l t . H ay varias razones por las que un navegador podría no desplegar una im agen. Tal v e z no soporte el u so de im ágenes, co m o sería el ca s o con un navegador basado en texto (e s decir, un navegador que pueda mostrar solam en te texto), o e l clien te podría deshabilitar e l d esp liegu e de im ágen es para reducir el tiem po d e descarga. La figu ra E.5 m uestra cóm o Internet Explorer d esp liega el valor del atributo a l t cu an do un docum ento ha c e referencia a un archivo de im agen que no ex iste ( p e z . j p g ) . El atributo a l t e s importante para crear páginas W eb accesibles para lo s usuarios co n discapaci dades, esp ecialm en te aq u ellos con im pedim entos en la vista y lo s que utilizan navegadores basados en texto. A m enudo la s personas con d iscap acidad es utilizan un softw are esp ecia liza d o co n ocid o com o sintetizador de voz. D ichas ap licacion es d e softw are “hablan” el valor del atributo a l t , de ma nera que el usuario sepa lo que el navegador está mostrando. A lgu n os elem en tos de X H T M L (co n o cid o s co m o elem entos vacíos) con tien en solam ente atri butos y no marcan texto (e s decir, n o hay texto entre las marcas d e in icio y de fin). L os elem en tos



Apéndice E

1247

vacíos (por ejem p lo, img) deben term inarse, ya sea co lo ca n d o el carácter J e barra diagonal ( / ) dentro del paréntesis angular derecho d e cierre ( > ) de la marca de in icio, o incluyendo exp lícitam en te la marca de fin. A l utilizar el carácter de barra diagonal d eb em os agregar un esp a c io antes de la barra diagonal para m ejorar la legibilidad (co m o s e m uestra al final de las lín ea s 17-20). En vez de utilizar el carácter de barra diagonal, las líneas 19 y 2 0 podrían escribirse co n una marca de cierre, co m o se muestra a continuación: 

-

*181*

A l utilizar im ágen es co m o hipervíneulos, lo s desarrolladorcs W eb pueden crear páginas Web gráficas con vín cu lo s hacia otros recursos. En la figura E .6 cream os s e is hipervíneulos d e im ágenes distintos. Las lín eas 16 a 19 crean un h ip e n ’ínculo Je im agen al anidar un elem en to img dentro de un elem en to de ancla (a). El valor del atributo are del elem en to img esp ecifica q u e esta im agen (vinculos.jpg) resid e en un directorio llam ado botones. Este directorio y el docum ento de X H T M L se encuentran en el m ism o directorio. También puede hacerse referencia a las im ágen es de otros docu m entos Web (despu és d e obtener perm iso del propietario d el d ocu m ento) asignando al atributo are el nombre y la ubicación de la im agen.

1 2

3 4 5 6

< 1DOCTYPE html P U BLIC " - / /W3C / / D T D X H T M L 1.0 S trict//EN* "h t t p : / / w w w . w 3 . o r g / T R / x h t m l l / D T D / x h t m l l - s t r i c t .dtd"> <1-<1—

Pig. E.6: n a v . h t m l Uso de imágenes como

anclas

de

vínculos.

--> — >

7 8

9 10 11 12

< h t m l x m l n s - "h t t p : / / w w w . w 3 . o r g / 1 9 9 9 / x h t m l * > Uso de imágenes como anclas de vinculos

13 14 15 16

17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 Figura E.6

href - "vínculos.html*> < / a x b r />
href ■ "lista.html*> 
listas*

href - "contacto.html*> < / a x b r />

Uso de Imágenes com o anclas de vínculos. (Parte 1 de 2.)


/>

1246

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48


Apéndice E

Figura E.6

Uso d e imágenes co m o anclas d e vínculos. (Parte 2 d e 2.)

En la linca 19 presentam os e l elem ento br. que la m ayoría de los navegadores despliegan com o una interrupción Je línea. C ualquier marca o texto que vaya después de un elem en to br se presen ta en la sigu iente línea. A l igual que el elem en to img, br es un ejem p lo de un elem en to v acío ter m inado con una barra diagonal. A gregam os un esp acio antes d e la barra d iagonal para m ejorar la legibilidad.



Apéndice E

1249

E.7 Caracteres especiales y más interrupciones de línea A l u tiliz a r m a rc a s e n e l te x to , c ie r to s c a r a c te r e s o s ím b o lo s ( p o r e je m p lo , < ) p o d r ía n s e r d if íc ile s d e in c ru s ta r d ire c ta m e n te e n u n d o c u m e n to d e X H T M L . A lg u n o s te c la d o s n o c o n tie n e n e s to s s ím b o lo s , o la p r e s e n c ia d e lo s m is m o s p o d r ía o c a s io n a r e r r o re s d e s in ta x is . P o r e je m p lo , e l m a rc a d o :
ai

x

< 10

e n to n c e s

in c re m e n ta r

x

en

l

p r o d u c e u n e r r o r d e s in ta x is , y a q u e u tiliz a e l c a r á c te r m e n o r q u e (< ) q u e e s tá r e s e rv a d o p a r a la s m a r

caracteres especiales o referen cias de entid a d ( e n l a f o r m a íc ó d ig o ; ) p a r a r e p r e s e n t a r e s t o s c a r a c t e r e s . P o d r í a m o s c o r r e g i r l a l í n e a

c a s d e i n i c i o y d e fin t a l e s c o m o y . X H T M L c u e n t a c o n a n te r io r e s c rib ie n d o :

«i

x

& lt;

10

a n to n c a a

in c re m e n ta r

x

an

l

q u e u tiliz a el c a r á c te r e s p e c ia l & l t / p a ra el s ím b o lo m e n o r q u e . L a f i g u r a E .7 d e m u e s t r a c ó m o u t i l i z a r c a r a c t e r e s e s p e c i a l e s e n u n d o c u m e n t o d e X H T M L . P a r a o b t e n e r u n a l i s t a d e c a r a c t e r e s e s p e c i a l e s v e a e l a p é n d i c e F. L a s l í n e a s 2 6 y 2 7 c o n t i e n e n o t r o s c a r a c t e r e s e s p e c i a l e s , q u e s e e x p r e s a n y a s e a c o m o a b r e v i a c i o n e s d e p a l a b r a s ( p o r e j e m p l o , & a m p p a r a el s ig n o & y & c o p y p a r a el s ig n o d e d e re c h o s re s e rv a d o s ) o c o m o v a lo re s

hexadecim ales (hex) ( p o r

e j e m p l o . & # 3 8 ; e s la r e p r e s e n t a c i ó n h e x a d e c i m a l d e &). L o s n ú m e r o s h e x a d e c i m a l e s s o n n ú m e r o s d e b a s e 1 6 ; l o s d í g i t o s e n u n n ú m e r o h e x a d e c i m a l ti e n e n v a l o r e s q u e v a n d e l 0 a l 15 ( u n to ta l d e 16 v a l o r e s d i s t i n t o s ) . L a s l e t r a s d e l a A a la F r e p r e s e n t a n l o s d í g i t o s h e x a d e c i m a l e s c o r r e s p o n d i e n t e s a lo s v a l o r e s d e c i m a l e s d e l 10 a l 15. P o r l o t a n t o , e n n o t a c i ó n h e x a d e c i m a l p o d e m o s t e n e r n ú m e ro s c o m o el 8 7 6 , q u e c o n s is te n ú n ic a m e n te d e d íg ito s s im ila re s a lo s u tiliz a d o s e n el s is te m a d e c i m a l , n ú m e r o s c o m o D A 1 9 F q u e c o n s i s t e n d e d í g i t o s y le t r a s , y n ú m e r o s c o m o D C B q u e c o n s i s te n ú n i c a m e n t e d e le t r a s . E n e l a p é n d i c e C h a b l a m o s d e t a l l a d a m e n t e s o b r e lo s n ú m e r o s h e x a d e c im a le s . E n la s l í n e a s 3 3 a 3 5 p r e s e n t a m o s t r e s n u e v o s e l e m e n t o s . 1.a m a y o r í a d e lo s n a v e g a d o r e s d e s p l i e g a n e l e l e m e n t o d e l c o m o t e x t o ta c h a d o . C o n e s t e f o r m a t o , l o s u s u a r i o s p u e d e n f á c i l m e n t e in

superlndice ( e s d e c i r , e l e v a r e l t e x t o e n u n a su b ín d ice ( e s d e c i r , b a j a r e l t e x t o e n u n a l í n e a c o n u n

d i c a r r e v i s i o n e s d e d o c u m e n t o s . P a r a u t i l i z a r te x to c o m o lín e a c o n u n ta m a ñ o d e tip o d e le tra m e n o r) o

t a m a ñ o d e t i p o d e le tr a m e n o r ) s e u til iz a n lo s e l e m e n t o s s u p y e u b . r e s p e c t i v a m e n t e . T a m b i é n u t i l i z a m o s l o s c a r a c t e r e s e s p e c i a l e s & l t ; p a r a e l s i g n o m e n o r q u e y & £ r a c l 4 ; p a r a la f r a c c i ó n 1 /4 ( lín e a 3 7 ).

1

2

< 1DOCTYPE html PUBLIC " - / /W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"

3

"http://mnr.w3 .org/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-strict ,dtd*>

4 5 ó

<1— <1—

Fig. E.7: contacto2.html — > Inserción de caracteres especiales. — >

7

8

9 10

11

Insercion de caracteres especiales

12

13

14 Figura E.7

Inserción d e caracteres especiales en XHTML. (Parte 1 d e 2.)


1250


15 16 17 18 19

<1— <1—

los caracteres especiales se --> escriben utilizando la forma Acodigo; — >

Haga clic aqui para abrir un mensaje de correo electrónico dirigido a deitel9deitel.com.

20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Apéndice E

< I—

inserta una regla horizontal — >

Toda la información en este sitio es © Deitel & Associates, Inc. 2003.
<1— para tachar texto se utilizan marcas ~~<1— para usar texto como subíndice se usan marcas_{<1— para usar texto como superindice se usan marcas^{— Puede descargar 3.14 x 10² caracteres de información de este sitio.}}~~ Solo se permite _una descarga por hora.

--> — > > — >

Nota: < &fracl4; de la información aqui presentada se actualiza diariamente.

Figura E.7

Inserción d e caracteres especiales en XHTML. (Parte 2 d e 2.)

A d e m á s d e lo s c a r a c te r e s e s p e c ia le s , e s te d o c u m e n to p r e s e n ta u n a

regla horizontal in d ic a d a

por

la m a rc a < h r / > e n la lín e a 24. L a m a y o ría d e lo s n a v e g a d o r e s d e s p lie g a n u n a r e g la h o riz o n ta l c o m o u n a lín e a h o riz o n ta l. L a m a rc a < h r / > ta m b ié n in s e rta u n a in te r ru p c ió n d e lín e a a r r ib a y d e b a jo d e l a lín e a h o r iz o n ta l.

E.8 Listas desordenadas H a s ta e s te p u n to h e m o s p re s e n ta d o lo s e le m e n to s y a trib u to s b á s ic o s d e X H T M L p a ra c r e a r v ín c u lo s a r e c u rs o s , c r e a r e n c a b e z a d o s , u tiliz a r c a r a c te r e s e s p e c ia le s c in c o r p o r a r im á g e n e s . E n e s ta s e c c ió n



Apéndice E

1251

hablarem os sobre có m o organizar la inform ación en una página W eb m ediante e l uso de listas. M ás adelante en este apéndice presentarem os otra herramienta para organizar inform ación con ocida co m o una tabla. La figura E .8 m uestra texto en una lista desordenada (e s decir, una lista q u e n o orde na su s elem en tos m ediante letras o núm eros). El elem ento u 1 de la lista desordenada crea una lista en la que cada elem en to em pieza con una viñeta (con ocid a co m o un disco). Cada entrada en una lista desordenada (el elem en to u l en la línea 20) e s un elem en to l i ( ele m ento d e lista) (lín ea s 2 3 ,2 5 ,2 7 y 29). lâ m ayoría d e los navegadores W eb despliegan esto s e le m e n tos con una interrupción d e línea y un sím b o lo de viñeta co n sangría que em p ieza desde el principio de la nueva línea.

E.9 Listas anidadas y ordenadas Las listas pueden anidarse para representar relaciones jerárquicas, co m o en un form ato d e bosquejo. La figura E .9 dem uestra el u so de las listas anidadas y las listas ordenadas (es decir, una lista que ordena sus elem en tos m ediante letras o núm eros).

1 2 3

4

5 ó 7 8 9 10 11

<1-- Fig. E.8x vinculos2.html <1— Lista desordenada que contiene hipervinculos.

--> — >

chtml xmlns - "http://www.w3.org/1999/xhtml"> Lista desordenada que contiene hipervinculos

12

13 14 15 16 17

He aqui mis sitios favoritos Haga clic en un nombre para ir a esa pagina.

18

19 20 21 22 23 24 25 26 27

<1-- crear una lista desordenada -->
<1-- agregar cuatro elementos a la lista --> < l i x a href - «httpx//ww.deitel.com">Deitel <11 x a href - "httpx//www.w3.org»>W3C YahooI en español

28

29 30 31 32 33 34

< l i x a href ■ "http://www.ibacnet.com">Tutoriales de lbacnet

Figura E.8

Listas desordenadas en XHTML (Parte 1 d e 2.)


1252


Figura E.8

Apéndice E

Listas desordenadas en XHTM L (Parte 2 d e 2.)

La primera lista ordenada em pieza en la línea 33. El atributo t y p e esp ecifica e l tip o de secuen c ia (es decir, el conjunto de núm eros o letras a utilizar en la lista ordenada). En este ca so , al estable cer el atributo type en "I" s e esp ecifica el uso de núm eros rom anos en m ayúscula. La línea 47 em p ieza la segunda lista ordenada y estab lece el atributo type en "a", esp ecifica n d o letras m i núsculas para lo s elem en tos d e la lista. La últim a lista ordenada (lín ea s 7 1 -7 5 ) no utiliza el atributo

type. D e manera predeterm inada, los elem en to s d e la lista se enum eran del uno al tres. Un navegador Web aplica sangría a cada elem en to anidado para indicar una relación jerárquica. D e manera predeterm inada, lo s elem en tos en la lista desordenada circundante (lín ea 18) van antece d idos por discos. L os elem en tos d e la lista anidada dentro d e la lista desordenada d e la línea 18 van an tecedid os por círculos. A unque no se dem uestra en este ejem p lo, lo s elem en tos de una lista ani dada subsecuente irían antecedidos por cuadrados. L os elem en to s de una lista desordenada pueden estab lecerse explícitam ente en d isco s, círcu lo s o cuadrados estab leciend o el atributo type del e le m ento ul en "disc", "circle" o "square", respectivam ente.

E.10 Tablas básicas d© XHTML Esta secció n presenta la tabla de X HTM L: una característica utilizada frecuentem ente que organiza lo s datos en filas y colum nas. N uestro prim er ejem plo (figura E. 10) utiliza una tabla co n seis filas y d o s colum nas para mostrar la inform ación sobre los precios d e la fruta.

1 2

< 1DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN"

3

" http://www.w3 .o rg /T R /x h tm ll/D T D /x h tm ll-tran sitio n al .d td " >

4

5 6

<1-- P ig . E .9: lis ta .h tm l --> <1— L is ta s avanzadas: anidadas y ordenadas. —>

7

8

9

10 11

< title > L is ta s avanzadas: anidadas y o rd e n a d a s< /title >

12

13

14

Figura E.9

Listas anidadas y ordenadas en XHTML (Parte 1 de 3.)



15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

1253

Las mejores características de Internet < l ~ crear una lista desordenada -->

Puede conocer personas de países de todo el mundo.

Tiene acceso a los nuevos medios que se hacen públicos: de cierre -->

Nuevos juegos

Nuevas aplicaciones <1—

lista ordenada anidada — >
De negocios
De diversion

Noticias las veinticuatro horas

Motores de busqueda

Conpras

Programación <1— otra lista ordenada anidada — >

XML

Java

XHTML

Secuencias de comandos

Nuevos lenguajes

<1— fin de la lista anidada que empezó en la linea 27 -->

58 59 60 61 62 63 64 65

66 67

Mis 3 etnpresarios favoritos

Vinculos

Mantenerse en contacto con viejos amigos

iEs la tecnología del futuro!
<1— fin de la lista desordenada que empezó en la linea 18 -->

Listas anidadas y ordenadas en XHTML. (Parte 2 d e 3.)


1254


Apéndice E

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

<1-- loa«lamentos ol sin atributo typa tienen
Lawrence J. Ellison

St«v« Jobs

Micha«l Dell

,

— > ...) -->

Figura E.9

Listas anidadas y ordenadas en XHTML (Parte 3 de 3.)

Las tablas se definen con el elem ento t a b l e . L as líneas 16 a 18 esp ecifican la marca de in icio para un elem en to tabla que tiene varios atributos. El atributo b o r d e r esp ecifica la anchura d el bor d e de la tabla e n p íxclcs. Para crear una tabla sin borde, a b o r d e r se le asigna " 0 " . En este ejem p lo asignam os al atributo w i d t h el valor de "40% " para establecer la anchura de la tabla al 4 0 por cien to de la anchura d e la ventana del navegador. Un desarrollador puede tam bién estab lecer el atri buto w i d t h a un núm ero esp ecificad o de píxeles.



Apéndice E

C o m o s u n o m b r e l o in d ic a , e l a tr ib u to

eum m ary

1255

( lín e a 17) d e s c r ib e e l c o n te n id o d e la ta b la .

L o s d is p o s itiv o s d e v o z u tiliz a n e s te a trib u to p a r a q u e la ta b la s e a m á s a c c e s ib le p a r a lo s u s u a rio s c o n im p e d im e n to s v is u a le s . E l e le m e n to

c a p tio n

( lín e a 2 2 ) d e s c r ib e e l c o n te n id o d e la ta b la y

a y u d a a lo s n a v e g a d o re s b a s a d o s e n te x to a in te r p re ta r lo s d a to s d e la m is m a . 1.a m a y o ría d e lo s n a v e g a d o r e s d e s p lie g a n e l te x to d e n tr o d e la m a r c a p o r e n c im a d e la ta b la . E l a trib u to

suinmary y e l e le m e n to caption so n d o s d e m u c h a s d e la s c a r a c te r ís tic a s d e X H T M L q u e h a c e n q u e la s p á g in a s W e b s e a n m á s a c c e s ib le s p a ra lo s u s u a rio s c o n d is c a p a c id a d e s .

1 2 3 4

< IDOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN* "http://wirv.w3.org/TR/xhtmll/DTD/xhtiall-etrict.dtd*>

5

<1— <1—

6

Fig. E.10: tablal.html — > Creación de una tabla basica. -->

7 8

9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19

Creacion de una tabla basica

20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 Figura E.10

<1— la marca comienza la tabla — >
<1-- la marca indica la primera sección de la tabla — > <1-- da formato al area del encabezado de la tabla — > <1— inserta una fila en la tabla --> <1-- inserta celda de encabezado --> <1-- todo el contenido de la tabla va encerrado dentro de — >

Tabla d e XHTML. (Parte 1 d e 2.)


1256


45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Apéndice E

<1— indica la ultima sección da la tabla — > <1— da formato al pie de la tabla — > < /t a b la >

66

67 68

firoctón do u n a laida

R P 1 C

Ve, F - | a

Figura E.l 0

Tabla d e XHTML. (Parte 2 d e 2.)

Tip de prueba y depuración E.l Trole de cambiar el tamaño de la ventana del navegador para ver cómo afecta la anchura de la venta na a la anchura de la tabla. U na tabla tien e tres seccio n es distintas: encabezado, cuerpo y p ie. La secció n d el encabezado (o celda d e encabezado) s e define m ediante un elem en to t h e a d (lín eas 2 6 -3 1 ), el cual contiene inform ación sobre el encabezado tal co m o los nom bres d e las colum nas. Cada elem en to t r (lincas 2 7 -3 0 ) d efine una fila d e ¡a tabla. L as colum nas en la secció n d el en cab ezado se d efinen con ele m entos t h . La m ayoría de lo s navegadores centran el texto al que dan form ato lo s elem en to s t h



Apéndice E

1257

(colu m n a d e encabezado de tabla) y lo muestran en negritas. L os elem en to s de encabezado d e tabla están anidados dentro de lo s elem en tos de fila d e tabla. L a se cc ió n del cuerpo, o cuerpo de la tabla, co n tien e lo s datos principales d e la m ism a. El cuer po d e la tabla (lín eas 3 4 -5 4 ) s e d efine en un elem en to tbody. Las celdas de d a to s contienen piezas individuales d e datos y se definen con elem en tos td {datos de tabla). La secció n d el pie (lín eas 5 8 -6 3 ) s e d efine con un elem en to t f o o t (p ie de tabla) y representa un pie d e página. El texto que se c o lo c a com únm ente en el p ie de página in clu ye lo s resultados de cá lcu lo s y notas al pie. A l igual que otras se ccio n es, la secció n del p ie puede contener filas d e tabla y cada fila puede contener colum nas.

E.l 1 Tablas Intermedias de XHTML y formato En la sección anterior exploram os la estructura d e una tabla básica. En la figura E. 11 am pliam os nuestra d iscu sión sobre la s tablas al introducir elem en tos y atributos que permiten a l autor d el d o cu m ento crear tablas m ás com plejas. Error c o m ú n d© p r o g r a m a c ió n E.5

Al utilizar colsp&n y rowspan para ajustar el tamaño de las celdas de datos de una tabla, tenga en cuenta que las celdas modificadas ocuparán más de una columna o fila; otras filas o columnas de la tabla deben compensar las filas o columnas adicionales que abarcan las celdas individuales. Si no lo hace así, el formato de su tabla se distorsionará y podría inadvertidamente crear más columnas y filas de las que había pensado. La tabla em p ieza en la línea 17. El elem en to

c o lg r o u p

(lín eas 2 2 -2 7 ) agrupa y da form ato a

las colum nas. El elem en to c o l (línea 2 6 ) esp ecifica d o s atributos en este ejem plo. El atributo a l i g a determ ina la alin eación d e texto en la colum na. FJ atributo e p a n determ ina a cuántas c o lum nas va a dar form ato el elem en to c o l . En este caso estab lecem os el valor de align en

"rigrht" y el valor de span en "1" para alinear e l texto a la derecha en la primera colum na (la q u e con tien e la im agen d el ca m ello en la captura d e im agen d e ejem plo). El tam año de las celd as de la tabla se ajusta para dar cabida a lo s datos q u e contienen. L os au tores d el d ocu m ento pueden crear celd as de datos m ás grandes m ediante el u so de lo s atributos r o w e p a n y c o l e p a n . Los valores asign ados a esto s atributos especifican el núm ero d e filas o c o lum nas ocupadas por una celda. El elem en to th de las lín eas 36 a 3 9 utiliza el atributo rowspan - " 2 /r para permitir q u e la celd a que con tien e la im agen d el ca m ello utilice d o s celd as verticalm en te adyacentes (por lo tanto, la celd a abarca dos filas). El elem en to th de las líneas 42 a 45 utiliza el atributo colspan - ”4" para am pliar la celd a de en cab ezad o (q u e co n tien e Comparación de

camellos y Fecha aproximada:

9/2002) d e manera que abarque cuatro celdas.

La línea 4 2 introduce el atributo v a l i g n , que alin ea vertical m ente los datos y puede recibir uno de cuatro valores: wtop" alin ea lo s datos en la parte superior de la celd a, "midáis" centra verticalm cnte lo s datos (el valor predeterm inado para todas las celd a s de datos y de encabezado), "bottom" alinea lo s datos en la parte inferior de la celda y "baseline" ignora lo s tipos de le tra utilizados para los datos de la s filas y estab lece la parte inferior d e todo el texto e n la fila en una

línea b a se com ú n (e s decir, la línea horizontal con la que se alinea cada carácter en una palabra).

1 2 3 4

< IDOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//BN" "http://www.w3.org/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-strict.¿td*»

Figura E.l 1

Tabla com pleja d e XHTML. (Parte 1 d e 3.)


1258

5 6


Apéndice E

<1-- Fig. E.ll: tabla2.html --> <1— Diseño intermedio de tablea. -->

7 8

9 10 11 12

13 14 15

chtml xmlns - "http://www.w3.org/1999/xhtml"> Diseño intermedio de tablasPagina de ejemplo de tablaa

ló

17 18

ctable bordar - "1">

19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 Figura E.l 1

<1— laa marcas y se utilizan --> <1— para dar formato a columnas completas --> <1-- el atributo apan determina a cuantas

— > -->

<1— los atributos rowspan y colspan mezclan el numero --> <1— especificado de celdas en forma vertical u horizontal — > <1-- mezclar dos filas — > <1— mezclar cuatro columnas — >




Apéndice E

57 58 59 60 61 62 63 64 65

1259

66

67

68

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

< /t a b l a >

Figura E.l 1


E.12 Formularios básicos de XHTML A l navegaren sitio s W eb, lo s usuarios com únm ente necesitan proporcionar inform ación tal co m o di reccion es d e correo electrón ico, palabras clave de búsqueda y có d ig o s postales. X H T M L cuenta con un m ecanism o, con ocid o co m o fo rm u la rio , para recolectar dicha inform ación d el usuario. L os datos que lo s usuarios introducen en una página W eb norm alm ente se envían a un servidor Web que proporciona el a cceso a lo s recursos d e un sitio (por ejem p lo, docu m entos de X H T M L o im ágenes). E stos recursos se encuentran ya se a en el m ism o eq u ipo q u e e l servidor W eb, o en un


1260


Apéndice E

eq u ipo al que el servidor W eb tien e a cceso a través d e la red. Cuando un navegador so licita una p ági na Web o archivo que se encuentra en un servidor, éste procesa la petición y d ev u elv e el recurso solicitado. U na p etición con tien e el nom bre y la ruta del recurso d esead o, adem ás d el m étodo de com unicación (con ocid o com o protocolo). L os docu m entos de X H T M L utilizan el Protocolo d e trans ferencia d e hipertexto (H TT P). La figura E. 12 en vía los datos d el form ulario al servidor W eb, que a su vez. pasa lo s datos del form ulario a una secu en cia de com an dos (es decir, un program a) C G I (Interfaz com ún de p u erta de

enlace) escrita en C + + , C, Perl o algún otro lenguaje. La secu en cia de com andos procesa lo s datos que recibe del servidor Web y por lo general d ev u elv e cierta inform ación al servidor Web. Éste a su v ez en vía la inform ación e n form a d e docum ento X H T M L al navegador Web. [Nota: E ste ejem plo dem uestra solam en te la funcionalidad d el lad o clien te. Si el form ulario se en vía (hacien do c lic en el bolón E n viar s u s d a t o s , s e producirá un error.]

1 2

3 4 5 6

<1DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" *https//www.w 3 .org/TR/xhtml 1/DTD/xhtml1-strict.dtd"> <1— <1—

Fig. E .12: formulario.html — > Diseño de formularios, ejemplo 1. -->

7 8

9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19

chtml xmlna ■ "http://www.w3.org/1999/xhtml"> Diseño de formularios, ejemplo l

20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Figura E.12

Formulario de sugerencias
Por favor llene este formulario para ayudarnos a mejorar nuestro sitio.
< 1 -- la marca empieza el formulario, proporciona --> <1-- el método para enviar información y la ubicación — >
<1-- información que no puede verse -->
Formularlo simple con cam pos ocultos y un cuadro d e texto. (Parte 1 d e 2.)



Apéndice E

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

1261

<1-- inserta un cuadro da texto -->
Nombre:

<1— loe tipos de entrada "submit" y "reset" — > <1-- insertan botones para enviar y --> <1— borrar el contenido del formulario -->

R gura E.l 2

Formulario simple con cam pos ocultos y un cu a d ro de texto. (Parte 2 de 2.)

L os form ularios pueden contener com p onentes que pueden verse y otros ocultos. L os co m ponentes que pueden verse incluyen botones que s e pueden oprimir y otros com p onentes de la inter faz gráfica de usuario con lo s que ¡nteractúan los usuarios. L os com p onentes que no pueden verse, con o cid o s com o entradas ocultas, guardan lo s datos que esp ecifica el autor del d ocum ento, co m o direcciones d e correo electrónico y nom bres d e archivos de docum entos de X H T M L que actúan co m o vínculos. F1 form ulario em pieza en la línea 23 con el elem en to f o r m . E l atributo m e t h o d e s p ecifica có m o se van a enviar lo s datos al servidor Web. A l utilizar m e t h o d - np o s t " los datos d el form ulario se anexan a la petición del navegador, la cual con tien e el protocolo (en este ca so H T TP) y el U R L d el recurso solicitado. L as secu en cias de com an dos q u e se encuentran en el eq u ipo del servidor W eb (o en un equipo al q u e se pueda tener a cceso a través d e la red) pueden utilizar lo s datos del form ulario q u e s e envían co m o parte de la petición. Por ejem p lo, una secu en cia de com an dos podría tomar la inform ación d el form ulario y a c tualizar una lista de correo electrónico. El otro valor posible, m e t h o d - * g e t " , anexa los datos d el


1262


form ulario directam ente al final d el URL. Por ejem plo, al U R L dría anexar la inform ación d el form ulario nombre - bob.

Apéndice E

/cgi-bin/fornunail se le po

El atributo actlon en la marca < f o r m > esp ecifica el U R L de una secu en cia de com an dos en e l servidor W eb; en este caso esp ecifica una secu en cia d e com an dos que en vía por conreo electrón i c o los datos del form ulario a cierta dirección. La m ayoría d e los ISPs (Proveedores de serv icio de Internet) tien en una secu en cia d e com an dos co m o está en su sitio; pregunte al administrador de sis tem as d el sitio Web có m o configurar un d ocu m ento d e X H T M L para utilizar la secu en cia d e com an d o s correctam ente. Las lín eas 29 a 3 6 definen tres elem en tos input que especifican lo s datos que van a propor cionarse a la secu en cia de com an dos que procesa el form ulario (tam bién co n ocid a co m o m anejador de fo rm u la rio ). Estos tres elem en tos input tienen en su atributo type el valor "hidden", lo que perm ite al autor d el docum ento enviar a la secu en cia de com an dos datos d el form ulario que no sean introducidos por e l usuario. Las tres entradas ocu ltas son una dirección de correo electrónico a la que se van a enviar los d atos, la línea d el asunto del correo electrónico y un U R L hacia el que se va a redirigir al navegador una v e z que se en v íe el form ulario. Los otros d os atributos d e input son ñame, que identifica a cada elem en to input y valué, q u e proporciona el valor que va a enviarse al (o publicarse en el) servidor Web.

Buena práctica de programación E.6 Coloque los elementos input ocultos al principio de un formulario, inmediaumiente después de la marca <£orm> de apertura, fíe esta forma, los autores de los documentos podrán localizar con faci lidad los elementos input ocultos. En las lín eas 38 y 39 introducim os otro tipo de entrada. FJ valor "text" para el atributo type d el elem en to input inserta un cuadro de texto en el formulario. L o s usuarios pueden escribir datos en cuadros d e texto. FJ elem en to label (lín eas 3 7 -4 0 ) proporciona inform ación a lo s usuarios acer ca d el propósito d el elem en to input.

____ Error común de programación E.6 Olvidar incluir un elemento label para cada elemento del formulario es un error de diseño. Sin estas etiquetas, los usuarios no podrán determinar el propósito de cada uno de los elementos del formulario. El atributo B i z a d el elem en to input esp ecifica el núm ero de caracteres que son visib les en el cuadro de texto. El atributo opcional maxlensrtb lim ita el número d e caracteres que pueden intro ducirse en el cuadro de texto. En este ca so , al usuario n o se le perm ite escribir m ás de 3 0 caracteres e n el cuadro d e texto. En las líneas 5 2 a 5 6 hay dos tipos de elem en tos input. El elem en to input tipo "submifc" e s un botón. Cuando el usuario oprim e un botón "subanit", el navegador envía lo s datos en el form ulario al servidor Web para su procesam iento. El atribulo valué esta b lece el texto que se m uestra en e l botón (el valor predeterm inado e s Submit). El elem en to input tipo "raset* per m ite al usuario restablecer todos lo s elem en to s d el form ulario a su s valores predeterm inados. El atri buto valué del elem en to input tipo "reset" estab lece el texto que va a m ostrarse en e l botón (e l valor predeterm inado e s Reset).

E.13 Formularios más complejos de XHTML En la sección anterior presentam os los form ularios básicos. En esta secció n vam os a presentar e le m entos y atributos para crear form ularios m ás com plejos. La figura E. 13 con tien e un form ulario que solicita inform ación d e rctroalim entación al usuario acerca d e un sitio Web.



Apéndice E

1263

El elem en to t e x t a r e a (lín ea s 4 2 -4 4 ) inserta un cuadro de texto co n varias lín eas, co n o cid o co m o un área de texto, en el form ulario. El núm ero d e filas se esp ecifica co n el atributo r o w a y el número de colum nas (es decir, caracteres) se esp ecifica c o n el atributo c o l é . En este ejem p lo, el elem en to textarea tiene cuatro filas d e alto y 36 caracteres d e ancho. Para mostrar texto pre determ inado en el área de texto, co lo q u e el texto deseado entre la s m arcas y . P uede esp ecificarse texto predeterm inado en otros tipos de elem en to s input, co m o en lo s cuadros d e texto, m ediante el u so d el atributo valué. E l elem en to de entrada np a e e w o r d * z n las lín eas 5 2 y 53 inserta un cuadro d e contraseña con el tamaño esp ecificad o por e l atributo size. Un cuadro de contraseña perm ite a los usuarios intro ducir inform ación d elicada, co m o núm eros d e taijetas de crédito y contraseñas, a l “enmascarar” con asteriscos la inform ación introducida. E l valor d e entrada real se en vía al servidor W eb, no lo s aste riscos que enm ascaran la entrada. Las líneas 6 0 a 7 8 introducen el elem en to casilla d e verificación del formulario. L as ca silla s de verificación perm iten a lo s usuarios seleccio n a r de entre un conjunto de o p cion es. C uando un usua rio seleccio n a una casilla de verificación aparece una marca d e verificación en la casilla. En ca so contrario, la casilla perm anece vacía. Cada elem en to input tipo " c b e c k b o x * crea una nueva casilla d e verificación. Éstas pueden utilizarse en forma individual o e n grupos. Las ca silla s de veri ficación que pertenecen a un grupo reciben el m ism o nom bre, q u e está determ inado por su atributo ñame (en este caso, * cosasqueneguataron" ). V am os a continuar nuestra d iscu sión acerca de lo s form ularios presentando un tercer ejem p lo que introduce varios elem en tos m ás de los form ularios co n lo s que lo s usuarios pueden hacer se le c cio n es (figura E. 14). En este ejem p lo presentam os d o s nuevos tipos de elem en tos input. E l primer tip o e s el botón de opción (lín ea s 9 0 -1 1 3 ), q u e se esp ecifica con el tipo "radio". L os b oton es de op ción son sim ilares a las casillas de verificación, co n la ex cep ció n de que s ó lo p uede seleccio n a r se un botón de op ción a la vez en un grupo d e b otones de op ción . Todos lo s botones de op ción e n un grupo tienen el m ism o atributo ñama; se distinguen por sus d istintos atributos valué. El par atri buto-valor c h e c k e d - nc h e c k e d m (lín ea 9 2 ) indica cuál botón de opción, en c a so de haberlo, está seleccio n a d o inicial m ente. El atributo checked tam bién s e aplica a las casillas de verificación.

1 2 3

< 1DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" "https //wnr.v3 .org/TR/xhtmll/DTD/xhtmll-strict ,dtd">

4 5 6 7 8 9 10 11

<1— <1—

Fig. R.13: formulario2.html — > Diseño de formularios, ejemplo 2. -->

Diseño de formularios, ejemplo 2

12

13

14 15 16 17 18 figura E.l 3

Formulario c o n áreas de texto, cuadros d e contraseña y casillas de verificación. (Parte 1 d e 3.)


1264


19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Figura E.13

Apéndice E

Nombra s <1- - crea cuadro da texto con varias lineas <label>Comentarios: <textarea ñame - "comentarios" rows - "4" cois - "36">Escriba aquí sus comentarios.
<1-- <1- - un cuadro da texto que enmascara los — > <1-- caracteres introducidos con asteriscos -->
Direccion de e-mail:

Formularlo con áreas d e texto, cuadros d e contraseña y casillas de verificación. (Parte 2 de 3.)



Apéndice E

72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85

Imagen® a Codigo fuente

1265

"checkbox*

"checkbox*

cinput type - "reset" valué "Borrar sus datos* />

86

87 88

89 90 91 92

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F o r m u la r io d e s u g e re n c ia s Por favor Den*rrt» írrnuUn- para rfivimo* a mejorar nuertra Hocnta âabal •omcn> Coméntanos Bu a m o aa r a n e a n loo1 II» gustas la v*r aAa (acuiso* «ato acera

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J DatcciOe de tmad | Cw» qor |« gatearan.

IWo
Figura E.l 3

Sonar Mt dalot iJ*aPC

Formulario c o n áreas de texto, cuadros d e contraseña y casillas d e verificación. (Parte 3 d e 3.)

Error c o m ú n d e p r o g r a m a c ió n E.7

Cuando su formulario tenga varias casillas de verificación con el mismo nombre deberá asegurarse que tengan distintos valores, o de lo contrario las secuencias de comandos que se ejecutan en el ser vidor Web no podrán distinguir entre ellas.


1266


Apéndice E

_____ Error c o m ú n d e p r o g r a m a c ió n E.8

AI utilizar un grupo de botones de opción en un formulario, olvidar establecer los atributos ñ a m e con el mismo nombre es un error de lógica que permite al usuario seleccionar todos los botones de op ción al mismo tiempo. El elem en to s e l e c t (lín eas 1 2 3 -1 3 6 ) proporciona una lista d esp legab le, d e la que el usuario p uede seleccion ar un elem ento. El atributo naune identifica a la lista dcsplcgablc. El elem en to

o p t i o n (lín eas 124-135) agrega elem en tos a la lista desplegable. FJ atribulo s e l e c t e d d el e le m en to o p t i o n esp ecifica cuál elem en to se va a mostrar inicial m ente seleccion ad o en el elem en to s e le c t.

1 2

3 4 6 6

< IDOCTYPE html PUBLIC •-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" •http://www.w3.org/TR/ xhtinl1/DTD/xhtmll-stri ct.dtd"> <1— <1—

Fig. E.14: formularios .html — > Diseño de formularios, ejemplo 3. — >

7 8

9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19

Diseño de formularios, ejemplo 3

20 21 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Figura E.14


Nombre:

•25" />

Comentarios:
Formularlo q u e Incluye botones d e opción y listas desplegables. (Parte 1 d e 4.)



41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

1267

ctextarea ñame ■ "comentarios" rows ■ "4" cois - "36*>

Direccion de e-maili

Cosas que le gustaron: Diseño del sitio Vinculos 7acilidad de uso Imágenes Codigo fuente
<1-- crea un boton de --> <1-- opción. La diferencia entre botones de opcion — > <1-- y casillas de verificación es que solo puede — > < 1 -- seleccionarse un boton de opcion en un grupo. -->
¿Como llego a nuestro sitio?: Motor de búsqueda Formulario q u e Incluye botones d e opción y listas desplegables. (Parte 2 de 4.)


1268


94 95 96 97 98 99

Vinculos desde otro sitio Sitio Web Deitel.com •einput ñame - "comollegoasitio" type - "radio" valué - "deitel.com" />

100 101 102

103 104 105 106 107 108 109

Referencia en un libro

110 111 112

113 114 115 116 117 118 119

Otro

Clasifique nuestro sitio: <1— la marca Sorprendente 1

120 121 122

123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 Figura E.14

Apéndice E

Formularlo q u e Incluye botones d e opción y listas desplegables. (Parte 3 d e 4.)



Apéndice E

147 148 149 150 151

1269

R g u ra E.14

Formulario q u e Incluye botones d e opción y listas desplegables. (Parte 4 de 4.)

E.14 Recursos en Internet y en World Wide Web www.w3.org/TR/xhtmll La Recomendación de XHTMl. 1.0 contiene información general, información acerca de cuestiones de incom patibilidad. información de definiciones de tipos de documentos, definiciones, terminología y demás informa ción relacionada con XHTML.

www.xhtml.org Este sitio cuenta con noticias sobre el desarrollo con XHTML y vínculos a otros recursos de XHTML. que incluyen libros y artículos.

www.w3«chool«.com/xhtml/default.asp El sitio XHTML School cuenta con cuestionarios y referencias sobre XHTML. Esta página también contiene vínculos a la sintaxis de XHTML. la validación y definiciones de tipos de documentos.

hotwired.lyco a .co n / webmonkey/00/50/1ndex2 a .html Este sitio contiene un artículo acerca de XHTML. Las secciones clave del artículo presentan las generalidades de XHTML y hablan sobre las marcas, atributos y anclas.


1270


Apéndice E

w d v l . co m /A u th o rin g /L a n g u a g es/X M L /X H T M L La Biblioteca vinual de desarrolladores Web ofrece una introducción a X1ITML. Este sitio también contiene artículos, ejemplos y vínculos a otras tecnologías.

RESUMEN • XHTML (Lenguaje de marcado de hipertexto extendido) es un lenguaje de marcado para crear páginas Web. • Una cuestión clave al utilizar XHTML es la separación de la presentación de un documento (es decir, la aparien cia del documento al ser desplegado en un navegador) de la estructura de la información en el documento. • En XHTML el texto se marca con elementos, delimitados por marcas que son nombres encerrados entre pa réntesis angulares. Algunos elementos pueden contener elementos de marcado adicionales conocidos como atributos, los cuales proporcionan información adicional acerca del elemento. • Un equipo que ejecuta cierto software especializado, conocido como servidor Web, almacena documentos de XHTML. • Los documentos de XHTML con una sintaxis correcta siempre se desplegarán de manera apropiada. Los do cumentos de XHTML con errores de sintaxis tal vez no se muestren apropiadamente. • Todo documento de XHTML contiene una marca < h tm l> de inicio y una marca < /h t m l> de fin. • Los comentarios en XHTML siempre empiezan con < 1 — y terminan con — >. El navegador ignora todo el texto que va dentro de un comentario. • Todos los documentos de XHTML contienen un elemento h e a d . que generalmente contiene información tal como el título, y un elemento b o d y que indica el contenido de la página. 1.a información en el elemento h e a d por lo general no se despliega en la ventana del navegador, pero puede hacerse disponible para el usua rio por otros medios. • El elemento t i t l e da el nombre a una página Webi El título por lo general aparece en la barra de color (conocida como barra de título) que se encuentra en la parte superior de la ventana del navegador y también aparece como el texto que identifica a una página cuando los usuarios la agregan a su lista de Favoritos o de Marcadores. • El cuerpo de un documento de XHTML es el área en la que se coloca su contenido. Éste puede incluir texto y marcas. • Todo el texto que se coloca entre las marcas
y forma un párrafo. • XHTML cuenta con seis encabezados ( h l hasta h 6 ) para especificar la importancia relativa de la informa ción. El elemento de encabezado h l se considera como el encabezado más importante y se muestra en un tipo de letra más grande que el de los otros cinco encabezados. Cada elemento de encabezado sucesivo (es decir. h 2 . h 3 . etc.) se muestra en un tipo de letra más pequeño. • Los navegadores Web generalmente subrayan los hipervínculos de texto y los colorean de azul de manera pre determinada. • La marca < a tr o n g > generalmente hace que un navegador muestre el texto en negritas. • Los usuarios pueden insertar vínculos con el elemento a (ancla). El atributo más importante para el elemen to a es h r e f . que especifica el recurso (por ejemplo, página, archivo, dirección de correo electrónico) que se está vinculando. • Las anclas pueden crear un vínculo a una dirección de correo electrónico mediante el uso de un URL m a l 1 t o . Cuando alguien hace clic en este tipo de vínculo anclado, la mayoría de los navegadores inician el progra ma de correo electrónico predeterminado (por ejemplo. Outlook Express) para iniciar los mensajes de correo dirigidos a las direcciones vinculadas. • El atributo > r c del elemento ixag especifica la ubicación de una imagen. Los atributos opcionales w i d t h y h e i g h t especifican la anchura y la altura de la imagen, respectivamente. Las imágenes se miden en píxeles ( “elementos de imagen,r), los cuales representan puntos de color en la pantalla • El atributo a l t hace que las páginas Web sean más accesibles para los usuarios con discapacidades, espe cialmente aquellos con impedimentos visuales. • Algunos elementos de XHTML son elementos vacíos, contienen sólo atributos y no marcan texto. Los elementos vacíos (por ejemplo, im g) deben terminarse, ya sea utilizando el carácter de barra diagonal ( / ) o escribiendo explícitamente una marca de fin.


Apéndice E


1271

• El elemento b r hace que la mayoría de los navegadores desplieguen una interrupción de línea. Cualquier marcado o texto que va después de un elemento b r se despliega en la siguiente línea. • XHTML cuenta con caracteres especiales o referencias de entidad (en la forma &có d ig o ;) para representar caracteres que no pueden marcarse. • La mayoría de los navegadores despliegan una regla horizontal, indicada por la marca < hr / >. como una regla horizontal. El elemento hr también inserta una interrupción de línea antes y después de la línea horizontal. • El elemento de lista desordenada u l crea una lista en la que cada elemento de la misma empieza con un sím bolo de viñeta (conocido como disco). Cada entrada en una lista desordenada es un elemento l i (elemento de lista). La mayoría de los navegadores Web despliegan estos elementos con una interrupción de línea y un símbolo de viñeta al principio de la línea. • Las listas pueden anidarse para representar relaciones de datos jerárquicas. • El atributo t y p s especifica el tipo de secuencia (es decir, el conjunto de números o letras a utilizar en la lis ta ordenada). • Las tablas de XHTML marcan datos tabulares y son una de las herramientas más frecuentemente utilizadas en XHTML. • El elemento t a b l a define una tabla de XHTML. El atributo b o r d a r especifica la anchura, en píxeles, del borde de la tabla. Las tablas sin bordes establecen este atributo en "O". • El elemento au m a a ry sintetiza el contenido de la tabla y es utilizado por dispositivos de voz para que la tabla sea más accesible a los usuarios con impedimentos visuales. • El elemento c a p t i o n describe el contenido de la tabla. El texto dentro de la marca < c a p t i o n > se des pliega por encima de la tabla en la mayoría de los navegadores. • Una tabla puede dividirse en tres secciones distintas: encabezado ( th e a d ), cuerpo ( t b o d y ) y pie ( t f o o t ) . La sección del encabezado contiene información tal como los títulos de las tablas y los encabezados de las columnas. El cuerpo de la tabla contiene los datos principales de la misma. El pie de la tabla contiene infor mación tal como notas al pie. • El elemento tr, o fila de tabla, define filas de tabla individuales. El elemento th define una celda de enca bezado. El texto en los elementos th generalmente va centrado y se muestra en negritas en la mayoría de los navegadores. Este elemento puede estar presente en cualquier sección de la tabla. • I x s datos dentro de una fila se definen con elementos t d . o datos de tabla. • El elemento c o l g r o u p agrupa y da formato a las columnas. Cada elemento c o l puede dar formato a cual quier número de columnas (lo que se especifica con el atributo ap an). • El autor del documento tiene la habilidad de mezclar las celdas de datos con los atributos r o w s p a n y c o l a p an. Los valores que se asignan a estos atributos especifican el número de filas o columnas que ocupa la cel da. Estos atributos pueden colocarse dentro de cualquier marca de celda de datos. • XHTML cuenta con formularios para recolectar información de los usuarios. Los formularios contienen com ponentes visuales, como los botones que oprimen los usuarios. Los formularios también pueden contener componentes no visuales, conocidos como entradas ocultas, que se utilizan para almacenar cualquier tipo de datos, como direcciones de correo electrónico y nombres de archivos de documentos de XHTML utilizados para crear vínculos. • Un formulario comienza con el elemento form . El atributo m a ta d especifica cómo se van a enviar los da tos del formulario al servidor Web. • El elemento de entrada " t a x t " inserta un cuadro de texto en el formulario. Los cuadros de texto permiten al usuario introducir datos. • El atributo s i z a del elemento i n p u t especifica el número de caracteres visibles en este elemento. El atri buto opcional m a x la n g t h limita el número de caracteres que pueden introducirse en un cuadro de texto. • El elemento de entrada " s u b m it " envía los datos introducidos en el formulario al servidor Web para su pro cesamiento. La mayoría de los navegadores Web crean un botón que envía los dalos del formulario al ser opri mido. El elemento de entrada " r a s a t * permite a un usuario restablecer todos los elementos del formulario a sus valores predeterminados. • El elemento t a x t a r a a inserta un cuadro de texto con varias líneas, conocido como área de texto, en un formulario. El número de filas en el área de texto se especifica con el atributo r o w s y el número de colum nas (es decir, caracteres) se especifica con el atributo c o i s .


1272


Apéndice E

• El elemento de entrada "password* inserta un cuadro de contraseña en un formulario. Este cuadro permi te a los usuarios introducir información delicada, como números de tarjetas de crédito y contraseñas, al "enmascarar" la información introducida con otro carácter. Los asteriscos son el carácter de enmascaramien to que se utiliza para los cuadros de contraseña. El valor real introducido se envía al servidor Web. no los as teriscos que enmascaran la entrada • El elemento de entrada "chackbox* permite al usuario hacer una selección. Cuando se selecciona la casi lla de verificación aparece una marca de verificación en la m ism a De no ser así. la casilla permanece vacía. Las casillas de verificación pueden utilizarse en forma individual y en grupos. Las casillas de verificación que son parte del mismo grupo deben tener el mismo valor en su atributo muña. • Un botón de opción es similar en funcionalidad y uso a una casilla de verificación, con la excepción de que sólo puede seleccionarse un botón de opción a la vez en un grupo de botones. Todos los botones de opción en un grupo tienen el mismo valor en su atributo ñame y tienen distintos valores en su atributo valué. • El elemento de entrada aalact proporciona una lista desplegable de elementos. El atributo ñama identifi ca a la lista desplcgable. El elemento option agrega elementos a la lista desplegable. El atributo saleeted. que funciona de manera similar al atributo chackad para los botones de opción y las casillas de veri ficación. especifica cuál elemento de la lista se muestra inicialmente.

TE R M IN O LO G ÍA (comentario de XHTML) taxnp; (carácter especial &) fccopy; (carácter especial ©) .htm (extensión de nombre de archivo de XHTML) .h t m l (extensión de nombre de archivo de XHTML) "radio* (valor de atributo)

. . . ancla ancla de correo electrónico área de texto atributo atributo action atributo alt atributo bordar atributo chackad atributo cois atributo colspan atributo haight atributo hraf atributo maxlangth atributo meted atributo ñama atributo rovs (textarea) atributo rowspan (tr) atributo selected atributo sisa (input) atributo a r e (img) atributo type atributo valign (th) atributo valúa atributo width

atributo xmlns carácter especial casilla de verificación celda de encabezado código hcxadccimal comentario de XHTML comentarios en XHTML cuadro de contraseña declaración de XML disco documento vinculado editor de texto elemento elemento a (... ) elemento body elemento br (interrupción de línea) elemento col elemento colgroup elemento forra elemento haad elemento img elemento input elemento input tipo hiddan elemento lista desordenada (ul) elemento ol (lista ordenada) elemento p (párrafo) elemento sub elemento tabla elemento tbody elemento td elemento taxtaraa elemento tfoot (pie de tabla)



Apéndice E

elemento titl« elemento tr (fila de tabla) elementos de encabezado ( h l hasta h 6) encabezado formulario formulario de XHTML hipervínculo hipervínculo de imagen lenguaje de marcado lista anidada marca marca
sintetiza el contenido de la --> <1— tabla para ayudar a los visualmente discapacitados --> Precio de la fruta <1--

Fruta Precio

Manzana $0.25

Naranja $0.50

Platano $l.00

Piña $2.00

Total $3.75
He aqui una tabla de ejemplo mea compleja.
Comparación de camellos
Pecha aproximada: 9/2002

# de jorobas Region indigena Bscupe? Produce lana?

Camallos (b&ctriano) 2 Africa/Asia Llama Llasia

Llamaa l Montañas da loa Andes

marca < h r / > (regla horizontal) marca < h tm l> marca < 1 1 > (elemento de lista) marca <»trong>

marca anidada marca de XHTML marca vacía marcado de XHTML nivel de anidamiento página Web paréntesis angulares (< >) petición de navegador servidor Web sintaxis subíndice superíndice

URI.mailto: World Wide Web (WWW) XHTML (lenguaje de marcado de hipertexto extendido)


1273

7 Caracteres especiales XHTML

La tabla d e la figura F .l m uestra m uchos caracteres esp ecia les d e XH TM L que se utilizan com ún m ente. El C onsorcio de la W orld W ide Web llam a a esto s caracteres referencias a entidades de ca racteres. Para obtener una lista com p leta d e referencias a entidades d e caracteres, v ea el sitio

www.w3.org/TR/REC-html40/sgml/entities.html

Carácter

Codificación XHTML

Carácter

Codificación de XHTML

espacio indivisible

6*160;

é

6*234;

§

6*167;

\

6*236;

©

6*169;

(

6*237;

®

6*174;

í

6*238;

Ji

6*188;

ñ

6*241;

J

6*189;

ó

6*242;

Q

6*190;

6

6*243;

á

6*224;

6

6*244;

á

6*225;

6

6*245;

a

6*226;

T

6*247;

a

6*227;

ü

6*249;

á

6*229;

ú

6*250;

í é

6*231;

ú •

6*251;

6*232;

é

6*233;

TM

6*8482;

Figura F.l

6*8226;

Caracteres especiales d e XHTML.


Bibliografía

Alhir, S. UML in a NutshelL Cambridge, MA: O 'R cilly & A ssociates, Inc., 1998. Allison, C. “Codc Capsules: A C ++ Date Class, Part I” . The C Users Journal \fol. 11. Núm. 2. febrero 1993. págs. 123-131. Allison, C. “Convcrsions and Casts.” The C /C+ + Users Journal N6\. 12, Núm . 9, septiembre 1994, págs. 67-85. Allison, C. “Text Processing I." The C Users Journal \b l. 10, Núm . 10, octubre 1992, págs. 23-28. Allison, C. 'T ext Processing 11.” The C Users Journal Vfol. 10, Núm . 12, diciembre 1992, págs. 73-77. Almarodc, J. ‘‘Objcct Sccurity." Smalltalk ReponW o 1. 5. Núm .3, novicmbrc/dicicmbrc 1995, págs. 15-17.

American National Standard, Prvgrarnming Language C + + . (Documento ANSI ISO/IEC 14882), Nueva York, NY: American Nacional Standards Institute (Instituto nacional estadounidense de estándares), 1998. Andcrson, A. E. y W. J. H cinzc. C ++ Programming and Fundcanental Concepts. Englcwood Cliflfs. NJ: H entice Hall. 1992. Baker, L. C M athematical Function Handbook. Nueva York, NY: McGraw H ill, 1992. Bar-David, T. Object Oriented Design f o r C + + . Englewood ClifTs, NJ: Prentice Hall, 1993. Bcck. K. “Birds, Bees, and Browscrs— Obvious Sourocs o f Objccts.” The Smalltalk R ep o n \fol. 3, Núm. 8, junio 1994, pág. 13. Becker, P. “Conversión Confusión." C+ + R ep o n octubre 1993, págs. 26-28. Bcckcr, P. "Shrinking thc Big Switch Statemcnt.” Windows Tech Journal Vfol. 2, Núm. 5. mayo 1993, págs. 26-33. Bcrard, E. V. Essays on Object-Oriented Software Engineering: Volume /. Englewood Cliflfs, NJ: Prentice Hall. 1992. Binder. R. V. “State-Based Tcsting." Object M agazine Vfol. 5, Núm . 4 , agosto 1995, págs. 75-78. Binder, R.V. "State-Based Tcsting: Sneak Paths and Conditional Transitions.” Object M agazine Vfol. 5 Núm .6, octubre 1995, págs. 87-89. Blum, A. Neural Networks in C + + : An Object-Oriented Framework fo r Building Cotmectionist Systems. Nueva York, NY: John W ilcy & Sons, 1992.


Bibliografía

1276

Booch. G. Object Solutions: M anaging the Object-Oriented Prvject. Rcading. MA: Addison-W cslcy, 1996. Booch, G. Object-Oriented Analysis and Design, Second Edition. Rcading, MA: Addison-W cslcy, 1994. Booch. G. Object-Oriented Design with Applications, Third Edition. Rcading. MA: Addison-W cslcy, 2003. Booch. G ., Rumbaugh, J. c I. Jacobson. The Unified Modeling Language User Guide. Rcading. MA: Addison-W cslcy, 1999. Cargill, T. Prograrnming Style. Rcading. MA: Addison-W cslcy. 1992. Caroll, M.D. y M .A. EUis. Designing and Coding Reusable C + + . Rcading, MA: Addison-W cslcy, 1995. Coplicn. J.O. y D.C. Schmidt. ftitte m Languages o f Program Design. Rcading, MA: Addison-W cslcy, 1995. D citcl, H.M. Operating Systems. Second Edition. Rcading, MA: Addison-W cslcy, 1990. D citcl, H.M. y PJ. Dcitcl. C How to Program. Third Edition. Uppcr Saddlc Rivcr, NJ: Prcnticc Hall. 2000. D cítel, H.M. y PJ. D eitel. Ja\a How to Program, Fourth Edition. Uppcr Saddlc River, NJ: Prcntice Hall, 2002. D citcl, H.M. y P.J. D eitel. The Java Multimedia Cyber Classroom, Fourth Edition. Uppcr Saddlc Rivcr, NJ: Prcnticc Hall, 2002. Duncan, R. “Insidc C++: Fricnd and Virtual Functions, and Múltiple Inhcritancc." PC Magazine 15 octu bre 1991, págs. 417-420. Filis, M .A. y B. Stroustrup. The Annotated C + + Reference Manual. Rcading, MA: Addison-W cslcy, 1990. Emblcy, D.W ., B.D. Kurtz y S.N. W oodficld. Object-Oriented Systems Analysis: A M odel Driven Approach. Englcwood C liffs. NJ: Yourdon Press, 1992. Entsiningcr, G. y B. Eckcl. The Tao o f Objects: A Beginner's Guide to Object-Oriented Prograrnming. Nueva York, NY: W ilcy Publishing, 1990. Fírcsmith, D.G. y B. Hcndcrson-Scllcrs. “Clarifying Spccializcd Fonns o f Association in U M L and OML.” Journal o f Object-Oriented Prograrnming mayo 1998, págs. 47-50. Flamig. B. Practical Data Structures in C + + . Nueva York, NY: John W ilcy & Sons. 1993. Fowlcr, M. y K. Scott. UML Distilled: Applying the Standard Object Modeling Language. Rcading. MA: Addison-W cslcy, 1997. Gamma, E., R. H clm , R. Johnson y J. V lissidcs. Design Pattems: Elements q f Reusable Object-Oriented Software. Rcading, MA: Addison-W cslcy, 1995. Gchani. N. y W.D. Room c. The Concurrent C Prograrnming Language. Summit. NJ: S ilicon Press, 1989. Giancola, A. y L. Baker. “Bit Arrays with C++.” The C Users Journal \fol. 10, Núm. 7, julio 1992, págs. 21-26. Glass, G. y B. Schuchcrt. The STL . Uppcr Saddlc Rivcr, NJ: Prcnticc Hall PTR, 1995. Gooch, T. “Obscure C++." Inside Microsoft Visual C++ Val. 6, Núm. 11, noviembre 1995, págs. 13-15. Hanscn, T.L. The C + + Answer Book. Rcading, MA: Addison-W cslcy, 1990. Henricson, M. y E. Nyquisl. Industrial Strength C++: Rules and Recommendations. Upper Saddlc River, NJ: Prcnticc Hall, 1997.

International Standard: Prograrnming languages — C + + . ISO/IHC 14882:1998. Nueva York, NY: American Nacional Standards Institute, 1998.


1277

Bibliografía

Jacobson, I. "Is Object Technology Software’s Industrial Flatform?” IEEE Software M agazine Vol. 10, Núm. 1. enero 1993, págs. 24-30. Jaeschke, R. Dtrtability and the C Language. Indianapolis, IN: Sams Publishing, 1989. Johnson. L J. "Model Bchavior” Enterprise Development. mayo 2000, págs. 20-28. Josuttis, N. The C + + Standard Lihrury: A Tutorial and Referente. Boston, MA: Addison-W cslcy. 1999. Kcrnighan, B.W. y D.M. Ritchic. The C Programming Language, Second Edition. Englcwood C liffs, NJ: ftentice Hall, 1988. Knight, A. “Encapsulation and Information Hiding.” The Smalltalk Report, Vbl. 1, Núm . 8. junio 1992, pdgs. 19-20. Koenig. A. "Implicit Base Class Conversions.” The C + + Report, Vfol. 6, Núm. 5, junio 1994, págs. 18-19. Kocnig, A. "What is C ++ A nyw ay?” Journal q f Object-Oriented Programming. ábril/mayo 1991. págs. 48-52. Koenig. A. y B. M oo. Ruminations on C + + ; A Decade o f Programming Insight and Experience. Reading, MA: Addison-W esley, 1997. Koenig. A. y B. Stroustrup. “Exception Handling for C ++ (R evised)” , Proceedings o f the USENIX C + + Conference, San Francisco, C A , abril 1990. Kruse, R.L., B.P. Iûng y C.L. Tondo. Data Structures and Program Design in C. F.nglewood C liffs, NJ: R-cnticc Hall. 1991. Langer, A. y K. Krcft. Standard C + + ¡OStneams and Incales: Advanced Progm m m er's Cuide and Reference. Reading. MA: Addison-W cslcy, 2000. Lcjtcr, M., S. M cycrs y S.P. Rciss. “Support for Maintaining Object-Oriented Programs", IEEE Transactions on Software Engineering.WoX. 18. Núm . 12, diciembre 1992, págs. 1045-1052. Lippman. S.B. C + + Primer, Third Edition. Reading. MA: Addison-W cslcy. 1998. Lorcnz. M. “A Bricf Look at Inhcritancc Mctrics.” The Smalltalk Report, \fol. 3, Núm. 8, junio 1994, págs. 1,4-5. Lorcnz. M. Object-Oriented Software Development: A P m etical Guide. Englcwood C liffs, NJ: Prcnticc Hall. 1993. Martin. J. Principies o f Object-Oriented Analysis and Design. Englcwood Cliffs, NJ: Prcnticc Hall, 1993. Martin, R.C. Designing Object-Oriented C++ Applications Using the Booch Method. Englcwood Cliffs, NI: Prcnticc Hall, 1995. Matsche, J.J. “Object-Oriented Programming in Standard C.” Object M agazine. Vbl. 2, Núm . 5, enero/febrero 1993, págs. 71-74. McCabe, TJ. y A.H. Watson. “Combining Comprchension and Testing in Object-Oriented Development.” Object Magazine, Vbl. 4 , Núm. 1, marzo/abrfl 1994, págs. 63-66. Mcl-aughlin, M. y A. Moore. “ Real Time Extensions to the UML.” Dr. D obb's Journal, diciembre 1998: págs. 82-93. M clewski, D. “UM L Gains Ground.” Application Development Trends, octubre 1998, 34-44. M elewski. D. “UML- Ready for Prime Time?” Application Development Trends, noviembre 1997, págs. 30-44. M clewski, D. “Whcreforc and What Now, UML?” Application Development Trends , diciembre 1999, págs. 61-68. Mcycr, B. Eijfel: The Language. Englcwood C liffs, NJ: Prcnticc Hall. 1992.


Bibliografía

1278

Meycr, B. Object-Oriented Software Construction, Second Edition. Hnglewood C liffs. NJ: Prcnticc Hall. 1997. Mcycr, B. y D. Mandrioli. Advances in Object-Oriented Software Engineering. Hnglewood C liffs, NJ: Prentice Hall. 1992. Mcyers. S. “Mastcring Uscr-Dcfined Conversión Functions.” The C/C++ Users Journal. \o \. 13, Núm . 8. agoslo 1995. págs. 57-63. M cyers, S. Effective C + + : 50 Specific Ways to lmprove Your Programs and Designs, Second Edition. Rcading, MA: Addison-W eslcy, 1998. M cyers, S. Effective STL: 50 Specific Ways to lmprove Your Use o f the Standard Témplate Library. Rcading, MA: Addison-W esley, 2001. M cyers, S. More Effective C + + : 35 New Ways to lmprove Your Programs and Designs. Rcading, MA: Addison-W eslcy, 1996. Mullcr. P. Instant U M L Birminghain. UK: Wrox Press Lid., 1997. Murray, R. C ++ Strategies and Tacúes. Rcading, MA: Addison-W eslcy, 1993. Musser, D.R. y A A . Stepanov. “Algorithm-Oriented Generic Libraries.” Software Practice and Experience, Vol. 24, Núm. 7, julio 1994. Musser, D .R ., G J . Derge y A. Saini. STL Tutorial and Reference Guide: C + + Programming with the Standard Témplate Library, Second Edition. Reading, MA: Addison-W eslcy, 2001. N elson, M. C ++ Pm gram m er's Guide to the Standard Témplate Library. Nueva York, NY: W iley Publishing, 1995. Nerson, J.M. ‘A pplying Object-Oriented A nalysis and Design.” Communications o f the ACM , V il. 35, Núm. 9 , septiembre 1992, págs. 63-74. Nierstrasz, O., S. Gibbs y D. Tsichritzis. •‘Component-Orientcd Software Development." Communications o f the ACM , V il. 35, N úm . 9 , septiembre 1992, págs. 160-165. ftjrry, P. “ UML Steps to the Píate.” Application Development Trends, mayo 1999, págs. 33-36. Pinson, L.J. y R.S. Wiener. Applications o f Object-Oriented Programming. Rcading, MA: AddisonWfesley, 1990. Pittman. M. “Lessons Leamed in Managing Object-Oriented Developm ent.” IEEE Software Magazine, V il. 10. Núm. 1, enero 1993, págs. 43-53. Raugcr, D. “Making C ++ Safe for Thrcads.” The C Users Journal, Vol. 11, Núm . 2, febrero 1993, págs. 58-62. Raugcr, P.J. 77ie Standard C lib ra ry. Englcwood C liffs. NJ: Prcnticc Hall, 1992. Pohl, 1. C + + Distilled: A Concise ANSI/ISO Reference and Style Guide. Rcading, M A Addison-W eslcy, 1997. Pohl, I. Object-Oriented Programming Using C + + , Second Edition. Rcading, MA: Addison-W eslcy, 1997. Press, W.H., S.A. Tcukolsky, W.T. Vcttcrling y B. Flanncry. Numerical Recipes in C, Second Edition. Cambridge, M A Cambridge Univcrsity Press, 1992. Pricto-Diaz, R. “Status Rcport: Software Rcusability.” IEEE Software, Vol. 10. Núm. 3. mayo 1993, págs. 61-66. Princc, T. “Tuning Up Math Functions.” The C Users Journal, Vbl. 10, Núm. 12, diciembre 1992. Prosise, J. “Wake U p and Smell the MFC: U sing the Visual C ++ C lasses and Applications Framework.” Microsoft Systems Journal, \ o 1. 10, Núm. 6 , junio 1995, págs. 17-34.


Bibliografía

1279

Rabinowitz. H. y C. Schaap. Portable C. Englcwood CliíTs. NJ: Frcnlicc Hall. 1990. Rccd, D.R. “M oving from C to C++.” Object M agazine. Vbl. 1, Núm. 3, scpticinbrc/octubrc de 1991. págs. 46-60. Ritchic, D.M . “The U N IX System: The Evolution o f thc U N IX Tímc-Sharing S y stem ” AT& T Bell Laboratories Technical Journal. Vbl. 63 . Núm . 8. Parte 2, octubre 1984. págs. 1577-1593. Ritchic. D.M .. S.C. Johnson. M.E. Lcsk y B.W. Kcmighan. “UNIX Timc-Sharing System: The C R-ogramming Language.” The Bell System Technical Journal. Vbl. 5 7 . Núm . 6. Parte 2, julio/agosto 1978. págs. 1991-2019. Robson, R. Using the S T L The C + + Standard Témplate Library. Nueva York, NY: Springcr Vfcrlag, 2000. Roslcr, L. “The U N IX System: The Evolution o f C — Ibst and Future." AT&T Laboratories Technical Journal. Vbl. 63, Núm . 8. Parte 2, octubre 1984. págs. 1685-1699. Rubín. K.S. y A. Goldbcrg. “Object Behavior Analysis.” Communications o f the ACM . Vol. 3 5 , Núm. 9, septiembre 1992. págs. 48-62. Rumbaugh, J., Jacobson, I. y G. Booch. The Unified Modeling language Reference Manual. Rcading, MA: Addison-W esley, 1999. Rumbaugh, J., M. Blaha, W. Prcmcrlani, F. Eddy y W. Lorensen. Object-Oriented Modeling and Design. Englcwood Clififs, NJ: Prcnticc Hall. 1991. Saks, D. ‘Inhcritancc." The C Users Journal , mayo 1993. págs. 81-89. Schildt, H. STl , Programming from the Ground Up. Berkeley. CA: Osborne McGraw-Hill, 1999. Schlaer. S. y S J . Mellor. Object Lifecycles: Modeling the World in States. Englcwood Clififs. NJ: Prentice Hall. 1992. Schmullcr. J. Sam 's Teach Yourself UML in 24 Hours. Indianapolis: Macmillan Computer Publishing, 1999. Sedgw ick. R. Algorithms in C + + . Rcading. MA: Addison-W esley. 1992. Scssions. R. Class Construction in C and C + + : Object-Oriented Programming. Englcwood Clififs. NJ: R-cnticc Hall. 1992. Skclly, C. “Pointcr Power in C and C++.” The C Users Journal, Vbl. 11, Núm . 2. febrero 1993, págs. 9398. Smith, J.D. Reusability & Software Construction in C & C++. Nueva York. NY: John W ilcy & Sons. 1990. Snydcr, A. “The Esscncc o f Objccts: Conccpts and Tcrms.” IEEE Software Magazine. Vbl. 10, Núm . 1, enero 1993, págs. 31-42. Stcpanov. A. y M. Lee. “The Standard Témplate Library.” 31 de octubre de 1995 . Stroustrup. B. “Making a v e c t o r Fit for a Standard." The C++ R ep o n , octubre 1994. Stroustrup, B. “Paramcterizcd Typcs for C++." Proceedings o f the USENLX C + + Conference, Dcnvcr, CO, octubre 1988. Stroustrup, B. “T he UNIX System: Data Abstraction in C." AT&T Bell Laboratories Technical Journal, Vbl. 6 3 , Núm . 8. Parte 2, octubre 1984. págs. 1701-1732. Stroustrup, B. “What is Object-Oriented Programming?” IEEE Software, Vol. 5, Núm . 3, m ayo 1988, págs. 10-20. Stroustrup, B. "W hyConsider la n g u a g e Extensions?: Maintaining a Delicate Balance." The C + + R epon, septiembre 1993, págs. 44-51.


Bibliografía

1280

Strousirup, B. The C + + Programming Language, Speeial Third Edil ion. Reading. MA: Addison-W eslcy. 2000. Stroustrup, B. The Design and Evolution o fC + + . Reading. MA: Addison-W cslcy, 1994.

Taiigenl's Cuide to Designing Programs: Weli-Mannered Object-Oriented Design in C + + . Reading, MA: Addison-W eslcy. 1994. Taylor. D. Object-Oriented Information Systems: Planning and Implementation. Nueva York. NY: John Wiley & Sons. 1992. Tondo, C.L. y S.E. Gim pcl. The C Answer Book. Englcwood C liffs, NJ: Prcnticc Hall. 1989.

Unified M odeling language Specification: Versión 1.4. Framingham, MA: OM G (Grupo de administra ción de objetos), 2001. Urlockcr. Z. “Iblym orphism Unboundcd.” Windows Tech Journal, Vbl. 1. Núm. 1. enero 1992, págs. 1116. Vin Camp, K.E. “Dynam ic Inhcritancc Using Filtcr C lasscs.” The CJC++ Users Journal, Vbl. 13, Núm. 6, June 1995. págs. 69-78. Vilot, M.J. “An Introduction to the Standard Témplate Library.” The C + + R epon, Vbl. 6 , Núm. 8, octubre 1994. Vbss. G. "Objects and M essages.” Windows Tech Journal, febrero 1993. págs. 15-16. Vbss, G. Object-Oriented Programming: An Introduction. Bcrkclcy. CA: O sbom e McGraw-Hill, 1991. W m g, B.L. y J. Wang. *‘Is a Deep Class Hierarchy Considered Harmful?” Object Magazine. Vbl. 4, Núm . 7. noviembre/diciembre 1994, págs. 35-36. W cisfcld. M. “An A ltcm ativc to Largc Switch Statcmcnts.” The C Users Journal, Vbl. 12. Núm . 4. abril 1994. págs. 67-76. Wciskamp, K .y B, Flamig. The Complete C + + Primer, Second Edition. Orlando, FL: Acadcmic Press, 1993. Wiebel, M. y S. Halladay. “Using O O P Techniques Instead o f switch in C++.” The C Users Journal, Vbl. 10, Núm. 10, octubre 1993, págs. 105-112. Wiener, R.S.. y L.J. Pinson. An Introduction to Object-Oriented Programming and C + + . Reading, MA: Addison-W eslcy, 1988. Wildc. N. y R. Huitt. “Maintcnancc Support for Object-Oriented Programs.” IEEE Trunsactions on Software E n g in eerin g .\o \. 18, Núm . 12. diciembre 1992. págs. 1038-1044. W ilde, N., P. Matthews y R. Huitt. “Maintaining Object-Oriented Software." IEEE Software Magazine, Vbl. 10, Núm. 1, enero 1993, págs. 75-80. W ilson, G. V. y P. Lu. Rtrallel Programming Using C + + . Cambridge, MA: M1T Press, 1996. Wilt, N. ‘Tom piates in C++.” The C Users Journal, mayo 1993, págs. 33-51. Wirfs-Brock. R ., B. Wilkerson y L. Wiener. Designing Object-Oriented Software. F.nglewood C liffs, NJ: Prcnticc Hall PTR, 1990. Wyatt. B.B., K. Kavi y S. Hufnagcl. "Parallclism in Object-Oriented Languages: A Survcy.” IEEE Software. Vbl. 9 . Núm . 7. noviembre 1992, págs. 56-66. Yamazaki, S., K. Kajihara, M. Ito y R. Yasuhara. “Object-Oriented D esign o f Tclccommunication Software.” IEEE Software Magazine, Vbl. 10. Núm . 1, enero 1993, págs. 81-87.


Indice

Símbolos —, operador unario, 99 ! (NOT lógico). 124. 126. 1190 I - (operador de desigualdad), 35 , 36 . 550 . 1190 t. operador del prcproccsador, 22 , 1054 . 1059 •#. operador del prcproccsador, 1059

$. indicador de línea de comandos de Unix. 1067 V indicador, 1067 V operador módulo, 31 b, carácter. 907 b. operador de dirección. 322 . 323 . 1190 6 . lista de parámetros. 213 b para declarar referencia, 211 6 y *. operadores inversos entre sí. 324

fc- (operador AND de asignación a nivel de bits), 1 169, 1190 6fraeli; referencia de entidad, 1249

t l t ; . referencia de entidad. 1249 bb (operador AND lógico), 124, 125 , 205 . 1190 (). operador de llamada a función, 175

*, operador, 31 * operador de desreferencia a apuntador, 323 ♦. operador, 29 . 31 ♦ operador, 99 operador sobre un iterador, operador. 98 . 550 , 854

1098

.•.operador. 1199 . 1201 . h. archivo de encabezado. 180. 181 /. operador, 31 / / , comentario de una sola línea, 22 \. barra diagonal invertida. 23 . 1057 \ \ , secuencia de escape, 24 11 (operador binario de resolución ds ámbito o alcance), 497 «i (operador unario de resolución de ámbito o alcance), 217 . 1189 , 1200

< (operador menor que), 35 <<. operador, 23 <<. operador de inserción de flujo. 29

<- (operador menor o igual que), 35 -. operador. 29 , 31 , 126 (operador de igualdad). 35 , 126, 550

> (operador mayor que). 35 -> (selección de miembro via apuntador). 1199 ->*. operador, 1199 >■ (operador mayor o igual que), 35 >> sobrecarga de operadores, 30 7 1 (operador temario condicional), 78 , 205 \. carácter de barra diagonal inversa, secuencia de escape, 24 carácter de comillas dobles, secuencia de escape, 24

A(operador OR exclusivo a nivel de bits), 1190 *- (operador OR exclusivo de asignación a nivel de bits), 1169 . 1191 |. 1190 | » (operador OR inclusivo de asignación a nivel de bits), 1169 . 1191 | | (operador OR lógico), 124, 125. 205 . 1190 | | (OR lógico), tabla de verdad de operadores, 125 * \ 0 ', 3 6 0 '\ n ', 3 6 0 5 , 166

Números 0 , apuntador, 959 0 X. 755 O x . 755 12 horas, formato de reloj. 408 24 horas, formato de reloj, 408

A elemento. 1242. 1247 abierto. 811 a b o r t . 790 . 796 . 1060 . 1076 abortar el programa. 784 abreviado, operador de asignación. a.

99

\ a . 24

abreviar expresiones de asignación,

\n (nueva línea), secuencia de «scape, 24 \ r , retomo de carro, 24 \ t . tabulador, 24 . 159

abreviaturas similares en inglés, 8 abrir origen, 884

98


1282

índice

un archivo en modo de entrada, 814 un archivo en modo de salida, 814 un archivo que no existe, 815 abstracción, 40,611 de datos. 4 . 469. 502,356 abstracto, tipo de dalo (ADT). 411 , 413 , 502 , 504 acceso a los datos de la llamada, 211 a los datos miembro y funciones miembro de clases que no sean • t a t i o , 500

a los miembros de un objeto a través de cada tipo de manipulador (manejador) de objetos, 419 a los miembros de una dase. 418 a los miembros de una estructura. 418,1002

a los miembros de una unión. 1081 a los miembros mediante manejador, 418

a miembros private de una dase, 424 a una variable global. 217 al miembro, operador (.), 407 comprobado. 854 directo. 946 instantáneo, aplicadón de. 824 instantáneo, procesamiento de, 834 inválido al almacenamiento. 1076 predeterminado es p u b l i c . 1001 predeterminado para miembros de una s t r u c t es p u b l i c . 426 privilegios de. 331, 335 secuencia!. archivo de. 809. 811, 812, 816,823 violadón de, 54, 362, 1093 acceso a miembros, espccificador de. 411 . 486 espccificador p u b l i c . 411 acceso aleatorio. archivo de. 809. 824. 825. 831. 834 icrador de. 1100, 1101, 1106, 1109, 1117, 1119, 1138, 1144, 1150, 1156, 1162. 1165, 1167, 1168 operadores de ¡terador de, 1102 acción, 3 . 77 . 79 . 82. 227 , 502 acción/decisión, modelo de programación. 77 . 78 a c c u m u l a t * . 1104, 1172 . 1174 Acerca de los objetos. 4 . 21 , 405 a c t i o n . atributo. 897 . 898 . 1262 activación, 301 barra de, 303 actividad, 74 , 301 activo de software. 42 , 417 actor, 139 actualizar registros ya establecidos. 823 un registro, 848 acumulador, 387 , 388 Ada, 13

adaptador, 1128 de contenedor. 1094. 1101, de fundón. 1172

1128

a d j a c a n t _ d i f f a r a n c a , 1 104,

1166 a d j a c a n t _ f i n d . 1104 , 1168

administración dinámica de memoria, 495 de objetos. 509 administrador de pantallas, programa, 679 "administrativa”, sección de la computadora, 6 ADOO (análisis y disefto orientados a objetos), 4 2 ,4 3 advertencia. 24 aerolínea, sistema de reservación, 3 1 1 ,8 2 4

agotamiento de memoria. 202 agregar una nueva cuenta a un archivo, 835 al más pequeño de diversos enteros. 165

alcance, 106, 416 , 1071 , 1186 conflicto, 1187 de archivo. 195, 418 . 497 . 732. 1083 de fundón. 195.418 de fundón, variable, 418 de un idcntificador. 192. 194 de una constante simbólica o macro. 1057

ejemplo. 1% global. 437, 1189 iicance de clases. 195. 416 . 418 variable está oculta. 418 alerta, secuencia de escape ( %a ' ), 24 . 1024 alfabetización de cadenas. 367 algebraica, expresión, 32 < a l g o r i t h a > . 182, lili algoritmo, 54 , 72 , 77 , 78 , 83 , 89 , 943 . 1092. 1103, 1133 de búsqueda. 1148 de evaluadón. 996 de secuencia mutante, 1104 de una pasada, 1100 genérico. 1103 matemático, 1144 numérico. 1 KM. 1172 para repartir cartas. 355 algoritmos c o p y b a c k v a r d . m arg a. u n i q u e y r e v e r s e . 1152

déla STL. 719 de ordenamiento y búsqueda básica de la Biblioteca estándar. 1148 e q u e l. « ii» m a tc h y l e x i c o g r a p h i c a l _ c o m p a r a . 1126 £ 111. £ ill_ n , g e n é r a te y g e n e r a t e _ n , 1134

i n p l a c a m a r g a , u n ig u e _ e o p y y r e v e r s e c o p y . 1155 l o w e r b o u n d .u p p e r b o u n d y e q u s l r a n g a . 1160

matemáticos de la Biblioteca estándar. 1144 m in y n t x . 1165 r e m o r e , ra m o v e i£ . re sto v e _c o p y y r e s # o v e _ c o p y _ i £ , 1139 r e p la c e , r e p le c e _ ¿ £ , r e p la c e _ c o p y y r e p l a c e _ c o p y _ i £ , 1142

separados dd contenedor. 1103 ■ vrap . i t e r s v r a p y avap

r e n g a s . 1150

alias, 213 , 323 , 325 , 870 para d nombre dd objeto, 445 para un tipo. 1096 alineación, 1003 de almacenamiento, 1003 'felmacén”. sección de la computadora, 6 almacenamiento asignado en forma dinámica. 449 . 450 , 565 , 569 , 578 secundario. 17 secundario, dispositivo de. 15, 809 secundario, unidad de. 6 a l t , atributo, 1246 alterar el flujo de control. 122 ALU, 5 ambigüedad, problema, 1201 , 1204 American National Standards Committcc on Computers and Information Processing (X3 ). 9 amistad no simétrica, 486 no transitiva. 486 otorgada, no tomada. 486 análisis, 42 de datos, programa, 279, 282 lase de. 374 orientado a objetos, fase, 138 y disefto orientado a objetos (ADOO), 42, 43 y disefto orientados a objetos (ADOO), proceso, 42 anchura altura, proporción. 1246 de campo. 256, 749, 752 de rango de números aleatorio, 188 de un campo de bits. 1017 establecer, 752 establecida implícitamente en 0.752 ANI) aplicar, 1010 lógico <&&), 124, 166, 1011, 1190 a nivel de bits (&), 1008 operador (6 ). 1008, 1010, 1011. 1012, 1048


índice

1283

operador de asignación («■•), 1016, 1190

apuntador/dcsplazamicnto, notación. 344

OR inclusivo a nivel de bits, OR exclusivo a nivel de bits y operadores de complemento a nivel de bits, 1011 and, palabra reservada de operador. 1190

apuntador/subíndicc. notación. 345

apuntadores a un área de almacenamiento asignada en forma dinámica, 491. 567

and_a<*. palabra reservada de operador. 1190 anexar ditos a un archivo, 814 símbolo de salida (» ), 1067 anidamicnto, 77 , 78 , 104, 133 anónima, unión. 1082 ANSI, 3 , 9 ANSI C. 9 . 20 ANSI/1SO. estándar de C++. 21 , 1175 , 1176 , 1232, 1235 ANSI/1SO 9899 : 1990, 9 anteproyecto, 406 Any, 1169 Apache Fundación de software. 884 servidor HTTP. 882. 884. 886 apariencia de construcción con bloques. 130 apilado, bloque de construcción, 133 apilar. 75 . 77 . 78 . 133 aplazamiento indefinido, 351 aplicación comercial. 13 apodo. 323 , 325 •pp«nd, 855 Apple Computer. 7 aproximación de números de punto flotante. 93 apuntador. 320 , 3 4 1 a miembro de la dase, operadores. 1184

aun objeto. 416 a una estructura. 334 a una función. 355. 357 , 696 . 698 . 1172, 1073. 1175,1200 u v o i d
vínculo. 945 apuntador constante. 344 . 489 a datos constantes. 331 , 335 a una constante entera. 335 hacia datos no constantes. 331, 334

comparación. 344 ejercicio. 393 opresión de. 341.344 notarión. 345 operadores i y •. 323 que se declaran oomo const, 334 resta, 341 valores como enteros hexadcrimales, 323

y arreglos, 344 y subíndices de arreglos. 344, 345 arbitrario, rango de los subíndices, 504

árbol, 505 , 944 . 969 . 977 Arbol definición de la plantilla de dase. 971

plantilla de clase. 975 Arbol, 970 árbol binario. 943 . 969 , 970 , 1162 con duplicados. 984 de búsqueda. 969 . 976, 977 . 984 diminadón. 984 ordenamiento, 977,999 archivo. 809 . 811.818 oomo una colección de bytes. 811

de encabezado. 47 . 180, 181. 420 . 424 , 451 , 649 . 699 . 1054, 1072. 1104, 1106, Mil, 1113, 1118, 1120, 1122, 1126, 1129, 1131, 1132, 1147, 1154, 1156 de encabezado < c s i g n a l > , 1076 de encabezado < m « # o r y > . 798 de encabezado , 793.795 de encabezado < * t d « x c * p t > . 800 de encabezado definido por el programador. 181, 423 de encabezado encerrado entre comillas, 423 de implemcntadón. 507 den bytes. 811 de texto. 834 en disco, 9 % fuente, 1072 objeto precompilado. 507 sccuendal, 813, 817 archivos de código objeto. 699 de encabezado, xxxviii

argumento, 171 de función, 172 más a la derecha. 215 para una macro. 1056 predeterminado. 215, 216 . 217. 430 predeterminado de función. 433 argumentos coerción de. 179 en el orden correcto. 175 predeterminados con constructores, 430

predeterminados para una función, 216

que se pasan a constructores de objetos miembro. 479 *rgv [ ). 1070 aritmética, 17 de apuntadores. 331. 341. 342. 343. 345 . 1108 de apuntadores en un arreglo de caracteres. 342 de apuntadores es dependiente de la computadora. 342 de enteros, 547 de punto flotante. 547 aritmético cálculo. 3 1 desbordamiento, 781 error de desbordamiento, 800 error de desbordamiento negativo. 800

operador. 31 operador de asignación. 98 . 99

promedio. 32. 278 ARPA. 18 ARPAnct, 18, 19 urreglo con un solo subíndice. 329. 330 . 338 de apuntadores a funciones. 358, 395

de cadenas, 349 de cadenas palo, 349 de caracteres, 267, 347. 361 , 554, 867

de caracteres como una cadena. 268

de m por n. 289 lista inicializadora. 258 dinámico. 1078 multidimensional, 290 nombre, 34 . 345 su nombre como un apuntador constante al inicio del arreglo. 334 . 344 . 345 tamailo de. 272 tipoC. 1094 Ancgio, 253 , 254 , 334 , 504 , 505 ,

t « a p o r a l« s d a X n ta ra a t,

«Srectorio. 913 área indefinida en memoria, arge. 1070

1003

946

asignación. 504 comprobación de límites. 266 límites de, 266, 267


1284

índice

Arreglo, dase, 557 con operadores sobrecargados. 557 definiciones fundones miembro y funciones £ri«nd. 558 programa de prueba, 561 "arreglo inteligente”, 267 , 1105 arreglos como objetos hechos y derechos. 256

comparación, 504 con múltiples subíndices, 289,292 cmrada/salida, 504 función para ordenar, 719 notadón. 345 operador de subíndice <[ ]), 564 que conocen su tamaño. 504 que se pasan por referencia. 276 uso de subíndices. 334 , 345 y funciones. 273 uniba a abajo, mejoramiento puso a paso, 5, 86 . 87 , 89 , 94.351 ASCII. 116. 360 . 367,744 conjunto de caracteres. 68 equivalente dedmal de un carácter. 998

•a e tiM , función, 888 , 890 asignación de apuntadores, 343 de direcdones de objetos de clase base y clase derivada a apuntadores de clase base y clase derivada. 669 de miembros. 448. 548 dinámica de memoria 945. 946 . 1078 en cascada. 579 función de operador. 566 instrucción. 29. 101 operador (-X 29. 39 . 102. 448. 547. 548. 1097 operador (aritmético), 98 predeterminada a nivel de miembro. 449 , 548 , 1097 asignador. 1112 asignar arreglo de enteros en forma dinámica. 564, 1088 cadenas de caracteres a objetos •trla g , 578 objetos de clases. 426.449 tai iterador a otro. 1102 una estructura a una estructura del mismo tipo, 1002 una unión a otra unión del mismo tipo. 1081 y desasignar almacenamiento en forma dinámica. 435 asignar memoria. 182, 495 dinámica. 797 asincrono, evento, 781 asociación, 42 . 142, 143, 1126 de i I m , problema de. 161 entre clases, 142

asociaciones entre clases en un diagrama de clases. 142 asociar de derecha a izquierda. 39 , 102, 116 de izquierda a derecha. 102 asociatividad, 39. 126, 127 de derecha a izquierda, 39 de operadores. 32,127 que no se modifica por sobrecarga. 549

asociativo arreglo. 1126 contenedor. 1094. 1097. 1101.

1119,

1122

«as«rt. 1060 <«B0 «rt.h>. archivo de

encabezado, 181 assign. II 17 asterisco (*). 31 . 165 at. 854 . 870 . 1105. 1112 , 1169 función miembro de la clase ■tring. 854 AT&T. 14 ataxit. función, 1073 , 1074 atof. función. 1026 atol, función. 912 , 993 , 996 , 1026, 1027

atol, función. 1026 atrapar con catch

todas las excepciones, 801 un objeto de clase base. 800 arapar errores relacionados, 793 atributo. 40 . 41 . 142, 225 . 296 . 374 . 405,411

de un elemento. 1239 nombre, 226 tipo, 226 atribulas de una variable,

192

auto. 191 193 auto_ptr, 797 , 798 , 799

objeto que administra la memoria asignada en forma dinámica, 798

objeto que queda fuera de alcance. 798

operador * sobrecargado. 799 operador -> sobrecargado. 799 autoasignación, 491 , 566 , 578 autodocumcntación. 27 automática clase de almacenamiento. 193. 253. 272

destruida en forma. 1% variable, 960 automático arreglo local. 270 arreglo. 258 cajero. 824 inicialización de arreglo. 270 objeto. 784 . 792

objeto local. 436 variable local. 193. 196.214 automóvil. 168 avance de página ( ' \ f '). 1021 . 1024

avanzar por una lista. 958

B B. 8 Habhagc, Charles, 13 back. 1105 , lili, 1130 beck in g « rt« r. 1154, 1156 bad, función miembro. 766 bad_alloc, excepción, 793 . 794 , 796 , 800 . 945 . 1112 bad_cast. excepción. 800 bad «xcaption. 800 b»d -.typ«id. excepción, 800 badbit, 744 , 766 . 815 balanceado, árbol, 977 boticario, sistema, 824 bandera. 86 . 990 haraja de cartas. 349 , 350 taiujar. 350 cartas. 1048 algoritmo para. 1006 torra de título, 1239 barras, gráficas de. 165. 262 base 2 , sistema numérico. 1008 tose 8 . sistema numérico, 755 tose 10, sistema numérico, 173, 755 buse 16. sistema numérico. 755 tose de datos, 8 1 1 protegida mediante contraseña. 917 buse e. 173 tase especificada para un flujo, 760 BASIC, 11. 943 , 987.999 baaio_f i t r a u . plantilla. 742 . 812

basic_ifB traam , plantilla. 742 , 812

baBÍo_ioB. plantilla. 742 bBsio_ioBtraaa. plantilla. 741 . 812

bBBÍc_ÍBtrB«ia, plantilla, 741 , 812

bBBÍc_ÍBtringBtra«JX clase, 870 , 871 b«aio_of Btraaa^ plantilla. 742 . 812

b a s ic _ 0 8 tr«ajB. plantilla. 812 baB Íc_.O B trin gstraaia clase, 870 . 871

b a s ic . a t r in g . 851

BCPI., 8 b a g in . 1095 . 1098. 1108 , 1109

iterador. 869 Bell, laboratorios, 9


índice

1285

Bibliografía, 21 Biblioteca estándar. 170 algoritmo de, 182 archivo de encabe/ado, 181. 1054 archivo de encabezado de contenedor, 1096 clase contenedora, 1094 dase de adaptador p r io r it y gu au*. 1132 dase de adaptador atack. 1129 clase « tr in a . 485 , 588 dase ▼•ctor. 592

de plantillas (STL), 54 . 182, 503. 6 %. 719 . 1092 de plantillas con Borland C++, 1176 de plantillas. Guía del programador. 1175. 1234 de plantillas. Página de inicio de referencia en línea, 1175. 1235 fundones de manipulatión de elementos de la plantilla de dase ▼•ctor. 1109 jerarquía de exoepdones. 800

plantilla de dase de adaptador gu»u*, 1131

plantilla de dase d*gu«, 1118 plantilla de dase 11 «t. 1113 plantilla de dase map. 1126 plantilla de clase n u l t i u p . 1124 plantilla de dase bul t i « « t . 1120 plantilla de dase M t. 1123 plantilla de dase ▼•ctor, 1106 biblioteca de utilerías generales < c a td lib > . 1026, 1060 , 1073 , 1078 bibliotecas, 16 dedases, 15. 113, 171. 420 . 450 .

bit, 809 , 1001 de error, 748 de estado. 744. 766

1248

B it« c o r a

archivo de encabezado de la clase, 458,515

archivo de implcmenladón de la dase. 516 bitand. palabra reservada de operador, 1190 b ito r , palabra reservada de operador. 1190 bits, manipulación de. 809 , 1007 "bits y bytcs”, nivel de. 1007 , 182. 1096 b it« « t, 1094, 1168 , 1169, 1170 Bloc de notas, editor de texto. 1237

bloque. 80 . 81 . 92 . 176.

193. 195.

branch negativo, 991 branch zcro. instrucción. 991 , 994 b raak

instrucción, 117, 119. 122, 167. 1079

instruedón para salir de una estructura C o r . 122 Buena práctica de programación.

alcance de. 195 anidado. 133. 195 de datos. 1036 de memoria. 1036. 1079. 1117 está activo, 193 externo. 195 interior. 195 terminó de ejecutarse. 193 b o d y , demento, 1239 , 1240 Bohm. C.. 73 . 132 Booch. Grady. 43 b o o l,

tipo de datos. 76 valor C a l a * . 76 valor tru«. 76 b o o l a l p h * . manipulador de flujos, tipo del UML, 226 atributo. 1254 Borland C++. 15. 220 . 1073,

B o o la a n , b o rd ar,

1176 B o to n

archivo de encabezado de la clase,

búfer está lleno. 742 se llena, 768 se vacía, 742 uso de, 768 burbuja método oon llamada por referencia. 336

método de ordenamiento. 309. 336. 355

método de ordenamiento utilizando apuntadores a fundones, 355 buscar. 505 . 943 . 1148 cadenas y caracteres en un objeto a trin g . 862

en bloques de memoria. 1036 en cadenas. 362. 1026 ai un arreglo. 283 en una lista enlazada, 947 , 999 búsqueda binaria, 283. 285, 286 binaria en un arreglo ordenado. 286 de cadenas, fundón atreapn. 1033 de cadenas, fundón atrehr. 1032 de cadenas, fundón atrpbrk .1034 de cadenas, fundón atrrchr, 1034 de cadenas, fundón «trapa. 1035 de cadenas, fundón a tra tr, 1036 en listas, rendimiento. 999 funciones de la biblioteca de manejo de cadenas. 1031 lineal de un arreglo. 283. 284. 285 b u t t o n . valor de atributo ( t y p a ) .

653

archivo de implcmenladón de la dase. 653 BotonElevador archivo de encabezado de la clase. 457 . 524.654 archivo de implcmenladón de la dase. 525 definiciones de fundones miembro de la clase, 655 B o to n P ia o

archivo de encabezado de la clase. 458 . 526.656 archivo de implcmenladón de la dase. 526 defínidones de fundones miembro de la clase. 656

10.

20

196

763

649

privadas. 16 bidireccional. iterador. 1100, 1101 . 1106 , 1113, 1119, 1122 , 1124 , 1153 . 1154 , 1156, 1167 binaria función. 1166.1172 función de comparadón. 1167 función predicado. 1116. 1138. 1147. 1150. 1154. 1158. 1159. 1162. 1168 objeto de fundón, 11 7 2 ,1173 binario. 162 dígito. 809 entero. 162 número. 1020 operador, 29, 31, 126 operador ♦, 3 1 operador aritmético, 93 operador de resolución de alcance (o de ámbito) (i i), 217, 416 . 497 . 1187. 1200. 1204 sistema numérico. 1029 b i n a r y _ a « a r c h . 1148, 1150

(interrupción de linca), elemento,

b r

898

Byron, l.ord, 13 byte. 1007 bytc, desplazamiento, 825 c

.C. extensión de. 15 C. 8 clásico, 9 código heredado. 469 . 1054. 1056. 1060. 1066,1078 lenguaje de programación. 1237 tradicional. 9 Cf, lenguaje de programación, 12 c a t r . función miembro de la clase


a t r in g . 868

índice

1286

C++, 7 , 8, 20 , 886 , 888 Cómo proRnunar en C++, 4 compilador, IS, 1232 ejecutable. 890 entorno. 16 entorno de desarrollo, 16 entorno de programación, 170 lenguaje, 20 mejoras a C, 4 preproccsador. 15. 22 recurso profesional. 1232 caché. 882 cadena. 347 , 360 de caracteres. 23 de caracteres interna. 578 de consulta. 882.896 es un apuntador constante. 361 literal, 28, 267, 268 , 360,361 longitud, 369 que se va a dividir en tokens, 369 tipo de datos. 504 vacía. 855. 861

cantidad en dólares. 112 capacidad de F7 S de bajo nivel. 739 de un objeto string. 859 capacity. 1108 capt ion. elemento. 1255 carácter. 360 . 809 . 1001 de control. 1024 de escape. 23 de relleno. 408. 749. 752, 755 , 757, 758.759

c a d a n a c o n s u l t a . c p p , 896

cadenas basadas en apuntadores. 360 como objetos hechos y derechos, 256,360

entrada y salida, 998 manipulación de, 171. 993 procesamiento de, 320 calcular d valor de 8 . 166 la suma de los elementos de un arreglo, 261 los ingresos de un vendedor. 158 cálculo, 6 . 31 . 73 matemático, 171 monetario. 112 Cálculo de factorial con una función recursiva, 200 cálculos matemáticos. 13 c a l l o c . función, 1078 campana. 24 C am p an *

archivo de encabezado de la clase, 453.519

archivo de implementación de la dase. 519 campo, 810 campo de bits. 1007, 1017 , 1019 como miembro de una estructura,

delimitador, 362. 368 especial. 27, 360. 1249 representadón numérica. 116 caracteres cadena, 256 , 267 conjunto de. 68 . 119. 367. 809 manipuladón de, 171 manipuladón de cadenas, 1020 presentación de, 182 representados como códigos numéricos. 367 secuencia de. 823 cargador, 16 cargar. 15. 17 C A R R IT O , cookic, 929 carrito de compras, aplicación. 909 . 921

casa, etiqueta, 113, 117, 118, 195 casi contenedor, 1094 casilla de verificación. 1263 casino. 182. 188 caso(s) basc(s), 199, 204 . 206 caso-uso, 139, 146, 374 diagrama. 139 diagrama para el sistema del elevador, 139 . archivo de encabezado, 181, 1060 catalogar. 450 catch. bloque (o manejador), 783 , 787 . 792 , 793 catch ( . . . ) . 801 c atch (sx csp tio n •). 801 categorías de ileradores. jerarquía de, 1100

1017

manipulación, 1020 campo justificado. 759 campos de bits pora ahorrar espado, 1020 utilizados para almacenar un mazo de cartas. 1017 campos más extensos que los valores que se van a imprimir. 759 canalización ( | X890 , 1067

, archivo de encabezado. 181, 331 . 1020 CD ROM. 4 o s il, 172 celda de encabezado. 1256 CHRN, 19 ceros a la derecha del punto decimal. 93 . 172, 756 ceros y unos, 809 c s rr (error estándar sin búfer). 17. 740 , 741.811 cerrar un flujo. 1073 csrxarassion.cpp, 935

< cf lo a t> ,

archivo de encabezado,

181 889

xgi, .cgi. extensión de archivo. 890 CG1

Interfaz común de puerta de enlace. 885 . 1260 protocolo. 886 secuencia de comandos, 885. 889 . 890 . 895. 906 . 1262 o g i - b i n . directorio, 889 , 890 . 916 ciclo, 81. 83 . 88 anidado dentro de otro ciclo. 95 controlado por centinela, 988 de ejecución de instrucciones. 390 de retardo, 107 infinito. 20 . 82. 92, 107. 163 científico. 762 cifrado, 877 , 879 cifrador. 877 cilindro, 689 C ilin d r o

archivo de encabezado de la clase, 690

archivo de implementación de la clase. 691 clase que hereda de la clase C i r c u í o 4 y redefinc a la función miembro o b t a n a r A r a a . 639

cima, 87 c i n (flujo estándar de entrada). 17. 28 , 740 , 741 , 811 . 8 1 5 .8 9 0 c i n . c l a a r . 766 c i n . a o f . 745 , 766 c i n . g a t . 116. 746 c i n . g a t l i n a . 362 c i n . t i a . 768

circular lista doblemente enlazada. 960 lista simplemente enlazada. 959 círculo, 1252 opaco con una flecha adjunta. 227 C ir c u lo

clase que hereda de la dase P u n t o . 667 . 688 clase, contiene una coordenada ,t-y y un radio. 619 dase, programa de prueba. 621 C i r c u l o 3 , clase que hereda de la dase P u n t o 2 . 627 C i r c u l o 4 , clase que hereda de la dase P u n t o 3 pero no utiliza datos p r o t a c t e d . 634 C i r c u i o s , clase que hereda de la dase P u n t o 4 , 645 claridad. 3 . 20 . 28. 265 dase. 4 , 10, 41 , 133. 253,1055 abstracta, 663 , 680 . 681. 682 . 6% A r r a g l o , 557


1287

índice

auiorrcfcrcncial, 944 , 945 base directa. 610 base indirecta, 612 b i t s a t y la Criba de Eratóstcnes, 1170 C a a p l a j o . 601

contenedora, 427. 485 . 505. 564 . 719 , 730,1094 de almacenamiento. 192, 194. 1071 de almacenamiento, especificador. 12

de excepción. 800 definición. 411 Empleado. 700 genérica. 723 H o r a , definición, 411 Internada. 604 ntís derivada. 1210 N u m a r © R a c i o n a l . 607 P o l i n o m i o . 608

propietaria. 649 proxy, 420. 506 . 508 ■ t r i n g , 569

clase base. 610 , 611 . 613 . 650 . 654 . 713

accesibilidad de miembros en clase derivada, 649 apuntador a un objeto de clase derivada. 699 apuntador de (o tipo de referencia). 695 . 700.945 c a t c h . 800

oonstructor de, 629,642 constructor predeterminado de, 629 E m p in a d o , 700

excepción, 800 (unción miembro redefinida en una dase derivada. 636 miembro p r i v a t a de. 614 referencia. 678, 695.945 dase derivada, 610 , 611 ,613 , 648 , 6 5 1 .7 0 0 c a t c h . 800

destructor de. 699 dases desarrollo. 556 de excepciones derivadas de la dase base común. 793 matemáticas. 547 c l a a a . 170 . 222 . 405 , 411 . 720 . 810 c l a s a N o d o . 944

clave. 877 , 1119 de búsqueda. 284. 285, 1119 de registro. 811. 848 única. 1119. 1122. 1126 clave/valor, par, 1124. 1126 c l a a r . función miembro. 766 , 1096 diente, 507 , 9 1 3 ,9 1 6 de una dase. 412, 417. 420 . 440 de una cola. 505 nivel. 883. 938 dicntc/scrvidor, computación, 7

c l i a n t a a . t x t . 916

archivo de encabezado, 181 g (error estándar con búfer). 740 . 741,811

< c lia it s > , c lo

c l o a a , 816 < c a a th > .

archivo de encabezado.

172, 179.181 COBOL. 13. 1237

código activo, método del. 3 . 1094 diente. 680 de caracteres. 367 de operadón. 387.990 explicación de, xxxviii. 48.509 heredado. 4 . 330. 1060. 1066. 1078 heredado de C. 1056 objeto. 15. 16. 420 optimizado. 997 para procesar errores. 782 personalizado. 173 portable. 10 código fuente, 420 . 649 archivo de, 420 de una clase. 420 formato. 1237 coeficiente, 608 c o l . elemento, 1257 cola. 505 . 943 . 944 . 946 . 959 . 965 con dos partes finales, 1117 crece infinitamente. 983 de impresión. 965 en una red de computadoras, 965 objeto, 983 C o l » , definición de plantilla de dase, 966 colaboración, 225 , 372 colas, uso de, 965 colecciones, clases de. 505 colgado. 877 c o l g r o u p . elemento, 1257 c o i s , atributo, 1263 c o l « p a n , atributo, 1257 columna. 289 encabezado de. 256 subíndice de. 289 c o a (dominio de nivel superior), 884 coma, operador (,), 106, 205 combinar estructuras de control de dos maneras. 127 comentario. 995 comentario (//), 22, 28 , 1239 comentario de una sola línea, 22 comillas. 23 . 24 comilia sencilla (* Xcarácter, 360 comillas vacías. 825 cómo debe construirse el sistema,

c o m p a r o . 855

compartir las recursos de una computadora, 6 compilación de instrucción i f / g o t o en simulador de compilador, 991 error. 24 error de, 24 fase de, 24 proceso para un programa de Simple, 993 unidad de. 1189 compilada en forma condicional, instrucción de salida. 1058 compilador. 8 . 16. 24 . 92 . 960 . 998 genera instrucción de SML. 991 opción de. 21 optimización de, 1075 que puede realizar optimizaciones. 113. 194,470 compilar. 8 . 15. 420 . 943 . 1072 un programa oon varios archivos fuente, 1071 c o m p l , palabra reservada de operador, 1190 complejidad exponencial. 205 C o m p la jo

dase, 465. 601 dase, definiciones de fundones miembro. 602 completo, diagrama de clases del simulador de elevador que incorpora la herencia, 652 complemento, operador de (-). 1008

complemento a uno, 1008 , 1014 componente. 41 . 42, 170 . 450 comportamiento, 40 , 41 , 139, 405 , 4 ! 1. 503 composición. 143. 417 . 478 . 509 , 511 . 610 . 611 . 613 . 648 . 964 símbolo, 143 c o m p r a r . c p p . 929 c o m p r a r . c g i . 928

comprobación de límites, 266 comprobación de tipos. 720 , 1056. 1057

comprobar en el sentido matemático.

139

comp.lang.c,

comparación entre contenido Web dinámico y estático. 885 . 888 comparaciones en un ordenamiento de burbuja. 278 comparar bloques de memoria. 1036 cadenas. 362.365 ¡teñidores, 1102 objetos »t r i n a , 855 uniones, 1081

1233


128

índice

1288

computación conversacional. 29 distribuida. 7 interactiva. 29 personal. 7 computadora. 4 cliente. 7,909 personal, 4 programa de. 5 programador de. 5 simulador de. 390 computadoras red de. 7.965 trabajo en red, 7 compularizado, diccionario. 849 cómputo, 4 concatenación. 29 de cadenas. 365 concatenar, 854 cadenas, 579 dos objetos de lista enlazada. 981 concepto, 503 concreta, dase, 681 condición. 34 . 76, 78 . 121, 123. 228 compleja, 124 de continuación de rielo. 103. 105, 108. 120.121 d: continuación de ciclo falla, 206 de guardia. 76. 77 . 78. 83. 108. 117. 121. 227.229 excepcional. 118 simple. 124. 125 condicional compilación. 1054. 1057 directiva del prcproccsador. 1057 expresión. 78 . 79.787 operador (? i). 78.79 conexión de red, 739 configuración de formato original. 765 confundir operadores de igualdad (-») y de asignación (-), 36 . 127 Conjunto de llamadas recursivas al método r i b o n a c e i . 205 c o n j u n t o K n t a r o s , clase. 545 conmutativa, operación. 551 conservar memoria. 193 Consorcio World Widc Web (W3C), 20 c o n a t , 210 . 213 . 273 . 275 . 470 ,

554,1055

apuntador. 556 calificador de tipo aplicado a un parámetro de arreglo. 275 calificador. 3 2 9 .1184 con parámetros de funciones. 330

i n t * c o n a t . 335

miembro de una clase. 509 objeto que debe inicializarse, 260

objeto. 260 . 469.473 objetos y funciones miembro, 473

referencia. 410 variable. 478 variables, deben inicializarse, 260 versión de o p a r a t o r [ 1 , 567 c o n a t _ c a a t . operador. 1184 . 1197 c o n s t _ i t a r « t o r , 869 , 1095 . 1096 . 1097. 1098 . 1101, HOZ 1108 . I 12Z 1124 . 1126 con at

r a f a r a n c a . 1097

o o n a t _ r a v a r a a _ it a r a t o r ,

870 . 1096 . 1097. 1101 . 1109 constante, 172, 989 carácter, 360 con nombre. 259 de cadena. 360 de punto flotante sin sufijo, 1075 simbólica, 1054. 1055. 1056. 1057. 1060

simbólica NDBBOG. 1060 simbólica PI. 1056 simbólica predefinida. 1060 construcción de un compilador, 939 "construcción en bloques". 41 constructor. 41 Z 430 . 453 con un solo argumento. 568. 577. 119Z 1193. 1196 de conversión. 568 . 577. 579. 1194 de copia. 450. 564 . 565. 567 . 1095. 1097

de objeto global. 436 en una u n i ó n . 1081 llamada a, 430 llamado en manera recursiva, 565 predeterminado. 431 , 484 , 563, 565, 585 , 629 . 728 , 1095 sobrecargado. 430 Constructor con argumentos predetenni nados. 433 constructores de copia en parámetros que se pasan por valor. 579 no pueden ser v irtu a l. 699 Constructores con un solo argumento y conversiones implícitas, 1192 Constructores y destructores, orden de llamadas. 647 construya su propio compilador. 943 . 986

c h a r *,332

función miembro. 469 función miembro en un objeto c o a s t , 473

función miembro en un objeto que no es c o n a t . 473

consumo de memoria. 696 o o n t a c t o . h t K l . 1244 , 1249 contador. 83 . 88 . 95 . 159. 193 basado en oero, 106 de ciclo, 102 de instrucciones, 993

contar aumentando en uno, 86 contenedor. 54 . 18Z 869 . 943 . I09 Z 1094 . 1133 de primera clase. 1096. 1098, 1101, 1109, 1112 de secuencia. 1094. 1101. 1105. 1112. 1116 sccuencial. 1094 contenido dinámico, 11 contenido Web dinámico. 885 . 888 CONTKMT LEN G TH . variable de entomo, 904 C o n t a n t - t y p a . encabezado. 893 , 905

corteo, ciclo. 104 continuación de ciclo, prueba.

167

c o n t in u a

instrucción. 122. 167.168 instrucción para terminar una sola iteración de una estructura for. 123

control central, 19 del programa, 72 controlador. 138, 143 controlar la impresión de los ceros a la izquierda y puntos decimales pura valores d o u b l a . 756 converger en el caso base, 206 conversión ascendente. 1210 de cadenas, función a t o f . 1027 de cadenas, función a t o i . 1027 de cadenas, función a t o l . 1028 de cadenas, función para. 1026 de cadenas, función a t r t o d . 1029 de cadenas, función s t r t o l . 1030 de cadenas, función s t r t o u l . 1030 de tipo. 343 descendente. 671 entre un tipo integrado y una clase. 579

explícita, 92

implícita. 9 Z 578 . 1192, 1194. 1197. 1206

implícita definida por el compilador entre tipos integrados. 579 knplícita incorrecta 1192 conversiones entre tipos integrados, 568

por especificación de tipos. 568 conversiones implícitas con constructores de un solo argumento, 1192 por medio de los constructores de conversión. 1194 convertir aun nivel superior. 1206 de un tipo de datos mayor a un tipo de datos menor. 180 entre clases y tipos integrados, 426


1289

índice

letras minúsculas. 181 objetos s t r i n g en cadenas estilo C y arreglos de caracteres, 867 tipos, 344 una cadena en mayúsculas, 331

974 C ra a Y D a a tru y a .

convertir entre tipos, 568 tipos definidos por el usuario y tipos integrados, 568 c o n v i a r t a A M a y u a c u l a . 331

cookie. 52 . 909 . 910,921

definición la

dase. 436 definiciones de funciones miembro de la clase.

C ra a Y D a a tru y a ,

copia de cadenas. 347 de cadenas mediante notación de arreglos y notación de apuntadores. 347 de miembros, 565 del argumento. 330 predeterminada a nivel de miembro. 565 , 1097 copiar cadenas. 347 . 363 copiar una cadena itilizando notación de apuntadores. 347

utilizando notación de arreglos. 347 c o p y . 868 , 1104, lili c o p y b a c k w a r d . 1104 . 1152 corchete (U). 227 , 255 oorrección. 17 corrector ortográfico, 1051 corto circuito, evaluación. 126 c o a . 172

1144 .

1169 i f . 1104 . 1144 . 1147 (<<)(e! flujo estándar de salida). 17. 23. 26 . 29 , 740 , 741 , 811,889

count cout

c o u t . p u t , 744 c o u t . w r i t a . 748

cpp, extensión, 15 CPU. 6 , 16, 17 Oaps, simulación. 188, 192,150 crea dinámicamente la cantidad exacta de espacio, 485 creación de un archivo de acceso aleatorio. 824

de un archivo secuencial. 813 de una asociación. 1126 de una estructura, establecimiento de sus miembros e impresión de la estructura, 408 dinámica de objetos. 461 crear nuevo tipo de datos, 503 , 504 objeto en forma dinámica, 455

cuentas por cobrar archivo. 811 programa. 847 sistema. 812 cuerpo sección, 1239 de fundón. 176 de un ciclo. 81 . 82 . 103. 108. 167

de una definición de clase,

437 c r a d i t o S a l i d a . 829

c o o k i a f o r a . h t m l . 910

coseno. 172 trigonométrico, 172 c o u n t . 1104 . 1119 . 1122,

su propio tipo de datos. 30 y destruir objetos en forma dinámica, 303 y recorrer un árbol binario,

Criba (cedazo) de Kratóstcncs, 317 , 1170. 1182 criptograma. 878 crucigrama, generador de. 402 cruz-, 183 CSS (Hojas de estilo en cascada). 20 < c a d t l i b > , archivo de encabezado. 796 < c s a t j* p > ,7 8 4

archivo de encabezado. 1076 < c a t d i o > , archivo de encabezado, < c a ig n a l> .

181

archivo de encabezado, 181. 181 895 . 904 . 1026. 1073 . 1078

< c a td lib > ,

< c e t r i n g > , 362

archivo de encabezado. 181. 580 Ctrl, tecla. 116 Ctrl+C, 1075 -d, 116, 815 -z, 116, 754 . 815 < c t Í J M > , archivo de encabezado, 181 , 188,889 < c t y p a . h > , archivo de encabezado. 181 cuadrado. 162, 1252 c u a d r a d o , función. 180 cuadrados de varios enteros, 988 cuadro, 67 de contrasella, 1263 de sistema, 139 de texto, 1262 cuáles objetos participan en interacciones, 372 cuándo ocurren las interacciones. < c a tr in g > ,

411

de una fundón. 23. 24 cuestiones de seguridad relacionadas con la Interfaz común de puerta de enlace. 937 cursor. 24 c h a r , 27 , 116, 180, 867 , 1007 c h a r *, 361 c r i a r • devuelto por d a t a , 895 c h a r ••, 1029 c h a c k b o x . valor de atributo ( t y p a ) . 898

atributo. Chino, 503 chip de silicio. 3 chachad,

D dado con seis lados, 183 dados, juego, 188 dar formato. 749 d a t a , función miembro de la clase s t r i n g . 895

__DAT*__, constante simbólica predefinida. 1060 dato miembro estático que da seguimiento al número de objetos de una dase. 498 datos. 5 con formato, procesamiento de archivos. 809 de encuesta, programa de análisis. 279 , 282 de entrada. 17 de salida, 17 en crudo. 823 en crudo, procesamiento de. 809 escritura de, 9 miembro. 41 . 406 , 411,416 miembro normalmente p r i v a t a .

372

412

cubetas, ordenamiento, 317 c u b o P o r R a f a r a ñ e i * . 326 ,

327 c u b o P o r V a l o r , 325

Cuenta bancaria, programa. 835

cuenta de ahorros,

110

c u a n ta A h o rro a . • cro e,

extensión,

1263

15

clase. 5 4 5

validadón, 426 Datos protegidos de la clase base pueden utilizarse desde una dase derivada, 629 DBMS (sistema de administración de tases de datos), 811 d a c , manipulador de flujos, 750 , 755 . 760 DEC PDP-11, 9


índice

1290

DKC PDP-7, computadora, 9 decimal

base 10, sistema numérico. 755 . 1029, 1030 dígito. 809 número. 166. 760 , 1020 pumo, 89, 93 . 112, 743,756 pumo en un número de punto flotante, 172 decisión, 3, 76 , 77 , 133 lógica, 4 ruta, 229 símbolo. 76 declaración, 27. 72 externa. 1004 declaraciones de parámetros. 175 declarar una función miembro s t a t i o como c o n s t . 502 ima referencia, 459 decoración de nombres, 219 decrementar un apuntador. 341 una variable de control. 102 decrcmento, operador de, 99 , 581 dedicada, línea de comunicaciones, 18 d « f « u lt.

caso,

113, 117, 118, 119.

185 • d « £ i n « , 1057, 1060

s t r i n g . 866

de las funciones miembro f i a d de la clase s t r i n g . 862 de las palabras reservadas de operadores, 1191 de los operadores . * y -> •. 1199 de s e t _ n e w _ h a n d l e r . 797 de un constructor e x p l i c i t . 1195 de un dato miembro a u t s b l e , 1198

del operador c o n e t _ c e e t , del operador

1184

r e i n t e r p r e t _ c e e t . 1186

dd uso de n s m e s p s c e . 1187 Departamento de defensa de Estados Unidos (DOD), 13 dependiente de la máquina, 7 , 323 , 3 4 2 ,5 0 3

depuración, 13. 20 herramienta de, 1060 depurador, 1055 depurar, 186, 1239 ayuda para. 1058 1118

contenedor de secuencia. 1092, 1101, 1105. MU. 1113. 1116. 1117, 1128, 1129

• d e f in e ,

1055

I d e f i n e d . 1058

d e q u e u e . 965

d e f i n e d . 1058

definición, 102 de función. 174, 176. 195 de función como un prototipo de (unción. 175 definido por el usuario i» parame*rizado, manipulador de flujos, 754 tipo. 41 . 191. 406.568 d e it e l9 d e ite l.e e » . 4

elemento, 1249 e l e t e [ ] (desasignación dinámica de arreglos), 497 e l e t e . 495 . 509 . 566 . 798 . 800 .

d e l,

d

de las funciones erase y repises, 865 de las funciones i n e e r t de la dase

archivo de encabezado. 182. 1096.

• d e f i n a F I 3 . 1 4 1 5 9 , 1055

d

724 ,

726

D eque

• d « f i n « NDEBUO. 1060

directiva del prcproccsador, 424 ,

de la función e u b s t r , 858 de la herencia múltiple, 1201 de la plantilla de clase F i l e ,

1078

operador. 699 . 945 delimitador. 895 con el valor predeterminado ' \n 746

predeterminado, 748 Demostración de la asignación y concatenación de objetos «trino, 853 de la entrada proveniente de un objeto i e t r i n g s t r e a m . 873

operación, 505 derivar una dase a partir de otra. 417 desarrollo de programas, herramienta. 76 . 98 de software orientado a componentes. 504 rápido de aplicaciones (RAD), 12, 450

desbobinado de pila. 783 , 784 , 790 . 792

Desbotonado de pila. 791 desbobinar la pila de llamadas a funciones, 791 desbordamiento, 781 , 1076 error, 503 descartar lo constante. 1185 descifrador, 877 descriptivas, palabras y frases en la declaración de un problema. 225

desenlazar un flujo de entrada de un flujo de salida. 768 desigualdad, 1190 operador (I •), 556

palabra reservada de operador. 1190 desplazamiento. 698 . 825 a la derecha, operador (>>). 547. 741 . 1008. 1015. 1048 ala derecha (>>). 1008 a la derecha con extensión de signo. operador de asignación. 1016 a la izquierda, operador («X 547, 741 , 1008. 1014. 1015. 1048 a la izquierda, operador de asignación, 1016 desde el inicio de un archivo, 819 en uno. error. 86. 105, 106. 255 para un apuntador, 344 desplazar a la derecha un valor con signo es dependiente del equipo, 1016 un rango de números, 184 desreferenciamiento de apuntador. operador, (•) 408 desreferenciar operador (•), 323 un apuntador, 323, 326.331 un apuntador a 0 , 323 un iterador, 1098. 1099. 1102 un iterador colocado fuera de su contenedor. 1099 un iterador coast. 1099 Destrucción de nombres para permitir una vinculación segura de tipos. 221 destrucción de nombres, 219 destructor, 416 , 435 . 453 . 1095 no recibe parámetros ni devuelve valor, 416 , 435 sobrecarga. 435 destructores no pueden sobrecargarse, 416 destruir objeto, 509 ai forma dinámica. 303 detalles de implancntación ocultos, 406

detenerse en SML. 996 devolver un resultado. 177 un resultado entero, 175 un valor, 23 Devolver una referencia a un dato miembro p r i v a t * , 446 diagnósticos que ayudan a la corrección de un programa. 181

diagonal (/), 227 , 1247 dagrama de actividad que modela la lógica del elevador correspondiente a la presión de los botones del piso. 230

de actividades más simple. 130 de clases completo para la simulación del elevador, 144


1291

índice

de es»ado, 227 de estados, 227, 229, 296,374 de estados para la dase E l e v a d o r , 228

de estados para las clases B o to n P is o y B o t o n * l a v a d o r . 228

de objetos. 145.300 de objetos de edificio vado. 145 de secuencia. 300, 301. 303 . 372. 374 . 451.459 de secuencia pora el prooeso de planificación. 302 de secuencia que modela los pasos que repite el edificio durante la simulación, 300 dagnma de actividad. 73 . 74 . 76 . 78, 82, 108, 130. 229. 23a 296, 374

estructura. 121 estructura de secuencia. 73 C o r , estructura. 108 i f . estructura. 77 i £ / e l s e . estructura. 78 nritch, estructura. 118 w h i l e , estructura, 82 diagrama de clases, xxxviii. 47 . 141. 225 , 226 , 296 , 374 . 451 , 453 , d o / w h 11* .

457

mostrando atributos. 226 que incluye atributos y operadones, 298 . 452 diagrama de colaboración. 372 para cargar y descargar pasajeros. 373

diálogo, 29 clamante, 67. 74. 76. 143. 167

dámetro. 76 . 77 diana, 229 dibujar una figura. 673 diccionario, 849 d i £ f e r e n c « _ t y p e , 1097

digitalizar imágenes, 5 dígito. 27 . 360 drección (a) de una estructura, 1002 de búsqueda. 819 tfc memoria. 320.743 de un campo de bits. 1020 IP, 889 operador <*). 322. 325, 336, 548. 1200

disco, 5 , 6 , 15, 17, 989 , 1251 . 1252 espado en. 794, 796 . 815 magnético. 809 óptico. 809 diserto, 42 diseño orientado a objetos (DOO), xxxvi i. 40 , 133, 138 , 168. 296 , 370 , 405 . 451 . 486 dispositivo de entrada. 5 de salida, 5 de voz, 1255 distinto. 35 distribuidas, aplicaciones dicnte/servidor. 7 d i v i d a s < T > , 1172

dividir en tokens una oradón para formar palabras separadas, 984 entre cero, 17. 88 , 1075 una cadena en tokens. 362,368 y conquistar. 170, 173 división. 5 . 31 . 3 2 .9 3 de enteros. 31.92 entre cero es indefinida. 503 DNS (servidor de nombres de dominio). 884 búsqueda. 884 do/while, estructura de repetición, 120, 121. 133 doble palabra, límite, 1003 subíndice, arreglo, representadón de una bajara. 350 subíndice, arreglo con. 289. 290 . 292 . 293, 295 . 312 . 349.943 subíndice, manipulaciones de arreglos con. 293 subíndice en arreglos, 601 “doble inidalización" de objetos miembro. 485 doblemente enlazada, lista, 960 , 1094 . 1113 documentar un programa. 22 dominio de nivel superior (TLD), 884

DOO (diserto orientado a objetos). 296 , 405.451 dos a uno. relación, 142 dos niveles de mejoramiento. 89 dos puntos(«X 195. 297.479. 1079. 1201

cfreccionabic. unidad de almacenamiento, 1020 directorio del sistema de archivos. 943 virtual. 886 Dirigir un apuntador de clase derivada a un objeto de clase base, 671

dos valores más grandes, 159 DOS. 1066. 1075 double. 111, 172, 179, 1075 duplicada, llave. 1119 , 1124 duplicado eliminadón de. 943 , 977 , 984 objeto de clase base. 1206 valor de nodo, 969

d y n a m i o _ c a s t , 800

operador. 713 E/S de alto nivd. 739 de disco, complcdón. 781 EBCDIC. 367 ecuación de linca recta. 33 edición, 15 fase de, 17 E d if ic io

archivo de encabezado de la clase. 456,511

archivo de implementadón de la dase. 512 editar un archivo, 15 e d ito r. 15, 16

editores de texto, 360 . 816 . 1237 educación asistida por computadora (CAI). 245 efecto secundario. 720 ejecución condicional de actividades. 301 de directiva dd preprocesador. 1054 ejecución secuencial. 73 ejecutar un programa, 15. 16, 17 ejemplo práctico clase re cha, 582 dase String. 569 Ejemplos Acceso a los datos y funciones miembro de un objeto a través de cada tipo de manipulador del objeto. 419 Algoritmos copy btekmrd. M rgt. unigue y reverse. 1152

Algoritmos de búsqueda básica y ordenamiento de la Biblioteca estándar, 1148 Algoritmos aqual. eiseatch ylaxicographical compare. 1136 Algoritmos matemáticos de la Biblioteca estándar. 1144 Algoritmos min y a u . 1165 Algoritmos svap. i te r awap y rwap rangee, 1150 Análisis de una encuesta, programa. 279

Arbol, definidón de la plantilla de clase. 971 Arreglo, definiciones de fundones miembro y friend de la clase. 558

Arreglo, programa de prueba de laclase. 561 Arreglo de apuntadores a fundones.


358

1292

índice

Arreglos de caracteres procesados como cadenas. 268 Asignación predeterminada de miembros. 449 asociaciones entre clases en un diagrama de clases. 142 • u t o p t r . objeto que administra la memoria asignada en forma dinámica. 798 Biblioteca estándar, clase de adaptador p r i o r i t y _ q u a u a . 1132

Biblioteca estándar, clase de adaptador a t a c k . 1129 Biblioteca estándar, clase « t r i n o .

Búsqueda binaria de un arreglo ordenado. 286 Búsqueda lineal de un arreglo, 284 Calcular la suma de los dementos de un arreglo. 261 Cálculo de factoriales con una ftindón recursiva. 200 Cálculos de interés compuesto con f o r . 11 1

Campan*, archivo de encabezado de la dase, 453.519 C a m p a n a , archivo de implcmentación de la clase, 519 Campos de bits utilizados para almacenar un mazo de cartas.

588

1017

Biblioteca estándar, dase T a c t o r . 592

Biblioteca estándar, funciones de manipuladón de dementos de la plantilla de clase Tactor. 1109 Biblioteca estándar, plantilla de dase degua. 1118 Biblioteca estándar, plantilla de clase l i « t . 1113 Biblioteca estándar, plantilla de dase ■ a p . 1126

Biblioteca estándar, plantilla de dase ■ r u l t i a a p . 1124

Biblioteca estándar, plantilla de dase ■ u l t i M t . 1 120

Biblioteca estándar, plantilla de dase H t . 1123

Biblioteca estándar, plantilla de dase v * c t o r . 1106

Biblioteca estándar, plantillas de clase de adaptador g u a u a . 1131 B i t á c o r a , archivo de encabezado de la clase. 458.515 B i t á c o r a , archivo de implcmentación de la clase. 516 B o t o n . archivo de encabezado de la clase, 653 B o t o n , archivo de implcmentación de la clase, 653 B o t o n X l a r a d o r . archivo de encabezado de la clase, 457 , 524. 654

C C

o b t a n a r A r a a . 639 c i r c u l o , dase que contiene una

coordenada x-y y un radio, 619 C i r c u l o , clase que hereda de la clase P u n t o , 667,688 C i r c u l o , programa de prueba para

la clase. 621 c i r c u l o 3 . dase que hereda de la dase P u n t o 2 . 627 C i r c u í o 4 . dase que hereda de la clase P u n t o 3 pero no usa datos p r o t a c t a d . 634 c i r c u í o 5 . clase que hereda de la clase P u n t o * . 645

Clase b i t a a t y la Criba de Fratástenes, 1170 C o l a , definidón de la plantilla de clase. 966 Colocar imágenes en archivos de XHTML, 1245 Comparación de objetos «trinar,

archivo de implcmentación de la clase, 525 B o t o n X l a r a d o r . definiciones de funciones miembro de la dase, 655

archivo de encabezado de la clase, 458 , 526,

B o to n P ia o ,

656

archivo de implcmentación de la clase. 526 B o t o n P i a o . definiciones de funciones miembro de la dase.

B o to n P ia o .

656

instrucción para salir de una estructura f o r , 122

813

Creadón de una estructura, configuradón de sus miembros e impresión de la estructura, 408 Oración y recorrido de un árbol binario. 974 C r a a Y D a s t r u y a . definición de la dase, 436 C r a a Y D a s t r u y a . defrnidones de fundones miembro de la dase. 437

Cuenta bancaria, programa, 835 dato miembro «tatic para rastrear d número de objetos de una dase. 498 . 501 de alcance. 196 de manejo de excepciones que lanza excepdones al intentar dividir entre cero. 785 de herenda, 612,613 Definidoncs de fundón sobrecargada. 219 Demostración de in p la c a s a r g a , u n ig u a c o p y y

rarar««_copy. 1155 Demostradón de la asignadón y concatcnadón de objetos • t r i n g , 853

855 601

Demostración de la entrada proveniente de un objeto

definiciones de fundones miembro de la dase.

Demostradón de la fundón

C o m p la j o .

definidón de la clase.

C o m p la j o .

B o to n K l o r a d o r ,

b raak ,

archivo de encabezado de la clase, 690 i l i n d r o , archivo de implcmcntadón de la clase. 691 i l i n d r o , dase que hereda de la dase C i r c u l o * y redefine a la función miembro

c ilin d r o ,

Cbntrolar la impresión de ceros a la derecha y puntos decimales para números d o u b l a , 756 Conversión de una cadena a mayúsculas. 331 Convertir objetos « t r i n a en cadenas estilo C y arreglos de caracteres. 867 Copia de cadenas mediante la notadón de arreglos y de apuntadores, 347 Craps, simuladón, 188 Qeadón de un archivo del lado servidor para almacenar datos del usuario. 917 Oración de un archivo secuendal,

602

Conjunto de llamadas recursivas al método F i b o n a c c i , 205 c o n a t . calificador de tipo aplicado a un parámetro de arreglo, 275 Constructor con argumentos predeterminados. 433 Constructores con un solo argumento y conversiones implícitas, 1192 c o n t a c t o . h t m l . 1244. 1249 c o n t i n u a , instrucción para terminar una sola iteradón de una estructura f o r . 123

i a t r i n g s t r a a n . 873 a u b a t r . 858

Demostradón de la herencia múltiple, 1201 Demostradón de la plantilla de dase P i l a . 724 , 726 Demostración de las funciones • r a a a y r a p l a c a . 865 Demostración de las fundones f 1 1 . f ill_ n .g a n a r a t a y g « B a r a t a n de la Biblioteca estándar. 1134 Demostradón de las fundones i n a a r t de la dase s t r i n g , 866


índice

1293

Demosradón de las fundones miembro f ind de la clase string. 862 Demostración de las fundones rinov*. rtiaov* if. remove copyy ranov* copy if de la Biblioteca estándar. 1139 Demostradón de las fundones r aplaca. r«placa if. r aplaca, copy y raplac«_copy_if. 1142 Demostradón de las palabras reservadas de los operadores. 1191

Demostradón de los operadores . • y ->*. 1199 Demostradón de lomar, bound. uppar bound y • gual ranga. 1160 Demostradón de aat_nav_handl«r. 797 Demostradón de un constructor a x p lic it. 1195 Demostradón de un dato miembro mutable. 1198 Demostradón del operador conit cait, 1184 Pemosradón del operador raintarpr«t_caat. 1186 Demostradón del uso de namaapaca. 1187 Desbobinado de pila. 791 Destrucdón de nombres para permitir la vinculadón segura de tipos. 221 Devolver una referencia a un dato miembro private, 446 diagrama caso-uso para el sistema del elevador. 139 Diagrama de actividad que modela la lógica del elevador correspondiente a la presión de los botones. 230 diagrama de clases completo del simulador del elevador que incorpora la herencia, 652 diagrama de clases completo para la simulación del elevador, 144 Diagrama de clases mostrando los atributos. 226 Diagrama de clases que incluye atributos y operaciones. 298, 452 Diagrama de colaboración para cargar y descargar pasajeros. 373

diagrama de estados para la clase Elevador. 228 diagrama de estados para las clases BotonPiao y Botona lavador, 228 diagrama de objetos de edificio vacío. 145

Diagrama de secuencia para el proceso de planificación. 302 Diagrama de secuencia que modela los pasos que repite el edificio durante la simulación. 300 Dirigir un apuntador de clase derivada a un objeto de clase base. 671 do/whila, estructura, 121 Doble subíndice, manipulaciones de arreglos con, 293 Documento de XHTML para leer la información de contacto del usuario. 916 Documento de XHTML que contiene un formulario para publicar datos en el servidor. 910 FVSsin formato mediante las funciones miembro raad, ffcount y writa. 749 Edificio, archivo de encabezado de la clase. 456.511 Edificio, archivo de implemcntación de la clase. 512 Elementos de encabezado hl a h6, 1241

El «vador. archivo de encabezado déla clase. 461.528 Elevador, archivo de implemcntación de la clase. 530 Elevador, simulación. 511 Empleado, archivo de encabezado de la clase. 701 Bnplaado, archivo de implemcntación de la dase, 701 Bnpleado. definición de la dase con un dato miembro estático pora rastrear el número de objetos Empleado en memoria. 498 Bnplaado. definición de la dase mostrando la composidón. 481 Emplaado. definiciones de funciones miembro de la clase, 499

bipleado. programa controlador pira la jerarquía de la clase, 711 bapleadoAaalariado. archivo de encabezado de la clase. 703 BaplaadoAaalariado. archivo de implementadón de la dase. 704

BnplaadoBaaaMaa Comisión, archivo de encabezado de la dase, 709 btplaadoBaaaMaa Comisión. archivo de implementadón de la dase. 710 EmpleadoPorComision. archivo de encabezado de la clase. 707 ttiplaadoFoxComision. archivo ik implemcntación de la dase, 708 EmplaadoPorEoras, archivo de encabezado de la clase, 705

EmplsadoPorHoras, archivo de implementadón de la dase, 705 ancabazado.html, 1241 Encuesta a estudiantes, programa. 265

Enteros grandes. 607 Escala y cambio de enteros producidos por 1 ♦ r a n d

( ) % 6.

183

Escritura de una cookie, 911 Evaluación de los estados de error. 767

racha, definidón de la clase. 479 racha, definidón de la dase con operadores de incremento sobrecargados. 582 racha, definidones de fundones miembro de la clase, 480 racha, definidones de fundones miembro y funciones f riand de la clase. 583 racha, programa de prueba para la clase. 586 rlaga. fundón miembro de ios_base, 765 Formulario que incluye botones de opdón y listas desplegabas, 1266 Formulario simple con campos ocultos y un cuadro de texto, 1260 f o z m u l a r i o . h t m l . 1260 f o x m u l a r i o 2 . h t m l . 1263 f o z m u l a r i o 3 . h t m l , 1266

función c u a d r a d o definida por el programador, 174 función m á x im o definida por el programador. 177 Fundones establecer y obtener para manipular los dalos p r i v a t a de un objeto. 443 Fundones pora manejo de caracteres i s d i g i t . i s a l p h a . is a ln u m e i a x d i f f i t , 1021

Fundones para manejo de caracteres ia lo w a r . i « u p p a r. to lo w a r

y t o u p p a r . 1023 Fundones para manejo de caracteres is a p a c a . ia c n t r l. ia p u n c t. i s p r i n t e i s g r a p h . 1025

Fundones que no toman argumentos, 208 Generar valores para colocarlos en los elementos de un arreglo. 259

gat. put y aof. fundones miembro. 745 Hora, definidón de la clase. 411 HTML/XHTML. caracteres especiales. 1274 Xaiagan.html. 1245 Xmplaaoantacioa. definidón de la clase, 506


1294

índice

Implememarión de una clase proxy, 508

In te rf •», definición de la clase. 507

Impresión de una cadena, carácter por carácter, mediante c! uso de un apuntador no constante a un dato constante. 332 Impresión de varias líneas mediante una sola instrucción con cout. 25

Impresión en una línea mediante instrucciones separadas con cout, 25 Imprimir características de objetos string. 859 Imprimir el valor de una unión en ambos tipos de datos miembro. 1082

Imprimir la dirección almacenada en una variable ehar *, 743 Imprimir un entero con espariamicnto interno y signo positivo. 758 Imprimir un entero sin signo en bits. 1009

Inicializarión de arreglos multidimensionales. 290 inicializarión de arreglos s ta tie e inicializarión automática de arreglos. 270 Inicializarión de un arreglo con una declaración. 257 Inirializador de miembros utilizado pura inicializar una constante de un tipo de datos integrado. 475 Inirializadores de objetos miembro. 483

Inicializar en cero los elementos de un arreglo y su impresión, 256 Inicializar una referencia. 213 Inicializar y utilizar correctamente una variable constante, 260

xnlia*. función para calcular el volumen de un cubo, 210 Insertar caracteres especiales en XHTML. 1249 Intento de llamar a una función heredada en forma múltiple mediante el polimorfismo. 1206 Intento de modificar datos a través de un apuntador no constante a un dato congante, 333 Intento de modificar un apuntador constante a datos no constantes. 334 Intento de modificar un apuntador congante a un dato constante. 335

Intento incorrecto de inicializar una congantc de un tipo de dato integrado mediante una asignación. 476

Xnt«r£*z, definiciones de funciones miembro de la dase. 507

Introducción de datos tipo caracteres utilizando la función miembro g z tl i u de cin. 747 Introducir una cadena utilizando cin con extracción de flujos, en comparación con la entrada utilizando cin.gzt, 746 Investigación de crédito, programa. 819

heradores de flujos de entrada y de salida. 1098 Jerarquía de herencia para Mi «mbroDcLaConunidad universitaria. 613 Jugificarión a la izquierda y a la derecha con los manipuladores de flujos la f t y rig h t. 757 Las funciones friand pueden tener acceso a miembros privados de la clase. 486 Las funciones no amigas/no miembro no tienen acceso a miembros privados, 488 Leer cookies de la computadora diente. 914 Leer e imprimir un archivo secuencia!. 817 Leer la entrada de QUZRY STRINO. 896 Leer un archivo de acceso aleatorio
Luz. archivo de encabezado de la clase. 456 . 520 Luz. archivo de implcmentarión de la clase, 520 Manejador de portal interactivo, 907

Manipulación de una lista enlazada. 952

Manipulador de flujos zhowbzs*. 761

Manipuladores de flujos boolalpha y noboolzlphz. 764

Manipuladores de flujos h « x . o c t , dac y aatbaaa. 750

Manipuladores de flujos no parametrizados, definidos por el usuario, 754 m z a ia n p . función para manejo de memoria. 1039 z w i c p y . función para manejo de memoria. 1038 ■ a a i c h r , función para manejo de memoria, 1040 z u a i z w v a . función para manejo de memoria. 1038 ■aaiaat. función para manejo de memoria. 1041 nav.html. 1247 devuelve 0 cuando hay error, 793

nzir lanza b z d z llo c cuando hay error, 795 hk>inicializar una referencia local ocasiona un error de sintaxis. 214 No se puede acceder a los datos privados de la clase desde una clase derivada. 629 NodoArbol. definición de la plantilla de clase, 970 ModoList*. definición de la plantilla de clase, 947 Números complejos, 603 Números de ribonacei generados con una función recursiva, 202 Objeto de función binaria. 1173 objetos const y funciones miembro const. 473 operadores a nivel de bits AND, OR inclusivo. OR exclusivo y complemento. 1011 Operadores de apuntadores * y *, 323

Operadores de desplazamiento a nivd de bits. 1014 Operadores de igualdad y relaciónales. 36 Operadores sobrecargados de inserción y extracción de flujos, 552

Ordenamiento burbuja mediante las llamadas por referencia. 336 Ordenar un arreglo mediante el método de burbuja. 277 Riso de argumentos por valor y por referencia. 212 Paso de arreglos y elementos individuales de arreglos a funciones. 273 fóso por referencia con un argumento de apuntador utilizado para elevar al cubo el valor de una variable. 327 Paso por valor utilizado para elevar al cubo el valor de una variable. 326

p«rson*. archivo de encabezado déla dase, 454 . 538


índice

1295

archivo de implementadón de la clase. 539 P i l a , definición de la plantilla de clase con un objeto L i s t a compuesto. 964 P i l a , definición de la plantilla de clase, 961 P i l a , programa de prueba. 962 P i s o , archivo de encabezado de la clase, 459.535 P i a o . archivo de implementadón de la dase, 536 R>rtal interactivo para crear una página Web protegida por contraseña. 906 Recisión de los valores de punto flotante. 751 IVeincrementar y posincrementar. P erso n e,

100

Primera sccucnda de comandos CGI, 889 p r i n c i p a l , h t m l . 1238

Rograma de ordenamiento de propósito múltiple que utiliza apuntadores a fundones. 355 Rograma de procesamiento de colas, 967 Rograma para cerrar sesión en el ejempb dd carrito de compras. 935

Rograma pora imprimir histogramas. 262 Rograma para imprimir texto. 22

Rograma que muestra una página de inido de sesión. 922 Romedio de clases, problema oon repetición controlada por centinela. 89 Romedio de clases, programa con repetidón controlada por contador. 84 P r u s b a C i r c u l o 4 demuestra la fundonalidad de la dase C i r c u l o i , 636

archivo de encabezado de la clase. 455. 522 F u e r t e , archivo de implementadón de la clase. 522 P u n t o , archivo de implementadón de la clase. 686 P u n t o , dase que representa un par de coordenadas x-y. 616,665 P u n t o , programa de prueba para la dase, 617 P u n t o 2 . dase que representa a un par de coordenadas r-y como datos p r o t e c t e d . 625 P u n t o 3 . dase que utiliza fundones miembro para manipular a sus datos p r i n t * . 632 P u n t o 4 , dase base que contiene un constructor y un destructor, 643

P u ert e.

P u n to -C i r e u l o - C i l i n d r o .

programa de prueba de la jerarquía, 640 Recuperar variables de entomo me diante la fundón g a t a n v . 893 Referencia a elementos de un arreglo mediante el nombre de arreglo y apuntadores. 345 R e l o j . archivo de encabezado de la dase. 454.514 R e l o j , archivo de implementadón de la clase, 514 Repetidón controlada mediante contador con la estructura f o r .

clase con fundones miembro c o n s t . 4 7 1 T i a m p o , dase que contiene un constructor con argumentos predeterminados. 431 T i e m p o , definidón de la dase con fundones establecer y obtener. T ie m p o ,

440

representación de una dase en UML. 142 secuenria de comandos CGI que permite a los usuarios comprar un libro. 929 secuencia de comandos CGI que permite a los usuarios ver d contenido de sus carritos de compra, 931 Señales definidas en el encabezado

definidón de la dase modificada para permitir llamadas a fundones miembro en cascada. 491 T i e m p o , definidón de la clase. 421 T i e m p o , definidones de fundones miembro de la clase. 421 T i e m p o , definidones de fundones miembro de la clase, incluyendo a un constructor que toma argumentos. 431 T i e m p o , definidones de fundones miembro de la clase, induyendo funciones miembro c o n s t , 471 T i e m p o , definiciones de fundones miembro de la clase, induyendo fundones establecer y obtener.

< c e i g n e l > , 1076 u t . operaciones de la Biblioteca

T ie m p o ,

104

estándar. 1157 Simuladón para barajar y repartir cartas de alto rendimiento. 1005 s i x e o £ , operador utilizado para determinar los tamaños de los tipos de datos estándar. 340 e i x e o £ . operador, cuando se aplica al nombre de un arreglo devuelve d número de bytcs en d arreglo. 339

Street y itm cx t. 365 stremp y itm cnp, 366 ■trepy y xtrncpy. 364 ■treepn. función para buscar cadenas. 1033 s t r i n g . definición de la dase oon sobrecarga de operadores. 569 s t r i n g . definidones de fundones miembro y f r i e n d de la clase. 571

programa de prueba para la clase. 574

T ie m p o ,

441

implementadón de tipo de datos abstracto como una clase. 413

Tiro de dados, programa usando un arreglo en vez de « v r i t c h , 263 Tro de un dado de seis lados 6000 veces. 184 Uso de argumentos de la línea de comandos. 1070 Uso de clases base virtuales, 1208 Uso de g e t con un formulario de XHTML. 899 Uso de g o t o . 1079 Uso de imágenes como andas de vínculos. 1247 Uso de la fundón miembro £ i l l y del manipulador de flujos e e t f i l l para cambiar d carácter de relleno en los campos que sean más extensos que los valores que van a imprimirse, 759

s t r in g .

■ t r i a n . 370 ■ t r t o k . 368

suma, programa de. 26 Sumatoria mediante f o r , 109 S w i t c b , estructura para evaluar múltiples calificaciones. 114 Tabla compleja de XHTML. 1257 Tabla de XHTML. 1255 t e b l e l . h t m l . 1255 t e b l e 2 . h t m l , 1258 t h i s , apuntador utilizado en forma

implícita y cxplídta para tener acceso a los miembros de un objeto, 490

Uso de la función s w e p para intercambiar dos objetos s t r i n g . 858

Uso de las fundones de la Biblioteca estándar para realizar d algoritmo heapsort, 1163 Uso de las funciones e x i t y e t e x i t . 1074

Uso de las funciones miembro g e t . p u t y e o £ , 745 Uso de listas de uigumentos de longitud variable. 1068 Uso de plantillas de fundón. 721 Uso de p o s t con un formulario de XHTML, 901


índice

1296

Uso de un aerador para mostrar un objeto « t r i n e , 869 Uso de una plantilla de función, 223 Uso de una u n i ó n anónima, 1083 Uso del manejo de seflales, 1076 Uso del manipulador de flujos u p p e r c a g a . 763

valores de multiplicidad. 143 VWores de punto decimal mostrados en formato predeterminado, dentfflco y fijo. 762 v s n d s d o r . definición de la clase 427

definiciones de funciones miembro de la dase,

V sn d sd o r,

428

Vincular a otras páginas Web, 1242 \incular a una dirección de correo electrónico, 1244 vinculos.html. 1242 Volver a lanzar una excepción, 788 width. función miembro de la clase ios bas« .7 5 3 "elaborar clases valiosas", 42 El paseo del caballo. 313 métodos de fuerza bruta. 315 prueba del paseo cerrado, 316 elaboración de clases valiosas, 417 demento anidado, 1239 cero. 253 de probabilidad. 182 de un arreglo, 253 más grande de una colección, 601 particionador. 1167 vacío. 1247. 1248 E l « v « d o r . archivo de encabezado dt la clase. 4 6 1 .5 2 8 E l e v a d o r , archivo de implcmcntación de la clase, 530 E le v a d o r ,

simulación, 405 ,

511

elevar a unu potencia. 151. 173 ffslif, 1058 eliminar la memoria asignada en forma dinámica. 502 un elemento de un árbol binario. 977 w registro de un archivo. 835 elipses ( ...) en un prototipo de función, 1067 , 1068 « l s s . 77,81 « a s e s , 15

editor de texto. 1237 e-inail (correo dectrónico). 18, 1245 c-mail, ancla, 1245 “emburque". sección de la computadora, 5 empaquetamiento de código en forma de una función, 173

empleado a destajo,

166

B s p ls a d o


archivo de implcmcntación de la clase. 701 dase. 479 . 485 definidón de la clase que muestra la composición, 481 definidones de fundones miembro de la clase, 499 definidones de fundones miembro de la clase, induyendo un constructor con una lista de inidalizadores de miembros, 482 programa controlador de la jerarquía de la clase, 711 ta p ls a d o A s a la r is d o


archivo de implementadón de la clase. 704 B ^ la a d o B a s a X a s C o a tL s io n

archivo de encabezado de dase, 709 archivo de implementadón de la clase, 710 E S p la a d o P o r C c a a i s io n


archivo de implementadón de la clase, 708 ta p la a d o P o r H o r a s

archivo de encabezado de la clase 705

archivo de implementadón de la clase, 705 «anpresa de ventas por correo, 165 « ■ p t y . 1095 , 1130, 1131 , 1132 función miembro de la clase s t r i n g . 591

encabezado, 913 , 1239 , 1240 de fundón, 190, 338 de tabla, elemento de, 1256 elemento de. 1240 http. 888 secdón de, 1239 « n c a b s z a d o . h t j s l , 1241

encadenamiento, 29 encapsulamiento. 417 . 448 . 485 cncapsular, 4 1 encriptado. 163 encuesta. 264 . 266 . 278 a estudiantes. 278 a estudiantes, programa de análisis. 265 • n d . 1096 , 1098, 1099 . 1109 ,

1168

comando de Simple. 987.990 ¡lerador. 1103 • s n d i f . directiva del prcprocesador, 424 , 1058

« ndl. 2 9 ,9 3 enlazado externo. 1073 interno, 1073 enlazadur (vea también vinculadar), 16

enlace. 17 enlazar. 16. 1073 un flujo de salida a un flujo de entrada. 768 en línea, cursos de C++ para recibir créditos. 1232 en memoria E/S, 870 formato. 871 « n q u s u s , 965

operadón. 505 ensamblador, 8 entero. 23 . 27 . 162 non, 164 par. 164 a n t s r o P o t s n c i s . . 243

enteros aleatorios en el rango de 1 a 6.183 con prefijo de 0 (octal), 760 oon prefijos Ox o OX(hexadedmal), 760

entorno (ambiente), 171 de desarrollo de programas. 15 de programadón. 171 que hace la llamada. 815 e n t o r n o . c p p . 893

entrada de una cadena utilizando c i n con extracción de flujos, en comparadón a la desde el teclado. 91 estándar. 28. 890 . 1066 utilizando c i n . g s t . 746 cntrada/salida (E/S), 171,739 archivo de encabezado de flujo < io s t r s « a > . 22

con formato, 740,823 de objetos. 841 fondones de biblioteca. 181 operadones de, 74 sendllas. estructura de control. 75. 77 . 129 Entrada y salida, iteradores óc flujos de. 1098 entrame, código, 418 Entrar, tecla, 28 . 117, 119 a n u a . palabra reservada, 190 enumeración. 190. 1055 constante. 191. 1057 enviar mensaje usando una referencia, 457 alida a cadenaen memoria. 182,870 E O F , 745 . 748 , 1020 m o t , función miembro, 745 , 766 , 767


1297

índice

•o f b it, 766 •« n al. 1104 . II36 . 1138 «2u tl_ r tn g i, 1122 . 1160 •qu«l_to. 1172 •ras* . 1096 . 1112 fandón miembro de la dase ■trina. 865 error, 17 de enlosador, 1186 de formato. 766 de sintaxis, 24 detectado en un constructor. 792 en tiempo de compilación. 24 en tiempo de ejecurión. 17 fatal. 17. 88. 323.392 lógico. 36. 85 . 88 sincrónico. 781 Error cortuin de programación, 10 •■ rror, directiva del preprocesador. 1058 escala. 261 Escala y cambio de números enteros producidos por 1 ♦ rand () % 6 . 183 cscalablc, 261 escalar. 184. 272 . 336 escapar del código restante en el ciclo. 123

del resto de una estructura «vitch. 122

escribir datos en forma aleatoria en un archivo de acceso aleatorio. 829

•s c rib ir c o o k ia .c g i. 910 « se rib irc o o k i e . cpp. 911 cspaciamicnto interno, 758 vertical. 76.104 espacio en blanco. 76 . 165. 744. 745. 746. 749 . 1059 no puede asignarse, 1079 vacío. 825 espacio (x ' X27 carácter. 38 . 76. 119. 268. 1021. 1024. 1054 espacios de nombres. 1187 de nombres predefinidos, 1189 para rellenar. 759 espacio-tiempo, concesión, 834 especializución de plantilla de función. 719 especificación de enlazado. 1084 de excepción. 789 de excepción vacía. 790 específico, 680 espiral, 202

establecer el valor de un dato miembro p r i v a t a , 426 estación de trabajo, 7 estado. 40 . 227 consistente, 415 , 430. 431,440 de acción. 74. 130 de error de un flujo. 744, 766.767 de formato. 749, 765 de formato, manipuladores de flujo, 755

final. 74. 129 inicial. 74 . 129. 227 símbolo de estado de acción. 74 estados de la clase E l e v a d o r , 296 estándar algoritmo. 1103 bibliotecas de clases. 504 clases de excepciones. 800 conversión. 1186 flujo de entrada ( c i n X 740 jerarquía « x c « p t i o n , 801 objeto de flujo de entrada. 811 objeto de salida ( o o u t ) , 23 . 740, 811

(amafio del tipo de datos. 340 estática, clase de almacenamiento. 193 . 195 estático, contenido Web, 885 estilo C arreglo basado en apuntador, 1134 asignación dinámica de memoria. 1078

cadena. 867 cadenas c h a r *, 867 estructura. 253 . 320 . 334 . 406 .

1001 ,

1055

autorrcferencial. 407 . 1002 de ciclo, 74.81 de control anidada. 94 . 131, 1080 de datos lineal. 946. 969 de secuencia. 73 de secuencia, diagrama de actividad. 73

de selección. 73.76 de selección múltiple. 74 . 113 definición de, 406 . 407 , 1001. 1002, 1017

dinámica de datos. 253, 320,943 etiqueta, 407 f o r anidada, 292 f o r externa. 292 funcional de un programa. 24 i f /«l •• anidada. 79.80 miembro de. 1001 nombre de. 1001.1002 operador de miembro de (. X1081 sus miembros tienen acceso p r i v » t « en forma predeterminada. 1001 tipo de. 407 . 1001, 1003 estructura de control. 72 . 73 . 75 . 77 . 78, 429 , 1080

anidada. 75 apilar. 75 . 129 estructuras de datos. 54 . 253. 943 . 1092 se pasan comúnmente por valor. 410

Estructuras de control anidadas: problema de resultados de examen. 96 “es un”, 1201, 1203 etiqueta. 195 de acción. 228 especificada en una inarucción g o t o . 1079

etiquetas en una estructura s w

itc h ,

195

evaluación de expresiones, 960.981 de izquierda a derecha, 32,33 evaluar bits de estado después de una operación de E/S. 744 carácter. 181 estados de error, 767 una expresión postfijo. 983 evento. 227 evitar fuga de memoria. 800 que el objeto de una clase se asigne a otro. 567 que los archivos de encabezado se incluyan más de una vez, 424 que los objetos de una clase se copien. 567 examinar cuidadosamente cualquier intento de modificar datos. 439

los datos. 415 excepción, 780 de punto flotante. 1075 que no aparece en la especificación de excepciones. 790 E x c a p o io n D iv id ir E n t r « C « r o ,

787

excepciones polimórficas, procesamiento. 793 < « x c « p t i o n > . 182 . 787 . 790 . 800 a x c a p t i o n , 800

dase base estándar. 787 . « x « . 889 . 890 . 892 • x i t . 784 , 796

función. 436 . 815. 1073. 1074 constante. 1073 E X I T S U C C E S S . constante. 1073 E X IT _ F A IL O R E . • x p . 173

expandir una macro. 1056 • x p i r « a . atributo. 910 • x p lic it .

constructor, 1194, 1195 palabra reservada, 1194. 11%


índice

1298

"explosión’’ exponencial de llamadas, 205

cxponcndación, 34 , 110 exponerte. 608 expresión. 76 , 78, 92 , 106. 172 controladora. 117 de acción. 74 . 77 . 78 . 83. 108. 117. 121

de conversión. 1057 integral constante. 119 extender el lenguaje básico de programación, 504 extensibilidad. 680 . 1103 de C+ + ,555 de la STL, 1095 extensión de nombre de archivo. 15 signo. 1008 Extensiones multipropósito de correo Internet (MIME), 888 •x ta rn «c*. 1084 palabra reservada. 192. 194, 1072 extracción de flujos, operador >> (“obtener de"). 26. 28 . 38 . 222 , 547 , 552 . 564 . 742 , 744 . 841 extraer características comunes, 650

F r. sufijo de punto flotarte, 1075 fabs, 173 factor de escala. 184. 188 factorial. 163, 165. 199. 200 . 202 £• 1 1 . función miembro, 766 744 . 748 , 766 , 815 fa ls a . 34, 74 , 76 , 77 , 78 , 81 , 206 , 763

FAQs, 1232 fase. 87 Pacha dase. 466 . 479. 582 definidón de la clase con operadores de incremento sobrecargados. 582

definidones de fundones miembro de la clase. 480 definidones de fundones miembro y funciones friand de la clase. 583

programa de prueba para la clase, 586

fecha en que se compiló el archivo fuerte. 1060 F1FO. 965 , 1094. 1117 , 1130 figura de un árbol. 999 figuras, jerarquía de clases de. 613 , 614,661

fila de espera. 505 filas. 289

_PIL*_, constante simbólica predefinida, 1060 f ila , valor de atributo (typa), 898 f l l l . 1104 . 1134 función miembro, 757 , 759 f ill_ n . 1104 . 1134 fin “de la entrada de datos". 86 de línea. 29 deaain. 24 de un flujo. 819 de una cadena. 944 de una secuenda, 1150 fin de archivo. 116, 117. 361 , 766 , 816

combinadón de teclas. 816, 1066 indicador de, 815, 816, 1070 marcador. 8 11 fiad. 1103 . 1104. 1119 . 1122. 1148 función miembro de la dase •tria* . 862, 863.864 find aach. 1104 fin d a n d , 1104 find f i r s t not of. función miembro de la clase atrin g , 864

f in d _ flra t_ o f. 1104 fiad, f ira t_ e f . función miembro de la clase atrin g , 864 . 901 fin d _ if. 1104 , 1148 £ind_l*«t_of, función miembro de la clase strin g . 864 firma. 179 . 219 . 581.582 de una fundón, 179 f ir a t. 1122 . 1124 f ixad. 93 f lags. función miembro. 764 . 765 función miembro de ioa baaa. 765

flecha. 67 . 74 de transidón, 74 . 76 . 78 . 82,83 operador de selección de miembros ( - » . 407. 408.418 flo a t. 92 . 180, 1075 <£loat.h>,archivo de encabezado. 181 f loor. 173. 242 flujo base, 750 dase de. 812 de bytes. 739 de caracteres. 23 de control. 39 . 82 de control de una llamada a una fundón v irtu a l. 697 de control en la estructura if/a ln a . 78 de datos, 6 de entrada, 744 . 746

de entrada, iterador de, 1098 de entrada, objeto (ein), 26 . 28 de error estándar con búfer, 740 de salida, lili de trabajo, 73 flujos de F/S, jerarquía de clases, 812 entrada. 741.744 entrada/salida, 22 error en operadón, 766 estándar, biblioteca. 740 salida, 741 f a o d . función. 173 f a t f l a g s . tipo tic datos. 764 fondo de una pila. 960 fo r

diagrama de actividad de la estructura, 108 qemplo de estructura de repetición. 108

estructura de repetición. 104, 105. 106. 108. 133 f o r _ a a c h , 1144 , 1147 fo r»

elemento. 1261 demento de XIITMI. ( <£orm>. . .< /fo r » > l. 897

forma jerárquica de administración. 171

formato científico. 762 de moneda. 182 de número de punto flotante en formato científico. 762

de punto fijo. 93 de salida de número de punto flotante. 761 estándar. 408 fijo. 762 Formulo de intercambio de gráficos (GIF), 1245 formular algoritmos. 83 . 86 formulario. 897 , 1237 . 1259 FORTRAN (FORmula TRANslator), lenguaje de programación, 13, 1237

forzar un punto decimal. 93 . 743 un signo positivo. 758 Foundation Classcs. 14 fracción. 607 frase verbo!. 296 . 299 . 371 . 374 frases verbales pora cada clase en el simulador. 297 £raa. función. 1078 f r ia n d

de una clase derivada. 1203 función. 485. 549, 550. 557, 568, 613 . 649 , 719.731


1299

índice

funciones para mejorar el rendimiento. 485 fro n t. 1105 . lili. 1130 fro n t_ in s a rta r. 1154 < fs tr« u > . archivo de encabezado. 181, 742 . 812 . 814 . 834 . 835 , archivo de encabezado. 181 fuera de alcance. 198 fuera de rango elemento. 564,580 subíndice de arreglo. 781 fuerza bruta cómputo. 166 total. 166 fuga de memoria. 54 . 798. 800. 869. 945. 1093

de recursos. 783. 793 función, 10, 17, 23 . 41 , 133, 171, 173 . 178. 406 de acceso. 426,427 de ayuda, 427 de comparación, objeto. 1119.

para manejo de memoria Mmsat, 1041

personalizada. 174 predicado. 427 , 952. 1116. 1138. 1141. 1144. 1147. 1150. 1154. 1158. 1159. 1162.1167 privada. 297 pública. 297 que haoe la llamada. 171, 175 que no recibe argumentos, 208 que se llama a sí misma. 198 ra la * . 1075 sobrecargada, 219 . 720.722 sobrecargada, definición de. 219

virtual, 663 v irtu a l pura. 681. 695 . 700 funcionalÍ7ar, 5 un programa. 173, 207 funciones oomo bloques de construcción. 173 con listas de parámetros vacías. 208 de memoria de la biblioteca para manejo de cadenas. 1037 deben ser pequeñas. 176 friand no son funciones miembro.

1124

486

de comparación lasa. objeto, 1119,

friand pueden tener acceso a los miembros p riv ata de una dase. 486 miembro, llamadas a menudo concisas. 417 miembro, llamadas pura objetos oonat.470 miembro de una dase. 416 miembro en cascada, llamadas a,

1132

de ordenamiento. 719 de terminación definida por el programador. 790 definida por el programador. 174. 177.192

estandarizada. 173 exponencial. 173 generadora, 1134 global. 425.731 llamada, 170 atyor definida por el programador.

494

miembro normalmente public, 412

miembro que no toman argumentos.

177

miembro. 41. 406 . 411 . 412,416 miembro, llamada a, 547 miembro de acceso. 426 miembro definida en una definición de dase, 416 miembro en cascada, llamada a. 491. 492

miembro ¿nl
pora manejo de memoria Mmcpy. 1038

para manejo de memoria nomchr. 1040

para manejo de memoria Mano va. 1038

417

pura manipular datos en los contenedores de la biblioteca estándar. 182 que no son friand ni miembro no pueden tener acceso a los miembros privata. 488 fundamentos de las computadoras. 4 , archivo de encabezado. 182. 1172 , 1174

fusión de rulas de decisión, 229

G gullary.yahoo.com . 1245 Gates, Bill, 11 gcount. 749 generalidades. 680 Generar valores a colocar en las elementos de un arreglo. 259 ganarata, 1104 , 1134 , 1136

ganarata_n,

1104, 1134 , 1136

0 « t.

fundón miembro. 745 , 746 put y aof. fundones miembro. 745 tipo de petidón. 882, 887. 1262 gatanv. función. 894 . 895 . 896 . 905

g a tlin a . función. 362 , 747 , 852 GIF (Formato de intercambio de jffáficGs). 1245 good, función miembro, 766 goodbit. 766 gosub, 998 goto diminadón de. 73 instrucción. 73, 195, 1079 instrucción en Simple, 987 , 988.990 programadón sin. 73 gráfico. 165 ¡nformadón. 262 gráficos de tortuga. 312 graatar_aqual, 1172 graatur, 1172 grupo de campos relacionados, 8 1 1 Grupo unido de expertos en fotografía (JPFG), 1245 guardararchivo.cpp. 917 g u ardararchivo.htm l. 916 Guía del programador de Silicon Graphics para la Biblioteca de plantillas estándar. 1175. 1234 guión bajo O . 27 H

h l. elemento de encabezado. 1240 h6. elemento de encabezado, 1240 hablar con una computadora. 5 “hablar de objetos”, xxxvii. 405 hardware. 3 . 5 haad. elemento 1239 hcap, 1132, 1162 , 1165 heapsort. 1132. 1162 haight. atributo, 1246 Hejisberg. Andéis. 12 h a lp -a ita .c o m 1230 heredar implementadón. 717 interfaz, 681,717 interfaz en comparación con heredar implementadón, 717 herencia. 41 . 143. 412 . 417 . 418 . 461 . 469 . 610 . 613 , 648 , 649 , 650 . 663 . 699 . 719 . 996 . 1133 de implementadón, 683 de interfaz. 683 ejemplo de, 612 en forma de diamante, 1205 múltiple. 41 . 610, 612. 741. 1201. 1202. 1203, 1204. 1205


índice

1300

múltiple, demostración, 1201 para aprovechar las similitudes entre ciases comunes. 374 simple. 610 . 1204. 1205 Hewlelt-fcckard. 1092 hax. manipulador de flujos, 750 , 755 . 760 hcxadccimal, 166, 743 , 760 , 762 . 1030 entero. 313 notación, 743

sistema numérico. 1020 valor. 1249 hcxadccimal (hase 16), número, 743 . 750 , 755 . 760 , 1029 hiddan. valor de atributo (typa ). 898

hijo, 969 derecho, 969 izquierdo. 969 hipervineulo, 928 , 1242 de imagen. 1247 hipotenusa, 166, 237 , 243 histogramas, 165, 2 6 1 282 programa para imprimir, 262 hoja de estilo, 1239 Hojas de estilo en cascada (CSS),

I

IBM, 7 . 13 Computadora personal. 7.754 PC, sistemas compatibles oon. 754 IDE, 12 Zdant i f icac ión ficha del cuadro de diálogo x a d . 884

da rad, 884 identificadur, 27. 74 . 195 global. 1186 idcntificadorcs para nombres de variables. 192 identificar las clases, 140 IE (Internet Explorer). 1237. 1246 • i f . 1058 if, estructura, 34 . 38 de selección simple, 74 . 76 . 77 . 131 133

estructura, diagrama de actividad, 77

20

Hora. 411 clase, 413.466 dase que contiene un constructor con argumentos predeterminados. 431

definición de la dase. 421 definidón de la dase oon fundones srt y get, 440 definidones de fundones miembro de la clase. 421.441 hora del calendario, 187 h o ra lo c a l.c g i. 890 . 892 h o ralocal.cpp. 889 host. 886 entorno. 1073 objeto. 479 h o t w lr a d . l y c o a . con /w ab m on k a y / 0 0 / SO / i n d « x 2 a . h t « n

1 . 1269 hr, elemento. 1250 hr a ¿.atributo. 1242 htdoca. directorio. 885 .html (extensión de nombre de archivo de XHTML), 1237 HTML (Lenguaje de marcado de hipenexto), 881 , 1237 h ta l. elemento. 1239 HTTP (Protocolo de transferencia de hipenexto), 881 . 8 8 1 886 versión 1.1, 887

•i£daf. directiva del prcprocesador, 424 . 1058 i f /a la a , estructura, de selección doble, 74 . 77. 78 . 132 diagrama de actividad, 78 if/g o to , iastrucción en Simple. 987 , 988 , 991.994 ifatraam . 7 4 1 8 1 1 814, 816 . 818 , 831 , 1070 ifstraam . función constructor. 816 ignorar el carácter de retomo. 510 ignora. 554 . 748 igual a, 35 igualdad operador (-■). 34, 35 . 36 . 556. 1097 operadores (■• y I ■). 76 . 124 imaga. valor de atributo (typa), 898

im aga/gif, tipo MIME. 888 imagen ejecutable, 17 Xmagan.html. 1245 imágenes en páginas. Web 1245 img. elemento. 1246, 1247 implcmcntación, 299 de los cambios en una función miembro. 433 de una clase, 416, 420 de una función. 700 Implcmentar una clase proxy, 508 Implamantation, definición de la clase. 506 implícitamente virtual. 674 implícitas, conversiones definidas por el usuario, 578 imprecisión de números de punto flotante. 112 impresión de fechas, 400

de una línea con instrucciones separadas, utilizando c o u t , 25 de varias líneas con una sola instrucción. 39 de varias líneas con una sola instrucción, utilizando c o u t . 25 impresora, 17. 739 , 965 impresoras de alta velocidad, 17 imprimir carácter, incluyendo espacio, 1021

características de objetos a t r i n g , 859

valor de una u n i ó n en ambos tipos de datos miembro. 1082 la dirección almacenada en una variable c h a r •, 743 un árbol. 986 un áibol binario en formato de árbol bidimcnsional. 977 un carácter que no sea espacio,

d

1021

un carácter que no sea espacio. dígito o letra. 1024 un entero con espaciamicnto interno y signo positivo. 758 un entero sin signo en bits. 1009 una línea de texto. 21 una lista al revés. 984 una lista enlazada al revés. 947 imprimirArraglo. plantilla de función, 720 includaa, 1156 , 1158 incluir un archivo de encabezado, 420 . 424 •ineluda. 1054

directiva del preprocesador. 178. 181, 420 . 1054 'Yiombrearchivo", 1054 < c a t r i n g > . 1072 , 93 < io a tr a a m > . 22

inclusión circular. 457 problema. 522 incondicional, instrucción goto en Simple. 987 incrementar d contador de instrucciones. 993 un apuntador. 341 un iterador. 1102 una variable de control. 102. 107. 108

incremento, operador, 99 . 581 incremento y decrcmento. operadores, 100 'Independiente", unidad, 7 indicador. 28 , 91 , 1067 índice. 254 indirección, 321 operador («). 323 . 325 inesperado, evento, 1075


índice

1301

infijo a postfijo, algoritmo de conversión, 982 . 991.996 a postfijo, convertidor, 999 «presión aritmética. 982 notación. 981 información de tipos en tiempo de ejecución (RTTI). 182, 664 .

INRIA, 20 inserción, 505 . 943 al final de v e c t o r . 1105 de flujos, operador << (“poner en"). 23 . 25 . 29 . 222, 547 . 552 , 564 . 741 . 743 . 816 . 1203 i n « « r t . 1112. 1122 . 1126 función miembro de la dase ■ t r i n a . 866.867

714

inicialización de miembros, sintaxis de. 509.529 fose de, 87 inieializador. 257 . 430 de *0 para una fundón v irtu a l pura. 681 de miembros. 474 . 475 . 476. 566. 578

de miembros, lista de. 476 . 479, 482. 512 . 1201 de miembros, sintaxis. 475 de miembros para un dato miembro const. 478 de miembros usado para inicializar una constante de un tipo de datos integrado, 475

inicializar apuntador en 0 (nulo). 947 arreglos multidimcnsionales. 290 con una instrucción de asignación. 476

en cero. 84 en un estado consistente. 431 los elementos de un arreglo con ceros e imprimir el arreglo. 256 los elementos de un arreglo con una dedaración. 257 objetos de una clase. 426.430 imapuntador, 322 un apuntador declarado como oonst, 335 una constante de un tipo de datos integrado, 475 una referencia. 213 yutilizar correctamente una variable constante. 260 in lc ia rs« 8 Ío n .o g i, 921 iniciar««B Íon.cpp. 922 in lin * definición de función. 420 fundón. 209. 210. 416 . 551, 567. 580 . 999 . 1056. 1057. 1128. 1131. 1132.1172 fondón para calcular el volumen de un cubo. 210 inn«r_product. 1104, 1166 inOrd«nR«corrido. 976 in p lacs narga. 1154. 1155 input. 990 commando de Simple, 987 elemento, 1262 demento de XHTMI., 898

i n s « r t « r , 1154

instanciar. 41 . 406 Instituto nacional estadounidense de estándares (ANSI). 3 . 504 instrucción. 16, 17, 21 . 23 compuesta. 80. 176 ejecutable. 28.72 ilegal. 1075 vacía. 81 instrucciones entre Uavcs. 176 in t. 23. 28 . 179 6.211

*, 327 * c o n a t , 329

operandos promovidos a f l o * t . 92 integridad de una estructura interna de datos. 505 Intento de llamar a una función heredada en forma múltiple mediante el polimorfismo, 1206 de modificar datos a través de un apuntador no oonstantc a un dato constante. 333 de modificar un apuntador constante a un dato constante. 335 de modificar un apuntador constante a un dato no constante. 334 erróneo de inicializar una constante de un tipo de dato integrado mediante una asignación. 476 interacción. 370 , 371 . 374 . 451 entre objetos. 372 intercambiar. 278 dos objetos B t r i a g r , 858 objetos « t r i n o . 858 intercambio de paquetes. 18 interés compuesto. 110. 165. 166. 168

cálculo mediante f o r . 110, III interés por depósito. 168 interfaz. 41 . 663 de una clase, 406 . 412,420 de una clase, 416 de usuario, 883 permanece igual. 445 X n t«rfa x

definición de la dase, 507 definiciones de funciones miembro de la clase. 507 Interfaz común de puerta de enlace (CGI), 885 , 1260

intarxral. manipulador de flujos, 391 , 755 . 758 Internet. 18, 21 Internet Explorer (IE). 1237. 1246 lnteroperabilidad del lenguaje, 13 interrupción. 1075 intervalo aleatorio. 983 Intranet. 10, 11. 14. 18. 19 introducir datos de caracteres utilizando la función miembro g*tlin« de cin. 747 desde cadena en memoria. 182 desde objetos «trino en memoria. 870

línea de texto en un arreglo. 362 una línea de texto. 747 invalid.arguarant, 800 excepción. 1112 Investigación de crédito, programa. 819

invocara una función, 171, 175 miembro no corrat en un objeto con»t.470 , archivo de encabezado. 181,740 , 750 . 1055

, archivo de encabezado, 93 . 181 ios. clase, 1205 io«t t«pp. 814 iOB! i«t«. 814 io«t i b«o. 819 io s t i b in ary . 814 . 829 loas icur, 819 io«t t«nd. 819 io a tiin . 814 , 818,835 io s i lout. 814 . 835 io« t itrunc, 814 io«_b«««, dase base 766 . archivo de encabezado, 22 , 181, 740 , 741 , 812 , 1055 . 1189 io s tr .* » , dase, 742 , 1205 , 1206 < io«tr«aa. h>. archivo de encabezado. 116. 181 IP. 19 isalnum. 1020. 1021 isalp h a. 1020, 1021 is c n t r l . 1021. 1024 i« d l0 it, 1020, 1021, 1023 isEapty. función predicado. 427 is F u ll. función predicado. 427 isfrraph. función. 1021 , 1024 islo v a r. función. 331 . 1020 , 1023 ISO. 3 . 9 . 504 1SP (proveedor de servicios de Internet), 1262


1302

índice

i s p rin t, función, 1021 , 1024 i apune t, función. 1021 , 1024 iaspncn. función. 1021 , 1024 is trn a a , dase, 741 , 742 , 818 , 824 , 831 , 834 , 841 , 871 . 1205 , 1206 ia tra a a , función miembro ignora. 554 iatra* M _ itarato r. 1098 . 1099 istrin g etraam . clase. 870 , 872 .

decraps. 188. 192 de póquer, programa, 385 de probabilidad, 188 jugar, 182 justificación a la derecha. 113, 352. 755. 757 a la izquierda. 77 . 113. 352. 757 . 758

a la izquierda y a la derecha con los manipuladores de flujos ln£t y rig h t. 757

873

iauppar. función, 1020 , 1023 1SV (distribuidor independiente de software). 699 is x d ig it, función, 1020, 1021 itar_aw«p, 1104, 1150 iteración. 83 . 206 dd ciclo. 83 iterador, 505 , 682 , 719 , 869 , 870 al siguiente elemento de un contenedor. 1098 dase de. 485 . 682 de avance, 1100. 1106. 1144. 1150. 1151. 1152. 1154.1167 de avance, operaaón. 1102 de entrada, 1100. 1102. 1138. 1139, 1144, 1147, 1154, 1158, 1159, 1168

de flujo de salida, 1098 de salida. 1100. 1102, 1135. 1144. 1156. 1159. 1166. 1167 objeto. 505 operación de. 1102 que apunta al primer elemento más allá del fin del contenedor. 1098 typadaf. 1101 < ita ra to r> . 1154 . 1156 archivo de encabezado. 182 ita r a t o r . 54 . 1092 . 1095, 1096 . 1097. 1098 . 1101 . 1122

J Jacobson. Ivar, 43 Jacopini. G.73 , 132 Japonés. 503 Java. II, 14 jefe. 171 jerarquía de clases. 681. 699 . 9 % de datos. 809 . 810 de figuras. 680 de herencia pora Hia*broDal»aCo*sunidad universitaria. 613 de herenda. 674,682 de las clases de excepciones. 800 de promoción para los tipos de datos integrados. 180 juego de “adivina el número". 246 de canas. 350

K Ketueny. John, 11 Kcmighan y Ritchic C, 9 kiknnetraje recorrido por los automóviles. 157 Koenig. Andrew. 780 Kurtz, Thomas, 11

L L

sufijo de entero. 1075 sufijo de punto flotante, 1075 La tortuga y la liebre. 386 Laboratorio de ciencias de la computación. 18 lado del servidor archivo. 915 . 917,921 manejador de formularios. 882 lado izquierdo de una asignación, 128, 254 . 4 4 5 .5 6 4 lados de un cuadrado. 166 de un triángulo. 163 de un triángulo recto, 163 lanzado, destructor del objeto. 793 kin/amienlo, punto de. 783 lanzar un in t, 787 una excepción, 782 una moneda. 183, 245 latín cerdo. 398 Lee. Meng. 1092 leer datos de un archivo en forma secuencial, 816 l.ccr c imprimir un archivo secuencial. 817 Leer un archivo de acceso aleatorio en forma secuencial. 832 laa rco o k ia . cpp, 914 la£ t. manipulador de flujo. 113, 755 , 757 legibilidad, 22 . 76. 95 . 176, 1239

langth. función miembro de la dase etrin g . 852 langth_arror, 800 excepción. 8 5 9 ,1 112

lenguaje de alto nivel. 8 .9 de marcado. 52 . 55, 1237 de programación. 7 de programación por procedimientos, 41.406 ensamblador. 7 híbrido. 9.443 máquina. 7 . 8 , 193,991 máquina, código. 113.960 máquina, programación. 387 natural de una computadora. 7 orientado a objetos. 14 portable, 20 sin tipo. 9 Lenguaje de marcado de hipertexto (HTML), 881 . 1237 lenguaje de programación, 14 archivo de encabezado de la biblioteca estándar, 180 biblioteca estándar. 10. 170 recurso. 21. 1232 recursos en Web. 1230 Lenguaje de restricción de objetos (OCL). 145 1 bbb_•qual. 1172 1«bb< doubl* > ,1 1 2 2 1 « bb. 1119 . 1121. 1124 1 bbb, 1172 Int, instrucción en Simple. 987 . 991 , 999 letra. 809 mayúscula (A-Z), 27 . 68 . 181. 331. 1020, 1023 minúscula, 27. 68, 75 . 181. 331 . 1020, 1023 levantarse y arreglarse, algoritmo, 72 laxioographical compare. 1136 , 1138
(demento de lista), marca. 1251

liberar (desasignar) memoria. 495 . 797

liberar memoria. 945 licencias para clases, 450 límite de crédito en una cuenta de débito. 157 límite de una unidad de almacenamiento. 1019 límite en el tamaño de valores de punto flotante. 181 . archivo de encabezado, 182

. archivo de encabezado, 181 • lina, directiva del preprocesador. 1059

LXNZ . constante simbólica

predefinida,


1060

índice

1303

linca, 33 base. 1257 con una punta de flecha, 301 con varias instrucciones. 38 de comandos, 1066 de comandos argumento de, 349. 1070

de comandos, indicador. 1067 de comunicación con el archivo. 814 , 8)6 de texto. 747 en blanco. 28.88 pora pagar en un supermercado. 983 punteada. 74 recta, forma. 32,33 Linux. 884 Hat. 1092, 1097 , 1101, 1105 . 1096 . 1113 , archivo de encabezado, 182

natural. 173

logicL error. 800 lógica de negocios, 883 lógica de presentación. 883 logicaland, 1172 logjcal_not, 1172 k>g¡cal_OE. 1172 Logo, lenguaje, 312 lona. 119. 179. 1075 doubi a. 180. 1075 int. 119. 180.201 longitud de Lacadena. 267. 361. 857 de la subeadena. 581 máxima de una cadena. 861 variable, lista con argumentos de. 1068

lote. 6 Lovelacc, Lady Ada.

lowar bound.

lista, 944 . 1128 anidada. 1251 contenedor de secuencia,

13 1119. 1122. 1160

Luz archivo de encabezado de la clase, 456.520

1113

de argumentos. 171 de clases base. 1201 de parámetros. 175 de sustantivos en el enunciado del problema. 140 desordenada, elemento (ul). 1251

enlazada, 943 , 945. 946 . 947, 952, 959

enlazada, plantilla de clase, 999 indizada, 999 inicializadora. 257, 258.361 lista separada por comas. 27, 39 , 106. 171, 175,321 ordenada. 1251. 1252 simplemente enlazada. 959 Lista

definición de la plantilla de dase. 948

plantilla de dase. 947 . 961 , 964.965 liata.ht*. 1252

L istas TI POPI LA >, 964 islas, procesamiento de, 947 itera1, 28 LMS, 387 , 989 localhost. 884 . 889 Localizador uniforme de recursos (URL), 881 ,archivo de encabezado, 182

localtiiM. función. 888 , 890 Location.encabezado. 905 loa, 173 lofllO. 173 log,n niveles en un árbol binario de búsqueda con n elemento*. 977 logaritmo, 173

archivo de iraplcmentarión de la dase. 520 Ivalue (“valor izquierdo”), 128. 213 , 254 . 322 , 323 . 445 . 5(4. 568 . 580 , 1102, 1119 Ivalúes como n-alues. 128 llamada a función. 171, 176 anidada. 784 operador (>. 581. 698 pila. 790 sobrecarga, 209, 579 llamadas a destructores en orden inverso al de las llamadas a constructores. 435 llamar funciones por referencia, 325 llave derecha O). 23 . 24.30 izquierda ({). 23.26 llaves (O). 24 . 38, 80 . 81 , 92 , 117 llaves en una estructura do/wbila, 120 M

Macintosh, 754 , 816 niacro. 180. 720 . 1067. 1068 argumento. 1056 definición. 1059 expansión, 1057 macros definidas en el encabezado

.

1067

magnitud. 758 justificada u la derecha, 755

aailtot.URL,

1244

u i a , 23. 24 . 26 . 30 , 174 . 1073 ■ak*. herramienta. 1073 ■aka_haap. 1162

■ a ltad la . 1073 ■ alloe, función, 1078 manejador de excepciones. 780 . 782 de señales. 1076 implícito. 418 manejo de excepciones. 182 de excepciones, ejemplo que lanza excepciones al intentar dividir entre cero. 785 de señales. 1076 de señales, biblioteca de. 1075 manejo de caracteres función de biblioteca para. 1021 funciones is d ia it, isalpha. iialnuxnc ¿axdigit. 1021

funciones islowar, iauppar, tolowar y touppar, 1023 funciones isapaca. iac n trl. isp u n c t.isp rin t c iagraph. 1025 Manhattan, 168 manipulación de apuntadores. 695.943 de caracteres individuales. 1020 de una lista enlazada, 952 peligrosa de apuntadores, 695 manipulador. 113, 535 . 812 de flujo, 29. 93 . 113. 749. 754 . 758. 818

de flujo ahowbasa, 761 de flujos £ixad. 756,761 de interrupciones, 362 de objetos. 419.500 en un objeto. 418 . 451. 452. 455

manipuladores de flujos boolalpha y noboolalpha. 764 mantenimiento de software, 15 ■•manufactura”, sección de la computadora. 5 . archivo de encabezado. 182. 1096. 1126 ■ap. 1094 . 1096. 1101 . 1119. 1124 . 1126

mapeo de uno a uno. 1094, 1126 de uno a varios. 1094 Máquina analítica. 13 marca de fin, 1239 marcado. 886 “más allá del final”, iterador. máscara. 1010 “más débil", tipo de iterador.

1147 1100.

1101

. archivo de encabezado.


181

1304

índice

m a t e m á t ic a s b ib lio te c a d e , 17 2 , 181 fu n ció n d e la b ib lio te c a d e , 111. 1 7 1 , 1 7 2 ,2 3 6

M th o d -

fu n c ió n * q r t de l a b ib lio te c a d e. 179 b u l fu n c ió n . 1 165

1262

m o d u la r iz a r u n p r o g r a m a . 1 7 3 m ó d u lo . 3 1 . 3 2 en C + + , 170

■ a t h o d ■ " p o » t ” , 1262 m é to d o , 4 1 . 4 0 6 , 4 1 1 d e co n stru cció n en b lo q u e s . 10 d e h u n d im ie n to . 2 7 7 http . 8 8 7

■ o d u lu s < T > . 1172

m e z c la r d o s o b je to s d e lis t a s

m o stra r

f u n c ió n , 1 1 4 4 ,

o b jeto , 4 2 0 o p erad o r (H ). 3 1 ,6 7 . 1 6 2 , 183, 188

e le m e n to s d e d a to s d e tip o in te g ra d o , 7 4 2 un v a lo r d e p u n to flo ta n te , 7 5 6

o rd e n ad as. 981

1147

M F C , 14 fu n c ió n , 1 0 9 5

m ic r o p r o c e s a d o r, t e c n o lo g ía d e c h ip .

m ax h eu p . 1162

18

m á x im o c o m ú n d iv is o r ( M C D ) , 2 4 5 ,

M ic r o s o f t M F C (M ic r o s o ft

248

F o u n d a tio n C la s s c s ) , 14

m a x l n n g t h , a tr ib u to , 1 2 6 2

1 1 7 6 .1 1 9 1 p á g in a in ic ia l. 1234

n iv el d e p r e c e d e n c ia . 3 2 m a y o r o ig u a l q u e , 3 5

M ic r o s o f t W in d o w s , 1 1 6 s is te m a s b a s a d o s e n . 7

m ayo r q u e. 35

«cd. 2 4 8

m ie m b ro , 4 0 7

m e c á n ic a d e l a h e r e n c ia m ú lt ip le , 1205

co m p o n en te d e u n a c la s e , 4 6 0 u ie m b r o s d e c la s e c o n a c c e s o p r i v e *

m e d ia , 2 7 8 d o ra d a . 2 0 2

p re d e te rm in a d o . 1001 d e d a to s d e u n a c la s e . 4 1 6 d e u n a es tru c tu ra . 4 0 7 p r i v e * d e u n a c la s e n o so n a c c e s ib le s fu e ra d e la c la s e .

m e d ia n a , 2 7 8 , 2 8 2 M s x a u p , f u n c ió n , 1 0 3 7 , 1 0 3 9 B u n c p y . 1038 f u n d ó n . 1037

415

f u n c ió n . 1 0 3 7 , 1 0 4 0

■ «m o v

. f u n c ió n , 1 0 3 7 , 1 0 3 8

1040

7 9 6 .7 9 8 a sig n a d a en fo rm a d in á m ic a , 5 0 2 , 6 9 9 .7 9 8 a sig n a d a en fo rm a d in á m ic a p a ra un a rr e g lo . 1 078 d in á m ic a , 7 9 7 no a s ig n a d a . 1 078 p r in d p a l, 5 . 17 v ir tu a l. 7 9 4 .7 9 6 .9 4 5 v ir tu a l, siste m a s o p e ra tiv o s. 14 798

m en o r o ig u a l q u e , 3 5

m e n o s , s ig n o ( - > q u e in d ic a

« i n . I 165 « in

e l a m e n t . 1144. 1147

■ i n u * , 1172 M is s i t i o s d a r a d , 884 m is ió n c r it i c a , 7 8 4 B i s u t c h . 1104. 1 1 3 6 . 1138 M T T .2 0 p ro y e c to M a c , 18

m o d if ic a c io n e s a l c o m p ila d o r d e

v is ib ilid a d p r iv a d a , 4 5 1

S im p le . 9 9 8

m e n s a je . 4 1 . 2 9 6 . 3 0 1. 3 0 3 . 3 7 0 . 5 4 7 d e e rro r, 17 d e re d , lle g a d a d e , 781 e n v ia d o a un o b je to , 411 in d ic a d o r. 7 6 8

1261

m u lt ip lic id a d , 1 4 2 , 1 4 3 « u l t i p l i * * < T > , 1172 n u iltip r o c e s a d o r , 6 m u ltip r o g r a m a c ió n , 6 M u llip r o p ó s ito , p r o g r a m a d e o r d e n a m ie n to q u e u tiliz a a p u n ta d o r e s a f u n c io n e s , 3 5 5

m u lt it a r e a s , 13

d e re an u d a ció n d e l m a n e jo de e x c e p c io n e s , 7 8 3 d e u n a s im u la c ió n , 138

“m e n o r t ip o " , 1 8 0

p ila . 9 9 1

m u lt ip lic a c ió n . 5 . 3 1 , 3 2 o p erad o res * . / . h d e , 9 3

tip o t * x t / h t m l . 8 8 8 tip o e * x e / p l * i n . 8 8 8

m o d e lo , 1 4 1 .3 9 0

m en o r q u e , 35 o p e ra d o r (< ). 1 097

M t h o d , atributo. fo x m , 897

m ú ltip le s a rc h iv o s fu e n te . 4 2 0 arch iv o s fu e n te , p r o g r a m a . 1071, 1072

s u l t i s s t , 1094. 1096, 1101, 1119,

m o d e la r , 41 u n a in te ra c c ió n . 3 7 4

f u n c ió n . 1 0 3 7 , 1 0 4 0

m e t e r u b ic a c ió n d e m e m o r ia e n la

■ x l t i p l s , 243

d e c o r r e o I n te r n e t), 8 8 8 tip o i a a g t / g i f , 8 8 8

m ita d d e p a la b r a , 9 9 8 , 1 0 0 3

a rc h iv o d e e n c a b e z a d o , 182

u r g * . 1113. 1116. 1152. 1154

m u llin iv d e s . a p l ic a c ió n . 8 8 2 . 9 3 8

M I M E ( E x t e n s io n e s m u llí p ro p ó sito

m e m o r ia . 5 . 1 6 . 1 7 . 2 7 . 3 0 . 1 9 3 . 7 9 4 .

,

1126

M ic r o s o f t V is u a l C + + . 1 5 . 1 0 7 3 ,

m a y o r , 177

MBchr, M»chr.

m o to r d e b ú s q u e d a . 1 2 4 0 ■ u l t i m a p , c o n te n e d o r a s o c ia t iv o , 1094, 1 0 9 6 , 1101, 1 119. 1124.

m o d if ic a r d ire c c ió n a lm a c e n a d a en v a ria b le ap u n tad o r, 3 3 4 un ap u n ta d o r c o n sta n te, 3 3 4 m odo, 2 7 8 , 282 d e a c c e s o p re d eterm in a d o p ara la c la s e e s p r i v t s . 424 d e a p ertu ra d e a rc h iv o . 8 1 4 . 816

1122. 1124 m u ltiu s u a r io . e n to rn o , 9 6 5 M u s s e r . D a v id . 1 0 9 2 s u ts b ls . d ú o m iem b ro . 1 9 2 , 1 1 9 7 . 1198 d e m o stra c ió n . 1198

N n n iv e le s , a p lic a c ió n d e , 8 8 2 , 9 3 8

m m a trib u to , 1262 fu nción d e la c la s e e y p * _ i n f o . 714 n s jM s p a c s a n id a d o . 1189 c a lific a d o r. 1 189 g lo b a l. 1189 m iem b ro . 1 187 p ala b ra re s e rv a d a . 1 1 8 7 . 1189 n a v . h e a l , 1247 n a v e g a d o r. 9 0 9 . 9 1 0 b a sad o en te x to . 1246 p e tic ió n , 1260 W eb . 9 1 3 N C S A ( e l C e n tro n a c io n a l p a ra a p lic a c io n e s d e s ú p e r c ó m p u to ), 8 8 6 NDEBUO. 1 0 6 0


índice

1305

nagat«, 1172 .NET. plataforma. 12

iz q u ie rd o , 9 7 6 m ás a la d e re c h a d e u n su b á rb o l, 9 8 5 p ad re. 9 6 9 ,9 8 4 ra íz . 9 6 9 .9 7 6

N e ts c a p e . 1 2 3 7 < n «w > , 7 9 3 . 795 n « w , 4 95. 5 09. 56 6 . 9 45. 1078.

1112 d e v u e lv e 0 si h a y e r ro r e s . 7 9 3 ,7 9 6 f a lla . 7 8 4 . 7 9 2 la n z a b a d a l l o c s i h a y e r ro r e s . 7 9 4 . 795 Dama a l c o n stru cto r. 4 9 6 rm n e ja d o r d e f a lla s . 7 9 5 .7 % n tw

m iz d e l su b á rb o l d e re c h o . 9 6 9 ra íz d e l su b á rb o l iz q u ie rd o . 9 6 9 N odo d e red , 9 6 5 N o d o A r b o l . d e f in ic ió n d e l a p la n t illa d e d a s e , 9 7 0 N o d o L i s t * . d e f in ic ió n d e p la n t illa de c la s e , 9 4 7 N o m b ra c o m p l e t o d a l

h t n d l t r . 784

e q u ip o i , cam p o, 884

< n « w .h > , 7 9 5 n iv e l d e d a to s. 8 8 2 de in fo rm a c ió n . 8 8 2 .9 3 7 d e sa n g ría .7 8 in ferio r, 8 8 2 in term ed io , 8 8 3 , 9 3 8 su p e rio r, 8 8 3 no c o n a t (u n ció n m ie m b ro . 4 7 4 (unción m ie m b ro en un o b je to no c o n s t . 473 (unción m ie m b ro lla m a d a e n un o b je to c o n a t . 4 7 3 no c o n t ig u a , d is p o s ic ió n d e m e m o r ia de una d eq u e . 1117

n o m b re de a rc h iv o , 8 1 4 , 8 1 6 , 1059 d e d o m in io . 8 8 4 d e f u n c ió n . 171. 174, 194. 3 5 5 , 1 0 7 2 . 1073 de fu n ció n d e stru id o . 2 2 0 d c b o s t .8 8 6 d e host c o m p le ta m e n te c a lific a d o . 884 de de de de de de de

n u e v o b lo q u e d e m e m o r ia , 1 0 7 9 n u e v o m a n ip u la d o r d e f lu jo s . 7 5 4 n u la cad en a, 825 in stru c c ió n , 8 1 n u lo ( 0 ) . 3 6 3 . 9 4 4 a p u n ta d o r ( 0 ) . 8 1 5 .9 4 4 . 9 8 5 . 1078 c a rá c te r ( ' \ 0 ' ) , 2 6 7 , 3 3 2 . 3 4 8 , 3 6 0 . 3 6 1 .3 6 3 , 3 6 9 , 7 4 9 .9 4 4 .9 8 3 Nü l l . 3 2 1 . 1 0 2 9 . 1 0 3 1 . 1 0 3 2 < n u m « r ic > , 1104. 1147 n ú m e ro a le a to rio , 186. 2 6 3 c o m p le jo . 4 6 5 . 601 co rre c to d e a rg u m e n to s. 175 d e a rg u m e n to s. 175 d e e le m e n to s en un a r r e g lo . 3 3 9 d e lín e a . 9 8 7 .9 8 9 . 9 9 0 . 1060

o p e ra c ió n . 2 9 7 un a rc h iv o f u e n te . 1 0 6 0 un a r r e g lo . 2 5 4 . 3 2 5 un a trib u to , 1239 u n a fu n d ó n , 171 u n a v a r ia b le , 3 0 , 192 u n a v a ria b le d e c o n tro l, 102

d e m e n sa je . 3 7 2 d e p o sic ió n . 2 5 3 de pu nto flo ta n te en fo rm a to c ie n tífic o . 761 de pu nto flo ta n te . 8 6 . 8 9 .9 2 . 9 3 e n te ro . 27 m á g ic o . 261 no n. 167 nú m ero r e a l. 8 9 o c ta l. 7 4 3 .7 6 0 , 1 0 2 0 . 1030 p erfecto . 2 4 4 p rim o , 117 se u d o a le a to r io . 186 te le fó n ic o , p ro g ra m a g e n e ra d o r d e p a la b ra s . 8 4 9

n ó m in a s , a rc h iv o d e . 811

a rg u m e n to s. 1 0 6 7 no e s tá n d a r , c o n v e r s ió n . 1 1 8 5

p ro g ram a d e . 8 s is te m a d e . 8 1 0

no f a t a l , e r ro r . 1 7 . 1 7 8 . 7 8 4 n o in c r e m e n t a d a , c o p ia d e u n o b je to .

n o e h o w b e e e . m a n ip u la d o r de

587

f lu jo s . 7 5 5 . 761

n o i n i d a li z a d a . v a r ia b le , 8 5

n o s h o w p o i n t , m a n ip u la d o r d e

n o i n i d a li z a d o s . d a t o s , 4 1 0

f lu jo s . 7 5 6

n o l i n e a l, b id im e n s io n a l. e s tr u c t u r a

n o s h o w p o a , m a n ip u la d o r d e f lu jo s ,

d e d a to s , 9 6 9

N U M r o R a c i o n a l , c la s e , 6 0 7 n ú m e r o s a le a to r io s , g e n e r a c ió n d e . 1 4 6 ,2 6 3 a le a to rio s , g e n e ra d o r d e , 5 1 6

3 9 1 ,7 5 6 . 7 5 8

no m ie m b r o fu nción £ r i * n d . 5 5 4 , 5 5 6 fu nción no f r i c a d . 5 4 9

n o s k i p w B . m a n ip u la d o r d e f lu jo s .

d e F i b o & a c c i g e n e ra d o s c o n una fu n ció n re c u r siv a . 2 0 2

755 N O r ló g ic o ( I ) , 1 2 4 . 1 2 6 . 1 6 6 ,

no r a m i f i c a b l e , c ó d ig o d e fu n c ió n . 418

1190 n o t . p a la b r a r e s e r v a d a d e o p e ra d o r ,

n o m u ta n te . a lg o r it m o d e s e c u e n c ia . 1104

1190 not

no p a r a m e t r iz a d o , m a n ip u la d o r d e f lu jo s . 9 3

a q . p a la b r a r e s e r v a d a d e

not

a q u * l_ t o < T > , 1172

no r e c u p e r a b le , f a l l a . 7 6 6

n o ta , 7 4 n o ta c ió n c ie n t íf ic a . 9 3 .7 4 3 d c n t íf ic a . v a lo r d e p u m o flo ta n te. 762 d e p u n to fijo . 7 5 6 f ija . 7 4 3

c o n s tr u c to r , 4 1 2 no s t a t i c . f u n c ió n m ie m b r o . 4 8 9 . 5 0 0 ,5 6 8 n o b o o l a l p h a . m a n ip u la d o r d e

M u M r o T B lB f o n ic o , c la s e , 6 0 8

O O b je c tS p a c e S T L T oo l K it. e je m p lo , 1175. 1234

o p e ra d o r . 1 1 9 0

n o s e p u e d e d e v o lv e r u n v a lo r d e un

f lu jo s , 7 6 3

n u ev a lín e a ( ' \ n ' ) . 2 3 . 2 4 . 2 9 . 3 8 . 360, 7 4 4 . 1024 c a rá c te r. 1 19

n o m b re / v alo r. p a r. 9 1 3

no c s p o c it ic a d o r . n ú m e r o d e

nodo. 94 5 d e su s titu c ió n . 9 8 4 , 9 8 5 h ijo , 9 8 4 h o ja , 9 8 4

n t h _ B l « m « n t , 1 167

n o th r o w . 796 n o t h r o w t , 796 n o u p p « r c a s « . m a n ip u la d o r d e f lu jo s . 7 5 6 , 7 6 3

o b je to . 4 . 9 , 1 4 . 4 0 . 4 1 , 1 3 3 . 4 0 6 a u to m á tic o lo c a l. 4 3 7 d ie n t e , 2 9 6 co m p o n en te, 4 5 6 de e x c e p d ó n . 787 d e f u n d ó n . 1 1 1 9 .1 1 2 4 . 1 1 7 2 . 1175 d e fu n ció n l « s s , 1119,

1121 d e fu n d ó n l « s s < T >. 1 124. 1132 d e fu n d ó n p u ed e e n c a p illa r d a to s. 1175 d e u n a d a s e d e r iv a d a . 6 6 4 . 6 6 8


índice

1306

d e u n a d a s e d e r iv a d a , s e c re a in s ta n c ia d e , 6 4 2 e m is o r, 2 9 6 e stá n d ar d e e rro r
< .1 1 6 8 << so b re c a rg a d o , 5 5 1 , 5 8 0 « . 763 a n iv e l d e b it s , 1 0 0 7 . 1008, 1016 a n iv e l d e b its , p a la b ra re se rv a d a . 1 190

p red eterm in ad o d e . 4 8 4 . 4 8 5 q u e d a fu e ra d e l a lc a n c e . 4 3 5 recep to r. 2 9 6 s e rv id o r. 2 9 6

b id irc c c io n a l. o p e ra c ió n d e . 1102 d e a s ig n a c ió n ( - ) so b re c a rg a d o . 5 6 4 , 566, 577, 578 d e a sig n a c ió n a n iv e l d e b its , 1016, 1169, 1190 d e a s ig n a c ió n O R e x c lu s iv o a n iv e l d e b i t s ( * - ) . 1016

o p a r a t o r i , fu n c ió n m ie m b r o , 5 5 5 .

d e a s ig n a c ió n O R in c lu s iv o a n iv e l d e b its ( | - ) , 1016 d e co m p lem en to a n iv e l d e b its ( - ) . 1 0 1 1 ,1 0 1 4 , 1 0 1 6 . 1 1 9 0

o p a r a t o r - , 1097

o b je to s c o n tie n en s 6 !o d a to s , 4 18 cre a c ió n d e , 3 0 3 in te ra c c ió n . 4 0 5 m iem b ro , in ic ia liz a d o r d e , 4 8 3 O b s e r v a c ió n d e in g e n ie r ía d e s o f t w a r e , 10 o b te n e r d v a lo r d e un d a to m ie m b ro privat», 4 2 6 fu n ció n m ie m b ro , 4 2 6 ,4 3 9 , 4 4 0 , 445

abt«n«rconaulta.cffi. 8 9 8 o b t« n «rconsulta. cpp. 8 9 9 oct. m a n ip u la d o r d e f lu jo . 7 5 0 , 7 5 5 , 760 o c l a ! ( b a s e 8 ) . s is t e m a n u m é r ic o . 166, 7 5 0 , 7 5 5 , 7 6 0 , 1029 o c u lt a im p le m e n t a c ió n . 5 0 2 . 5 0 7 o c u lt a in ic n t o d e in f o r m a c ió n . 4 1 , 195. 3 3 6 , 406, 4 1 5 , 502 o c u lt a r , 4 8 5 d a to s privat* d e lo s c lie n te s . 4 2 0 d e ta lle d e im p le m e n ta c ió n . 17 1 . 5 0 2 im p le m e n ta c ió n . 4 1 7 n o m b res en a lc a n c e e x te rio r. 196 una re p resen ta ció n d e d a to s in tern a. 505 O c h o r e in a s , 3 1 6 m éto d os d e l a fu e rz a b ru ta , 3 1 6

ofstraam ,

742, 812, 814, 815.

8 1 6 .8 1 8 .8 2 8 .8 2 9 .8 3 2 . 1070 O M G (G ru p o d e a d m in is t r a c ió n d e o b je to s ) . 4 3 o m it ir e s p a c io e n b la n c o , 7 4 9 . 7 5 5 o p e r a c ió n , 4 0 . 1 4 2 , 2 9 6 , 3 0 0 , 3 7 4 im p lem c n ta d a co m o fu n c ió n , 2 2 5 o p e r a c io n e s p e r m it id a s e n lo s d a to s , 503

d e co n c a te n a c ió n d e c a d e n a s so b re c a rg a d o . 5 7 9 d e co n c a te n a c ió n so b re c a rg a d o , 5 7 9 d e c o n v e rs ió n . 8 9 .9 2 , 180, 3 4 3 , 5 6 8 , 1 1 8 4 , 1192 d e c o n v e rs ió n , fu n c ió n . 5 6 8 d e d e s ig u a ld a d so b re c a rg a d o . 5 6 3 . 567 d e d e s p la z a m ie n to a la d e re c h a a n iv e l d e b its ( » ) , 5 4 7 d e d e s p la z a m ie n to a la iz q u ie rd a a n iv el d e b its ( « X 5 4 7 .1 0 1 4 d e d e s p la z a m ie n to a n iv e l d e b its, 1 014 d e ig u a ld a d ( — ) so b re c a rg a d o , 5 6 4 , 567, 580 d e in crem en to so b re c a rg a d o , 5 8 2 d e in s e rc ió n d e flu jo so b re ca rg a d o . 8 4 1 .1 2 0 3 d e n e g ac ió n so b re c a rg a d o . 5 8 0 d e p o sin c re m e m o so b re c a rg a d o , 5 8 6 d e p rcin cre m en to so b re c a rg a d o , 5 8 6 d e s a lid a so b re c a rg a d o , 8 4 2 d e su b ín d ic e so b re c a rg a d o , 5 6 4 ,5 6 7 , 5 8 0 ,6 0 1 fu n c ió n . 5 5 0 ló g ic o . 124 ló g ic o , p a la b ra r e s e rv a d a . 1190 m en o r q u e so b re c a rg a d o , 5 8 0 m ó d u lo . 31 O R e x c lu s iv o a n iv e l d e b its ( * ) , 1 0 0 8 , 1 0 1 1 , 1 0 1 3 , 1 0 1 4 , 1190. 1191 O R in c lu siv o a n iv e l d e b its ( |), 1 0 0 8 . 1 0 1 1 , 1 0 1 2 . 1 0 1 3 . 1190. 1191 p a la b ra re se rv a d a . 1 1 8 4 , 1 1 9 0 . 1191

o p e ra d o r , 9 8 ( ) d e lla m a d a a fu n ció n so b re c a rg a d o , 581 ( ♦ « ) d e a s ig n a c ió n d e s u m a so b re c a rg a d o . 5 8 6 11 so b re c a rg a d o . 5 6 4 ♦. 1 1 6 6 ♦ - d e co n ca ten a ció n so b re c a rg a d o , 579 ♦ - so b rc c a rg a d o .5 8 6 ♦ - .8 5 4

o p erad o res . • y - > * .1 1 9 9 ♦ - en c a s c a d a . 5 7 9 a ritm é tic o s . 9 9 b in a r io s s o b re c a rg a d o s . 5 4 9 d e ig u a ld a d y r e la c ió n a le s . 3 6 d e in s e rc ió n d e flu jo y d e e x tra c c ió n d e f lu jo so b re c a rg a d o s , 5 5 2 d ecrc m e n to , 100

in crem en to , 100 que n o d eb en s e r m ie m b ro s, 5 5 4 q u e p u ed en so b re c a rg a rs e , 5 4 9 o p e ra n d o . 2 9 . 3 1 , 7 8 , 3 8 7 , 9 9 0 d e re c h o , 2 3 o p o r a t o r , p a la b r a r e s e r v a d a , 5 4 8 7 6 8 ,8 1 5 o p a r a t o r ! f u n c i ó n m ie m b r o . 5 6 7 , 1095 o p a r a t o r ( ) , f u n c ió n m ie m b r o , 6 0 1 , 1 1 7 2 . 1 1 7 4 . 1175 o p a r a t o r ! ) . v e r s ió n o o n s t . 5 6 7 o p a r a t o r ^ , f u n c ió n m ie m b r o , 548 o p a r a t o r ^ ( i n t ) , fu n c ió n m ie m b r o . 5 8 2 o p a r a t o r ^ , fu n c ió n m ie m b r o , 581, 5 8 2 , 587 o p a r a t o r < . 5 8 0 . 1095 o p a r a to r < < , 554, 564, 577, 608 o p a r a t o r o , 1095 o p a r a t o r - , fu n c ió n m ie m b r o , 5 6 6 . 1095 o p a r a t o r » . fu n c ió n m ie m b r o , 5 6 7 , 5 8 0 , 1 095, 1 138 o p a r a t o r » , fu n c ió n m ie m b r o , 1095 o p a r a t o r » f u n c i ó n m ie m b r o . 580, 1095 o p a r a t o r » » , fu n c ió n m ie m b r o . 553, 554, 564, 577 o p a r a t o r v o id * . 768, 815, 818 o p tim iz a c ió n . 1 0 7 5 o p tim iz a c io n e s s o b r e c o n s ta n te s , 4 7 0 o p tim iz a r e l c o m p ila d o r d e S im p le , 996 OR a n iv e l d e b its. 1 1 6 9 ló g ic o (| |X 124. 1 6 6 , 1 0 1 3 . 1190 o r , p a la b r a r e s e r v a d a d e o p e ra d o r . 1190 o r _ a q . p a la b r a r e s e r v a d a d e o p e ra d o r . 1 1 9 1 o rd en , 1150, 1154 de e v a lu a c ió n . 2 0 5 de e v a lu a c ió n d e o p e ra d o re s, 3 2 ,6 6 a i e l q u e l a s a c c io n e s d eb en e je c u ta r s e . 7 2 , 8 3 en e l q u e s e a p lic a n lo s o p e ra d o re s a s u s o p eran d o *. 2 0 4 en e l q u e s e lla m a n lo s co n stru cto res y d e stru c to re s. 4 3 8 ,4 5 3 o í e l q u e s e lla m a n lo s d estru c to res, 436 inverso d e b its en un en te ro u n s i g n a d . 1049


1307

índice

o r d s n a i a B u r b u j a , f u n c ió n , 3 3 6 , 338 o r d e n a m ie n t o . 5 0 5 , 8 1 3 , 9 4 3 , 1 1 4 8 a lg o ritm o d e , 1 1 4 8 d e á r b o le s . 9 7 7 de a rr e g lo s . 2 7 6 d e c a d e n a s , 182

n o m b res en p ro to tip o s d e fu n c io n e s pura d o c u m e n ta c ió n . 179

o r d e n a r u n a r r e g lo c o n e l m é to d o d e b u r b u ja , 2 7 7 o r a ( d o m in io d e n iv e l s u p e r io r ) , 884 o r ie n t a c ió n a o b je to s . 4 0 . 4 0 5 o r ie n ta d a a a c c io n e s . 4 1

p a r é n te s is

o a t r « u . c la s e . 7 4 1 , 7 4 2 , 7 4 9 . 8 1 9 , 8 2 4 , 8 2 9 ,8 3 2 ,8 4 1 i t s r a t o r , 1098. 1099

p o n e f r a c c io n a !. 9 2

o tro s c o n ju n to s d e c a r a c t e r e s , 851

p o rte i n i c i a l d e u n a c o l a . 9 4 3 . 9 6 5

out

p a r te s u p e r io r d e u n a p ila , 9 4 3 , 9 6 0

b o u n d s . e x c e p c ió n . 1 1 12

o u t _ o í _ r a n g a , e x c e p c ió n , 8 0 0 ,

c r v s r f lo w

“p a r te s e s t á n d a r e s e in t c r c a m b ia M c s " , 4 2

8 5 4 , 1112, 1169

p a r tla l

ó v a lo , 6 7

s o r t . 1 168

p a r t i a l _ s o r t _ c o p y . 1168

a r r o r . 800

p o so d e a rg u m e n to s p o r v a lo r y po r re fe re n c ia . 2 1 2 d e p a rtic ió n , 3 9 4 por v a lo r u sad o p a ra e le v a r e l v a lo r de u n a v a ria b le a l c u b o , 3 2 6 ( t y p a ) . 898 p a t h , a tr ib u to e n c o o k ic s , 9 1 3 p a tró n d e l s y Os, 8 1 0 d e d is e ñ o . 6 7 .1 6 2 p a a k , f u n c ió n m ie m b r o , 7 4 8

p a n e f in a l ap u n tad o r. 9 9 9 d e u n a c o la , 9 4 3 . 9 6 5 d e u n a lis ta , 9 9 9

o a t r i n g s t r a a a . c la s e . 8 7 0 , 871 o f

I fe s c a l, B l a i s c , 13

p a s a w o r d . v a lo r d e a tr ib u to

a n g u la re s (< y > ). 2 2 2 .7 2 0 , 1054 a n id a d o s. 3 2 ,3 4 in cru stad o s. 3 2 o p erad o r ( ( ) ) , 3 2 ,9 3 para fo rza r e l o rd en d e e v a lu a c ió n , 39

o r ie n t a d o a o b je to s . 41

o s trss m

p a r á m e tro s d e tip o fo rm a le s d e u n a d efin ic ió n d e p la n tilla . 7 2 0 d e c la ra c ió n d e . 175 en fu n c io n e s. 176

“ p e n s a r e n o b je to s " , x x x v ii, 4 0 p é r d id a d e lo s d a to s . 7 6 6 p e r m u ta c ió n , 1 1 6 7 p e r m u ta d o r le x ic o g r á f ic o . 1 1 6 7 p e r s is t e n c ia d e lo s d a t o s , 8 0 9 P erso n a a rch iv o d e e n c a b e z a d o d e la c la s e . 4 5 4 ,5 3 8 a rc h iv o d e im p le m c n ia c ió n d e la d a s e , 539

Peter Minuil. problema. 113.

p a r t l a l _ s u a . 11 0 4 , 1166

o x ím o r o n . 2 5 9

p a r t i t i o n . 1104, 1167

P p ( p á r r a f o ) , e le m e n t o , 1 2 4 0

p a s a d a d e iz q u ie r d a a d e r e c h a d e u n a e x p r e s ió n . 9 8 2

p a g o b ru to , 1 5 8

p a s a d o d e a r r e g lo s y d e e le m e n t o s

F u in t S h o p P ro , 1 2 4 5 p a i r , 1122, 1138

p ila b r a s re s e rv a d a s d e o p e rad o re s, d e m o s tr a c ió n , 1 191 p a lín d ro m o . 9 8 1 p a lo , v a lo r e s d e c a r t a s , 3 4 9 p a n t a lla . 5 , 6 . 1 7 . 2 2 . 7 3 9 . 7 4 2 c u rso r. 2 4 s a lid a . 9 9 6 p a p e l, 5 p a q u e te , 1 8 , 9 6 5 d e g r á f ic o s , 7 1 7 p ar d e a e ra d o re s. 1103 p a r d e ll a v e s ( ) , 3 8 p a r m á s in te r n o d e p a r é n t e s is . 3 2 p ir a le lo g r a m o , 6 1 1 p a ra m e t r iz a d o , m a n ip u la d o r d e f lu jo s . 9 3 , 1 1 3 . 7 4 0 . 7 5 0 . 7 5 4 . 818 p a r á m e tro . 1 7 3 . 1 7 5 , 1 9 3 .9 1 6 de fu nción co m o v a ria b le lo c a l. 176 d e tip o f o r m a l. 2 2 2 , 2 2 4 ,7 2 8 d e tipo fo rm a l en la d e fin ic ió n d e u n a p la n tilla d e fu n c ió n , 7 2 1

P I . 1055, 1056 P i.6 7

f u n c io n e s , 2 7 3

p ila , 5 0 2 , 5 0 5 , 7 2 3 , 7 2 6 , 7 9 a 9 4 3 ,

d e le m e n to d e u n a r r e g lo , 273 d tam a ñ o d e un a r r e g lo . 2 7 2 , 338 o b je to s g r a n d e s. 2 1 3

p a l í n d r o m o , f u n c ió n , 1 1 8 2

P h o to S h o p l ílc m c n t s . 1 2 4 5

in d iv id u a le s d e u n a r r e g lo a p asar a rg u m en to s d e g ran ta m a ñ o co m o re fe re n c ia s c o n s t . 4 1 0 a rr e g lo s a fu n c io n e s. 2 7 2 ,2 8 2

p a la b r a , 3 8 7 , 1 0 0 3 « m ile s . 1003 re se rv a d a . 7 4 .7 5 re serv a d a t s « p l a t s , 7 2 0

168 p e tic ió n . 9 1 3 m éto d o d e . 8 8 2

o p c io n e s a un p r o g r a m a . 3 5 0 . 1070 po r re fe re n c ia . 2 1 1 . 2 7 2 ,2 7 3 ,3 2 0 , 3 2 6 .3 2 7 .3 2 9 .3 3 6 po r re fe re n c ia oon a p u n ta d o res, 2 1 3 , 325 por re fe re n c ia co n un ap u n tad o r co m o a rg u m e n to u sad o p ara d e v a r e l v a lo r d e u n a v a ria b le a l cubo, 327 po r re fe re n c ia m e d ia n te re fe re n c ia s , 325 por v a lo r. 2 1 1 . 2 7 2 .3 2 5 . 3 2 6 . 3 2 7 , 3 2 8 .3 3 6 todo un a rr e g lo c o m p le to , 2 7 3 un n o m b re d e a rc h iv o a un p ro g ram a. 1070 un o b je to po r v a lo r, 4 5 0 u n a e s tru c tu ra , 1004 u n a e s tru c tu ra , lla m a d a po r re fe re n c ia . 1004 R i s c a l , 13, 1 2 3 2

944. 946. 959. 962 c la s e d e . 7 1 9 co rru p ta . 7 9 0 d e lla m a d a s . 3 3 4 d e lla m a d a s a fu n c io n e s , 3 3 4 d e o b je to s s t r i n a , d a s e . 7 1 9 de v a lo re s C l o a t . c la s e , 7 1 9 de v a lo re s i n t . c la s e . 7 1 9 p la n tilla d e d a s e . 9 6 0 .9 9 9 P i l a , 724 d e fin ic ió n d e p la n tilla d e d a s e , 961 d e fin ic ió n d e p la n tilla d e d a s e co n un o b je to L i s t a c o m p u e sto , 9 6 4 p la n tilla d e c la s e . 7 2 4 ,7 3 0 . 9 6 4 p ro g ram a d e p ru e b a , 9 6 2 P i l a < d o u b l a >. 7 2 6 . 7 2 8 , 961 p i l a , 728 P ila < T > , 72 6 , 728 p ila s im p le m c n ta d as c o n a rr e g lo s , 5 0 2 u tiliz a d a s po r lo s c o m p ila d o re s . 981 P is o a rc h iv o d e en c a b e z a d o d e l a d a s e . 4 5 9 . 535 a rch iv o d e im p lc m c n ta d ó n d e la d a s e . 536 p íx c l. 1 2 4 6


índice

1306

p la n t illa , 7 1 9 , 9 4 3 , 9 4 7 , 9 6 0 , 1 0 5 6 a u t o j p t r . 798

p o a t .c p p , 901

d a s e . 851 d e f u n d ó n . 2 2 2 .2 2 3 , 7 1 9 ,7 2 0 . 7 2 3 d e fu n d ó n m a x . 2 5 0 d e fu n d ó n « i n . 2 5 0 d e f in id ó n . 2 2 3 ,7 2 0 f u n d ó n , 2 2 3 ,7 2 1 p la n t illa d e c l a s e , 7 1 9 . 7 2 3 . 9 4 7 ,

p o s tf ijo a lg o ritm o d e e v a lu a r ió n . 9 9 1 . 9 9 6 a lg o ritm o d e e v a lu a r ió n d e e x p re sio n e s, 9 8 2 e v a lu a d o r, 9 9 5 , 9 9 9 e x p re sió n , 9 8 3 ,9 9 6 n o ta d ó n . 981 p o sto rd e n , r e c o r r id o . 9 6 9 , 9 8 4 . 9 8 5

975

p o a t O r d a n J t a c o r r id o . 977

a lc a n c e , 7 2 6

p o t e n c i a , 151

• u t o _ p t r , 798

p o te n c ia , 173

d e f in id ó n . 7 2 4 e s p e c ia liz a d ó n , 7 1 9 .7 2 3 P i l a , 724. 726

p c m . fu n c ió n , 3 4 , 1 1 0 . 1 1 3 , 1 7 3 ¡x c c e d e n c ia , 3 2 . 3 4 . 3 9 . 1 0 1 , 1 0 7 , 1 2 6 ,2 0 4 . 3 4 4

p la n t illa s y f u n c io n e s a m ig a s , 731

d e o p e ra d o re s. 3 2 , 1 0 2 , 127, 1 016

y h e r e n c ia 731 p la t a f o r m a s d e h a r d w a r e , 9

d e o p e ra d o re s, ta b la , 3 9 , 1214 d e l o p era d o r c o n d id o n a l. 7 8 no se m o d ific a po r la so b re c a rg a . 549 ta b la . 3 9

P ta u g c r, P .J ., 10

p lu a < T > , 1172 p o i n t a r . 1097 p o lim ó r f ic a , in v o c a c ió n d e f u n c io n e s e n u n a c l a s e d e r iv a d a , 1 2 0 6 p o lim ó r f ic o , a d m in is t r a d o r d e

p r e c is ió n , 9 3 . 7 4 3 , 7 4 9 , 7 5 1 a ju s t e , 751 d e v a lo re s d e pu nto flo ta n te , 7 5 1 p re d e te rm in a d a, 9 3

p a n t a lla s , 6 7 9

p r a c i s i o n , 751 fiin ció n m ie m b ro . 761

p o lim o r f is m o , 1 1 9 , 4 6 9 , 6 5 0 , 6 6 3 , 6 7 6 , 6 7 9 . 9 9 6 . 1133 com o a lte rn a tiv a a la ló g ic a con a v i t c h . 717 y re fe re n d a s . 6 %

p r c d c c rc m c n to , 1 0 1 ,5 8 1 o p erad o r. 9 9 p r e d e f in id a , e s tr u c t u r a d e d a to s , 943

p o lin o m io , 3 5

p r e d e f in id a s c la s e s . 171 f u n d o n e s . 170

d e se g u n d o g r a d o . 3 4 . 3 5

F o l i n o a a i o , c la s e , 6 0 8 P O O ( p r o g r a m a c ió n o r ie n t a d a a o b je to s ) , 4 , 5 , 9 , 2 1 , 4 1 , 4 3 , 133, 173, 3 7 0 ,4 1 2 ,4 6 9 .6 1 0 . 663, 673

p r e in c re m e n to . 1 0 1 , 5 8 1 . 5 8 6 o p erad o r. 9 9 y p o sin crem en to . 100 p rc o rd e n , r e c o r r id o . 9 6 9

p o p . 7 2 8 .9 6 0 , 1 1 2 8 . 1130, 1 1 3 2 .

p r a O r d a n R a c o r r id o , 977

1133

p o p b a c k . 1105, 1117, 1128. 1132 pop__f r o n t , 1 1 1 3 , 1 1 1 7 , 1 1 1 9 , 1130

p r e p r o c e s a d o r, 1 5 , 1 6 , 1 7 8 , 1 0 5 4 d ire c tiv a V d a f i n a . 7 2 0 d ire c tiv a s d e l. 15. 2 2 . 2 6 .4 2 4 p e p r o c e s a r , 15

p o p h a a p , 1165

p r e s e n ta c ió n d e u n d o c u m e n to .

p o t a b il i d a d , 2 0

1237

p o r tu b le . 9

p rav

p o r t a l , o g i . 906 p o r ta l.c p p .9 0 7 p o & d c crcm c n to . 101,581

p a r x n u t a t io o . 1167

p r im e r a r g u m e n to im p líc ito , 4 8 9 p r im e ra p a s a d a d e l c o m p ila d o r d e S im p le , 9 9 0 , 9 9 1 , 9 9 3 , 9 9 6

o p erad o r. 9 9

p r im e ro e n e n tr a r, p r im e r o e n s a l i r

p o s ib ilid a d d e in t e r c a m b io e n tr e

(U F O ), 5 0 5 ,9 6 5 , 1 0 9 4 , 1 1 1 7 ,

a r r e g lo s y a p u n t a d o r e s . 3 4 7

1130

p o s ic ió n a c t u a l e n u n f lu jo , 8 1 9

p r im o , 2 4 4 fa c to r iz a d ó n . 1182

p o s ic io n a m ie n t o r e la t iv o u l a p o s ic ió n a c t u a l e n u n f lu jo , 7 3 1

p r in c ip a l. 1 1 0 , 1 6 8

p o s in c r e m e n ta r u n it e r a d o r . 1 1 0 2

p r i n c i p a l . h t m l . 1238

p o s in c r e m e n to , 1 0 0 , 1 0 1 . 5 8 1 . 5 8 6 o p erad o r. 9 9

p r in c ip io d e u n a rc h iv o . 8 1 8 d e un f lu jo , 8 1 9

p o n , tip o d e p e t ic ió n , 8 8 2 , 9 0 1 , 1 2 6 2

d el m enor p r iv ile g io . 1 9 3 ,2 7 6 ,3 2 7 . 3 3 0 , 3 3 8 , 3 4 9 ,4 2 0 . 4 6 9 , 4 7 0 . 8 1 8 . 1 0 7 2 , 1 0 7 3 , 1102 p r i n t . c o m a n d o d e S im p le . 9 8 7 , 990 p r i o r i t y _ q u a u a . d a s e de a d a p ta d o r . 1 0 9 4 , 1 0 9 5 , 1 0 9 6 . 1 1 0 1 , 1 1 2 8 , 1132, 1133 p r i v a t a . 411, 412, 4 2 4 , 426 c la s e b a s e . 6 4 8 d ito m ie m b ro . 4 3 9 .4 4 6 fiin ción m ie m b ro . 4 1 2 .4 2 6 h e r e n d a . 6 1 0 .6 1 3 . 6 4 8 ,9 6 1 h e r e n d a co m o a lte rn a tiv a a la c o m p o s id ó n . 6 4 8 m iem b ro s d e u n a c la s e b a s e , 6 1 3 a t a t i c . d a t o m ie m b ro , 4 9 8 p r o b a b ilid a d . 1 8 3 p r o c e d im ie n to . 7 2 pu ro . 4 1 8 p r o c e s a m ie n to de a rc h iv o s, 7 4 0 ,7 4 2 ,8 4 7 de a rc h iv o s, d a s e p a ra , 7 4 3 de c ré d ito s, p r o g r a m a . 8 2 5 d e d a to s c o m c r r ia l. 8 4 7 de p a la b ra s . 3 6 0 , 4 0 0 de tr a n s a e d o n e s . 1124 de tra n s a c c io n e s , p r o g r a m a . 8 3 4 de tr a n s a e d o n e s . s is te m a . 8 2 4 fa se d e , 8 7 por lo te s, 6 P r o c e s a m ie n to d e c o l a s , p r o g r a m a . 967 p r o c e s o d e d is e A o . 3 7 4 p r o d u c tiv id a d . 18 p ro d u c to d e lo s e n te r o s n o n e s , 1 6 5 p ro gram a. 5 d e co n v ersio n es m é tr ic a s . 4 0 2 e stru c tu rad o . 129 te rm in a d ó n . 4 3 7 . 1073 p r o g r a m a c ió n a l a d e fe n s iv a . 106 b a s a d a en o b je to s (O B P ). 4 6 9 estru c tu rad o . 3 . 4 . 5 . 9 . 13. 14. 2 1 . 3 9 . 4 0 . 7 1 . 7 3 . 1 2 3 .4 0 5 .5 0 3 , 1079 e s tru c tu ra d a , re su m en , 128 g e n é ric a . 7 2 3 , 1 0 9 2 , 1 0 9 3 , 1097, 1 1 7 6 . 1235 o rie n ta d a a o b je to s (P O O ), 4 , 5 , 9 , 2 1 , 4 1 , 4 3 , 1 3 3 , 173. 3 7 0 ,4 1 2 , 4 6 9 . 6 1 0 ,6 6 3 . 6 7 3 p o lim ó rfic a . 6 8 0 .6 8 2 , 6 9 8 p r o g r a m a d o r, 5 p ro gram ar en fo rm a e s p e c ífic a . 6 6 3 en fo rm a g e n e ra l, 6 6 3 ,7 1 7 p ro gram as g ra n d e s. 170 in térp retes, 8 p r o m e d ia r c á l c u lo , 8 9


índice

1309

p r o m e d io , 3 2 , 9 2 , 2 7 8 c á lc u lo . 8 3 d e v a rio s e n te ro s , 164 g e n e ra l d e la c la s e , p ro b le m a , 8 6

p u n ta d e f le c h a , 3 0 7

R

p u n to

R a c io n a l, 4 6 6

d e e n tra d a . 128 d e s a lid a . 128 flo tan te .7 5 1 ,7 5 6 . 7 6 2

p r o m e d io d e l a c la s e en un c u e s tio n a rio , 8 3 p ro b lem a. 8 3 , 8 9

o p erad o r ( . ) , 4 0 7 , 4 0 8 .4 1 8 . 4 9 1 . 6 7 4 .7 9 9

problem a c o n re p e tic ió n c o n tro la d a po r c e n tin e la , 8 9 p ro gram a co n re p e tic ió n c o n tro la d a po r co n tad o r. 84

y c o m a ( » 1 2 3 , 3 8 . 8 1 . 1 7 6 ,4 0 7 , 4 3 0 . 1054 y c o m a a l fin a l d e un p ro to tip o d e fu n ció n . 178

p r o m o c ió n , 9 2 d e e n te ro s , 9 2

y c o m a p a r a fin a liz a r la d e fin id ó n d e u n a e s tru c tu ra . 1002

P ro p ie d a d e s d e l s is t e m a , v e n t a n a . p r o p ó s ito d e l p r o g r a m a . 2 2 p r o t « c t « d , 412, 418, 424, 614, 653 d a s e base, 648 (le re n d a , 6 1 0 ,6 1 3 , 6 4 8

ra íz c u a d r a d a , 1 7 2 , 1 7 3 ,7 5 1 r a m if ic a c ió n in c o n d ic io n a l, 1 0 7 9 g o t o . 1079 in stru c c ió n . 9 9 5

182, 188 R a n d o tn iz a c ió n d e l p r o g r a m a d e dado s. 186 ran g o . 1147 R a t io n a l S o f tw a r e C o rp o ra tio n , 4 3 ,

p r o g r a m a d e p ru e b a d e la P u n t o 2 , d a s e q u e r e p r e s e n ta u n p a r d e c o o r d e n a d a s x - y c o m o d a lo s p r o t a c t a d , 625 P u n t o 3 , c l a s e q u e u s a f u n c io n e s m ie m b r o p a r a m a n ip u la r a s u s

138 r a tó n , 5 r b a g i n . 10 % . 1109 fu n d ó n m ie m b ro d e la d a s e a t r i n g . 870 R D B M S ( s is t e m a d e a d m in is tr a c ió n d e b a s e s d e d a to s r e la c ió n a le s ) . 882

d a to s p r iv a d o s , 6 3 2 , 6 4 3 p u n t o a C a lid a d . 245 p u n tu a c ió n

d e fu n d ó n p a ra t i m m e n < c t i a a > . 188

p ro m ed io d e la c la s e . 165

r e a liz a r , e tiq u e ta d e a c c ió n , 2 2 9 r a a l l o c . 1078

p u a h . 7 2 7 . 7 2 8 . 9 6 0 . 1 1 2 8 , 1130, 1131, 1132 p u a h _ b * c k . D O S. 1 1 0 8 , 1 1 1 6 ,

p ro y e c to , 1073 M a c . 18

r a a d , 824, 831, 834 fu nción m ie m b ro . 7 4 8

sig n o d e . 3 6 8

P ro v e e d o r d e s e r v i c i o s d e In te rn e t (I S P ). 1262

r e a s ig n a r u n a r e f e r e n c ia . 2 1 4 r e c ib e e l v a lo r d e , 3 6 r e c la m a r d a lm a c e n a m ie n to d in á m ic o , 5 6 6

1119, 1128, 1 130, 1 132, 1154 p u a h _ f r o n t , 1113, 1116

p r u e b a , 1 3 ,2 0

puah

P r u a b a C i r c u l o d e m u e s t r a la

h a a p , 1165

p u t . a p u n ta d o r , 8 1 9

f u n c io n a lid a d d e l a c l a s e

d e p o s ic ió n d e a r c h iv o , 8 2 4 , 8 2 9

C i r c u l o . 621 P r u a b a C i r c u l o * d e m u e s t r a la f u n c io n a lid a d d e l a c l a s e

p u t , fu n c ió n m ie m b r o . 7 4 3 , 7 4 4 , 745 p u t b a c k . fu n c ió n m ie m b r o . 7 4 8

C ir c u lo * . 636 p u b l i a 4 1 1 . 4 2 4 . 453

Q

d a s e base. 648 co m p o rtam ie n to . 4 1 2 d a to s. 4 1 2

Q u a d r a la y C o r p o r a tio n , s it io W e b ,

re c o rr e r e l su b á rb o l d e re c h o , 9 7 6 d sa b á rb o l iz q u ie rd o . 9 7 6 un á rb o l b in a r io , 9 6 9 , 9 7 7 un co n ten ed o r, 9 4 3 r e c o r r id o . 8 6 9 de un á rb o l b in a r io en o rd en d e n iv e le s . 9 7 7 ,9 8 5 h a d a a tr á s . 8 6 9 in o rd en , 9 6 9 ,9 8 6 re c o r r id o s h a c ia d e la n te y h a c ia a trá s, % 0

1232

t i n a ó n m iem b ro , 4 1 2 ,4 3 9 h ere n c ia , 6 1 0 ,6 1 3 in terfa z , 4 2 0 , 4 2 5 m iem b ro d e u n a d a s e d e r iv a d a , 6 1 3 a t a t i c , f u n d ó n m iem b ro , 4 9 8 a t a t i c . m ie m b ro d e c la s e , 4 9 7 P u a rta a rch iv o d e e n c a b e z a d o d e la c la se , 4 5 5 , 522 arch iv o d e im p le m e m a d ó n d e la d ase , 522

c o n s ta n te s im b ó lic a .

r a n d o a _ a h u f f l a . 1104, 1144

je r a r q u ía , 6 4 0

< c a t d l i b > . 183 d e fu n c ió n p a ra s r a n d en < c a t d l i b > . 186

max,

d a s e q u e re p resen ta un p a r de co o rd e n ad a s x - y , 6 1 6 ,6 6 5 p ro g ram a d e p ru e b a p a ra l a c la s e . 617

P ro to c o lo I n te rn e t ( I P ) , 19

1 0 5 5 , 1 0 6 7 , 1 0 7 2 . 1084 d e fu n ció n , a lc a n c e d e , 195 de fu n ció n o b lig a to r io . 178 d e fu n ció n p a ra r a n d en

v a lo r d e a trib u to ( t y p a ) . 8 9 8 r a d io d e u n e f r e u lo , 1 6 3

rand

h ip e n e x t o ( H T T P ) , 8 8 1 , 8 8 6 p ro to tip o , 1 7 8 d e f u n d ó n . 1 11. 1 7 5 . 17 6 , 17 8 , 17 9 , 19 5 , 2 0 8 ,2 1 1 , 3 2 7 . 4 2 0 . 4 8 5 ,

r a d i o . 1263

a rc h iv o d e im p le m e m a d ó n d e la c la s e , 6 8 6

P u n t o / C ir c u lo / C ilin d r o ,

P ro to c o lo d e t r a n s f e r e n c ia d e

A p lic a c io n e s ) , 1 2 , 4 5 0 r a d ia n e s , 1 7 2

r a n d . fu n c ió n , 1 8 2 , 1 8 3 , 3 1 0

P u n to

884

R A I ) (D e s a r r o llo R á p id o de

QUKRY 8 T R I N O . v a r ia b le de e n lo m o , 8 9 5 . 9 0 1 < q u a u a > . a r c h iv o d e e n c a b e z a d o , 182, 1096, 1 1 3 1 , 1132 q u a u a . 1094. 1096, 1101, 1128. 1130, 1131, 1132 d a s e . 505 p la n tilla d e c la s e d e a d a p ta d o r. 1131 q u ic k s o r l, 3 9 4 q u in t illa , 3 9 8

R e c t á n g u l o . 467 r e c t á n g u lo re d o n d ead o . 2 2 7 sím b o lo . 301 r e c u p e r a r s e d e lo s e r r o r e s , 7 6 6 « c u r s iv a b u sc a r en u n a lis ta en fo r m a . 9 8 4 b ú sq u ed a b in a r ia . 2 0 7 ,2 8 3 . 3 1 8 b ú sq u ed a lin e a l, 2 0 7 , 2 8 4 ,3 1 8 d im in a d ó n en una lis ta lig a d a . 2 0 7 e v a lu a c ió n , 2 0 0


índice

1310

fu n c ió n , 1 9 8 ,9 4 7 fu n ció n d e u t ile r ía , 9 7 6 fu n ció n f a c to r ia l, 2 0 7 fu n ció n r i b o a a c c i . 2 0 7 in serció n en u n á rb o l b in a r io , 207 in serció n en u n a lis ta lig a d a . 2 0 7 lla m a d a . 1 9 9 .2 0 4 lla m a d a a fu n c ió n . 9 6 0 m ilt ip lic a c ió n d e d o s e n te ro s . 2 0 7 re so lu c ió n , 2 0 6 su m a d e d o s e n te ro s , 2 0 7 r c e u r s iv a m e n t e v e r if ic a r s i u n a c a d e n a e s u n p a lín d ro m o , 2 0 7 r c e u r s iv a s . T o rre s d e H a n o i. 2 0 7 r c e u r s iv id a d , 1 9 8 , 2 0 6 , 2 4 7 b u sc a r en u n a lis ta e n la z a d a . 207 d eterm in a r s i u n a c a d e n a e s un p a lín d ro m o , 2 0 7 . 3 1 7 e je m p lo s y e je r c ic io s so b re . 206 d e v a r un e n te ro a u n a p o ten cia e n te ra . 2 0 7 im p resió n a l a in v e rsa d e un a rr e g lo , 207 im p re sió n a la in v ersa d e u n a c a d e n a in tro d u cid a d e s d e e l te c la d o . 2 0 7 im p re sió n a la in v e rsa d e u n a lis ta lig a d a . 2 0 7 im p resió n d e un a r r e g lo . 2 0 7 ,3 1 8 in fin ita . 5 6 S O cho re in a s , 2 0 7 ,3 1 8 su m a d e lo s e le m e n to s d e un a rr e g lo . 207 v a lo r m ín im o d e u n a r r e g lo . 2 0 7 r c e u r s iv o c la s if ic a c ió n po r s e le c c ió n . 2 0 7 ,3 1 7 m á x im o co m ú n d iv is o r, 2 0 7 p a s o , 19 9 , 2 0 4 ,3 9 4 q u ic k s o rt, 2 0 7 re co rrid o d e la b e rin to s, 2 0 7 reco rrid o en o rd en d e u n á rb o l b in a rio . 2 0 7 reco rrid o en p reo rd en d e un árb o l b in a rio , 2 0 7 r e c u r s o p r o f e s io n a l, 1 2 3 2 r e c u r s o s d e l a S T L e n I n te r n e t, 1 1 7 5 r e d d e r e d e s . 19 R e d . c u a d r o d e d iá lo g o , 8 8 4

d e la e n tra d a en un sis te m a D O S, 1 066 d e la e n tra d a pora q u e p ro v e n g a d e un a rc h iv o . 1 066 d e l a s a lid a h a c ia un a rc h iv o . 1066 d e s a lid a , sím b o lo >. 1067 r e d ir ig ir l a s a l i d a d e u n p r o g r a m a a 1067 re d o n d ear n ú m ero s. 173 re d o n d e o , 9 3

p r o g r a m a s . 171 re d u n d a n te s , p a r é n t e s is , 3 4 , 1 2 4 r e e m p la z a r o p e r a d o r

c o n » . 127

r e f e r e n c ia . 3 2 0 , 7 3 9 , 1 0 9 7 a d a lo s c o n sta n te s . 3 3 4 a e n tid a d d e c a rá c te r. 5 6 a un d a to m ie m b ro p r i v a t a . 4 4 5 a un i n t . 2 1 1 a u n o b je to , 4 1 6 a ú n a c o n sta n te , 2 1 3 a u n a v a ria b le a u to m á tic a , 2 1 4 a d e la n ta d a , 9 9 0 a rg u m e n to . 3 2 5 c o n sta n te . 2 1 3 , 5 6 6 d e en tid a d , 1 249 d e b e in id a liz a r s e a l d e c la ra rs e . 4 5 7 in d ire c ta a un v a lo r. 321 p a rám e tro , 2 1 1 ,2 1 3 su s p e n d id a , 2 1 4 R e f e r e n c ia lo c a l n o in ic ia liz a d a

d el tip o ‘ tie n e u n " (c o m p o s ic ió n ), 611 je rá rq u ic a fu n c ió n jefe/ fu n ció n tra b a ja d o r. 172 r e la c io n a !, o p e ra d o r , 3 4 , 3 5 . 3 6 r e la c ió n a le s , o p e r a d o r e s >. <. > • . y < -, 105, 124 r e b e io n e s de h e re n c ia d e c la s e s re la c io n a d a s co n la E/S. 7 4 2 de h e re n c ia d e la s c la s e s re la c io n a d a s c o n la F /S. 8 1 2 R a lo j re c h iv o d e en c ab eza d o d e la c la s e , 454, 514 rech ivo d e im p le m e n ta c ió n d e la d a s e , 514 r e lle n a r co n c a rá c te r e s p e c ific a d o . 7 4 3 a i u n a e s tr u c tu r a , 1019 r e lle n o . 1 0 1 9

o c a s io n a u n e r r o r d e s in ta x is ,

r « s L . in s tr u c c ió n e n S im p le , 9 8 7 , 9 9 0

214

re m o c ió n . 9 4 3

r c f c r c n c ia r d ire c ta m e n te u n v a lo r, 321 lo s e le m e n to s d e u n a r r e g lo . 3 4 5 lo s e le m e n to s d e u n a r r e g lo co n el no m bre d e l m ism o y con a p u n ta d o re s. 3 4 5

r u o v a . 1104, 1113, 1117, 1138,

re f e r e n c ia s d eb en in ic ia liz a r s e , 2 1 4 v e rs u s a p u n ta d o re s, 451 y p o lim o rfism o . 6 9 5

ram o v a

re f in a m ie n t o p a s o a p a s o , 351

r e n d im ie n to , 10

R a f r a s h . en cab ezad o . 905 r a g i a t a r , 192, 193, 194 r e g is t r a r u n a f u n c ió n c o n a t a x i t , 1073 r e g is t r o . 8 1 0 . 8 1 2 , 8 3 4 . 8 4 8 fo rm a to . 8 2 5 r e g la d e a n id a m ie n to , 131 d e n e g o c io s , 8 8 3 d e o r o . 124 h o riz o n ta l. 5 6 . 1 2 5 0 r e g la s

rc d ir e c c ió n d e en tra d a, s ím b o lo < . 1066 d e en trad a/ salid a en s is te m a s U n ix y D O S. 1066

la e n t r a d a d e o tro p r o g r a m a .

re d u c ir e l t ie m p o d e d e s a r r o llo d e lo s

d e p re c e d e n c ia d e o p e ra d o re s, 3 2 d e p ro m o ció n . 179 pora fo rm a r p ro g ra m a s e stru c tu rad o s. 129 r a in ta r p r a t_ e a a t. d e m o stra c ió n , 1186 o p erad o r. 8 2 5 . 8 2 8 .8 3 2 . 1 1 8 5 . 1186 re in v e n ta r l a r u e d a , 1 0 , 171 r e la c ió n d e u n o a d o s . 142, 143 d e u n o a u n o . 142 d e u n o a v a r io s . 1124 d e l tip o “c o n o c e a ” , 6 4 8 d e l tip o " e s u n ” (h e r e n c ia ). 6 1 1 . 6 4 8 , 679

1139 ra a to v a

c o p y . 1104. 1 1 3 8 . 1139

r a * o v a _ c o p y _ i f , 1104, 1138, 1 1 3 9 . 1141 i f , 1104. 1138, 1139

r a n d . 10 9 6 , 1109 fiin ción m ie m b ro d e la d a s e a t r i n g , 870 de la b ú sq u e d a . 9 9 9 d el o rd e n a m ie n to y la b ú sq u ed a en á rb o le s b in a r io s , 9 9 9 re p e tic ió n . 7 5 . 1 3 2 , 1 3 3 c o n tro lad a p o r un co n tad o r, 8 3 , 84. 8 6 . 9 4 .9 5 . 102, 103, 2 0 6 c o n tro la d a p o r c e n tin e la . 8 6 , 8 8 ,8 9 . 91 co n tro lad a po r c o n ta d o r m e d ia n te la estru c tu ra £ o r , 104 de la fu n c ió n r a n d . 186 d e fin id a . 83 in d e fin id a , 8 6 te rm in a , 8 1 ,8 2 re p e tic ió n , e s tr u c tu r a d e . 7 3 . 8 1 . 8 8 , 988 d o / w h i l a . 120, 1 2 1 , 133 f o r . 1 0 4 , 1 0 5 . 1 0 6 . 1 0 8 . 133 w h i l a . 8 1 .8 2 . 103, 120. 133 r e p e titiv o , c ó d ig o , 1 7 3 r a p l a c a . 1104, 1141, 1142 fu n d ó n m ie m b ro d e la c la s e a t r i n g , 865 r a p la c a

cop y

i f . 1104. 1141,

1142, 1144 r a p la c a 1144


c o p y . 1104, 1141, 1142,

índice

1311

r * p l « c « _ i £ . 1104, 1141, 1142

r o t * t * . 1104, 1167

s e g u n d a m e jo r a , 8 7 , 8 8 , 9 6 , 3 5 1

r e p r e s e n ta c ió n d e d ato s, 5 0 3 d e d a to s m iem b ro . 4 4 5 d e u n a c la s e en U M L , 142 g rá fic a d e un á rb o l b in a r io , 9 6 9 in tern a d e un o b je to « t r i n o . 5 6 9

r o t a t * _ c o p y . 11 0 4 , 1167

s e g u n d a p a s a d a d e l c o m p ila d o r d e

re q u e r im ie n to , 2 0 , 4 2 . 138 d e s is te m a . 138

714

s e le c c ió n . 7 5 . 1 3 1 . 1 3 2

R T T I ( in f o r m a c ió n d e tip o s e n

r u n t Í M _ « r r o r . 800 r u ta h a c ia u n r e c u r s a 8 8 6

r « s « t , 1 168 \alor d e a trib u to ( t y p « ) . 8 9 8

r v a l u e ( “ v a lo r d e r e c h o " ) , 1 2 8 , 2 1 3 ,

5 6 4 , 5 6 8 . 1102

r e s id u o d e s p u é s d e d iv is ió n d e e n te r o s , 3 1

s

r e s o lu c ió n d e á m b ito ( o a lc a n c e ), o p erad o r ( . i ) , 4 0 8 . 4 9 7 . 7 2 6 . 7 3 1 . 1187, 1 1 8 9 . 1 2 0 0 . 1204 d e so b re c a rg a . 7 2 3 re sta . 5 .3 1 . 3 2 re s ta r un ap u n ta d o r d e o tro , 341 un e n te ro d e u n ap u n tad o r. 341 re s ta u r a r e l e s ta d o d e u n f lu jo a “b u en o ". 766 r e s t r ic c ió n , 1 4 4 , 1 4 5 re s u lt a d o de la d iv is ió n e n p u n to flo ta n te . 9 2 d e u n a e x c e p c ió n n o a tra p a d a . 7 8 3 re s u lt a d o s d e e x á m e n e s , p r o b le m a , 96 r e to m o d e c a r r o ( * \ r #) . 2 4 . 1 0 2 1 . 1024

s a lid a a c c ió n . 2 2 9

9

d e e n te ro . 7 4 3 de le tra m a y ú s c u la , 7 4 3 d e tip o d e d a to s e stá n d ar. 7 4 3 de v a lo r d e pu nto flo ta n te , 7 4 3 d e v a ria b le s , c h * r * . 7 4 3 e s tá n d a r, 8 8 9 , 1066

s e n o , 173

s c i « n t i f i c . m a n ip u la d o r d e ■ • « r c h . 1104

c o m p u ta d o r a , 5 S e c c ió n e s p e c i a l : C o n s t r u y a s u p r o p ia c o m p u ta d o r a . 3 8 7 , 9 8 6 ■ • c o n d . 1122 im p íe m e n t a c i ó a 1 1 9 8 s e c u e n c ia . 7 5 . 1 3 0 . 1 3 2 . 1 1 5 0 . 1 1 5 2 , 1154. 1166, 1167

“re u t iliz a r , r e u t iliz a r , r e u liliz a r ” , 4 2 r « v « r s « . 1 1 0 4 , 1 113, 1152, 1154 c o p y . 1104. 1154, 1155.

1156 r * v « r a « _ i t * r a t o r . 1096, 1097, 1101, 1109 R ic h a r d s . M a r t in . 8 r i g h t . m a n ip u la d o r d e f lu jo s , 7 5 5 , 757

n . 1104

s e ñ a l. 1 0 7 5 d e a ten ció n in te ra c tiv a . 1076 e stá n d ar. 1076 in te ra c tiv a . 1076 pora a tra p a r ev en to s in e sp e ra d o s, 1075 n ú m ero d e , 1075 v a lo r d e . 8 6 s e ñ a le s d e f in id a s e n e l e n c a b e z a d o < C B Í g n a l> , 1076 s e p a r a r l a in te rfa z , d e la

s e c c ió n “r e c e p t o r a " d e la

“s e c r e t o s ” , d e t a lle s d e

r e u t iliz a r , 4 1 7 co m p o n en tes, 15

trig o n o m é tric o , 173 s e n s ib le a m a y ú s c u l a s y m in ú s c u la s . 27

d e un c ic lo . 122, 167 d e un p ro g ra m a , 7 9 0 d e u n a estru c tu ra co n m u ch o s n iv e le s d e a n id a c ió n . 1080 d e u n a fu n ció n . 2 4

re u t iliz a c ió n , 1 3 3 , 1 7 4 , 3 3 8 , 7 2 2 ,

r e u t iliz a d o . 4 2

s e n c illo punto d e e n tr a d a , 128 pu nto d e s a lid a . 128

s a lir . 2 2 8

saarc h

723 d e s o f tw a re . 1 0 .2 4 . 4 8 . 1 3 3 . 17 3 . 4 1 7 .6 1 0 . 6 4 8 . 7 1 9 .7 2 0 . 7 2 2 , 7 2 3 . 9 4 3 , 1201

s « l « c t . e le m e n to d e X H T M L ( f o r » \ 898 s « l « c t « d . a tr ib u to . 1 2 6 6 s e m i ll a . 187 fu n ció n r a n d . 186

f lu jo s , 7 5 6 . 761

r c u liliz a b le s , c o m p o n e n te s . 1 4 . 4 5 0

d o b le , 132 d o b le , estru c tu ra d e , 7 4 ,9 5 . 1 13 sim p le , 132 sim p le , estru c tu ra d e , 113 sim p le , estru c tu ra i f . 7 4 . 7 6 . 8 0

a c u m u la d a . 2 9 con b ú fe r, 7 4 2 d e c a rá c te r, 7 4 3

1 7 7 , 1 9 9 ,9 9 8 r e u t iliz a b le . c o m p o n e n te d e s o f t w a r e .

de m ie m b ro , o p e ra d o r ( . ) . 4 0 7 ,4 1 8 . 4 9 1 .6 7 4 , 7 9 9

s e le c c io n a r u n a s u b c a d e n a , 5 8 1

s a c a r a u n n o d o d e la li s t a , 9 5 8

s a n g r ía , 3 8 , 3 9 , 7 6 , 7 7 , 8 0 , 1 0 4

r i t u r n . in s tr u c c ió n . 2 4 , 1 7 1 , 1 7 5 .

r* v «rs*

t ie m p o d e e je c u c ió n ) , 1 8 2 ,6 6 4 ,

s e g u r id a d . 4 5 0 . 9 1 4 , 9 1 6 d e tip o s. E/S c o n , 7 3 9 h o yo en la , 9 1 5

r o m p a n , a tr ib u to ( t r ) , 12 5 7

R um baugh, Ja m e s. 4 3

r e s e r v a d a , p a la b r a . 7 5

S im p le , 9 9 6

r o w s .a t r ib u t o ( t a x t a r e a ) , 1263

de de de de

c o m a n d o s. 1239 co m a n d o s C G I sim p le . 8 8 8 e n te ro s . 164 e n tra d a , 1098

d e e s c a p e . 2 3 , 2 5 , 159 d e m e n sa je s. 3 7 2 d e n ú m ero s a le a to rio s . 186 d e s a lid a . 1098 tipo d e . 1252

in ip le m e n ta c ió n . 4 2 0 s e r ie d e

Fibon*cci, 2 0 2 , 2 0 5

s e r v ic io , 2 9 7 s e r v id o r , 9 1 7 de a r c h iv o s , 7 de n o m b res d e d o m in io (D N S ). 8 8 4 W eb . 8 8 1 .8 8 6 . 9 0 9 . 1 2 3 8 . 1 2 6 0

< « * t> , 1 0 9 6 , 1 1 2 0 , 1 1 2 2 a rch iv o d e e n c a b e z a d o , 182 • • t . 1094. 1101, 1119. 1122, 1168 co n ten ed o r a so c ia tiv o . 1122 fu n ció n . 4 2 6 .4 3 9 . 4 4 0 .4 4 3 . 4 4 5 . 485 o p era cio n es d e la B ib lio te c a e s tá n d a r. 1157

■ y m * t r i c _ d i f £ « r« n c « , 1 1 5 6 .1 1 5 9

R it c h ie . D .. 9

se c k g c l. 8 1 8

R o g u c W a v c , 14

s e c k p u t, 8 1 8

lo s d a t o s p r i v a t * d e u n

r o le s . 1 4 4

s « « k g . 818. 834

o b je to , 4 4 3

ro m b o , s ím b o lo , 2 2 9

■ • • k p , 818, 829

S e l y g e l , f u n c io n e s p a r a m a n ip u la r


£ « r « n c « , 1156, 1158

índice

1312

■ • t _ i n t « r s « o t i o n . 1156, 1159 • • t _ n « w _ h * n d l« r , 784. 796 ■ •t

naw

h a n d l e r . 796

B in . 173

M t _ t « r m l n a t « , 790

s in b ú f e r

M t . u n « x p « c t a d . 790. 800

flu jo d e e rro r e stá n d ar. 7 4 0 s a lid a . 7 4 2

a « t _ u n i o n . 1156, 1159 m a n ip u la d o r d e f lu jo s .

s in é x ito , t e r m in a c ió n , 1 0 7 3

750

s in fo rm a to

S B t - C o o k i B i . e n c a b e z a d o h ttp ,

ca m p o d e b its . 1 0 1 9 ca m p o d e b its c o n a n c h u ra d e ce ro . 1 019 E/S. 7 3 9 .7 4 0 . 7 4 8 F/S u tiliz a n d o la s fu n cio n es m iem b ro r«ad. gccrnnt y w r i t a , 749 s a lid a , 7 4 3 . 7 4 4

913 B B t p r a c i s i o n . 9 3 , 112, 751 s c u d o c ó d ig o . 4 2 ,7 2 . 7 6 , 7 7 , 9 4 a lg o ritm o . 8 9 S h a k e s p e a r e . W illia m , 3 9 9 B h o r t . 119. 179 i n t . 119 B h o w b a B B . m a n ip u la d o r d e f lu jo s . a h o w p o i n t . m a n ip u la d o r d e f lu jo .

s in r e s o lv e r , r e f e r e n c ia . 9 9 1 , 1 0 7 2 s in t ip o p a rám e tro . 7 3 0 p arám etro d e tam a ñ o d e p la n tilla . 730

9 3 ,7 5 6 B h o w p o B , m a n ip u la d o r d e f lu jo , 3 9 1 ,7 5 6 ,7 5 8 S IO A B R T . 1076

s in c r o n iz a r o p e r a c ió n d e un

8Z O PV K . 1076

i s t r a u i y un o B t r a a a . 768

S I O I L L , 1076

s in ó n im o , 3 2 3 , 3 2 5

SZ G Z N T . 1 0 7 6

s in t a x is , c o m p r o b a c ió n d e . 9 9 8

s ig n o d e su m a. 758 d e su m a ( ♦ ) q u e in d ic a v is ib ilid a d p ú b lic a . 451 ju s tific a d o a la iz q u ie rd a . 75 S IG JS B G V . 1 0 7 6

s n t e t iz a d o r d e v o z , 1 2 4 6 s is t e m a b a s a d o en m en ú s, 3 5 8 d e a d m in istra c ió n d e b a s e s d e d ato s ( D B M S ). 811 d e a d m in istra c ió n d e b a s e s d e d ato s re la c ió n a le s (R D B M S ), 8 8 2 d e pu nto d e v e n ta s. 8 2 4 o p e ra tiv o . 6 . 7 , 9 , 3 6 2 , 8 1 5

S IO T E R M , 1 0 7 6 s ím b o lo . 8 5 1 d e fu sió n . 8 2 e s p e c ia l. 8 0 9

s is t e m a s

s im é tr ic o , c if r a d o d e c l a v e s , 8 7 7

d e s o ftw a re m a siv o s d e co m a n d o y c o n tro l, 13 es tru c tu ra d o s, a n á lis is y d is e ñ o . 14

s im ilit u d e s e n tr e d a s e s . 3 7 4 S im p le co m a n d o d e . 9 8 7 in stru c ció n d e . 9 8 7 in térp rete d e . 9 9 9 le n g u a je . 9 8 7 L e n g u a je m á q u in a , 3 8 7 .9 8 9

s it io W e b , 3 B i s * . 1095. 1108, 1130, 1154,

S im p le tro n l e n g u a je m á q u in a ( S M L ) . 3 9 6 ,9 4 3 , 9 8 6 .9 8 9 . 9 9 8 S im u la d o r d e , 3 9 7 .9 4 4 . 9 8 9 . 9 9 6 . 998 u b ic a c ió n d e m e m o ria . 9 9 8 S im u la , 1 4 s im u la c ió n . 3 7 2 . 3 9 0 . 5 1 0 d e p aso po r re fe re n c ia . 2 7 3 para b a r a ja r y re p a rtir c a r t a s . 3 5 0 . 3 5 2 , 1 0 0 1 . 1005 para b a r a ja r y re p a rtir c a rta s d e a lto re n d im ie n to . 1005 386

s in n o m b re , o b je to . 1 0 8 2 s in o p t im iz a r , c ó d ig o , 9 9 7

7 5 5 ,7 6 1

S im u la c ió n : L a to r tu g a y l a lie b r e .

s im u la d o r , x x x v i i, 4 5 , 1 3 8 , 2 2 5 d e so ftw a re . 133 d e v u e lo s . 7 1 7

1169. 1170 atrib u to ( i n p u t ). 1262 fu n ció n m ie m b ro d e la c la s e B t r i n g . 852 fu n ció n m ie m b ro d e v B c t o r , 5 9 5 B lz B

t . 338, 225

S m a llt a lk , 9 SM L , 993 s o b r e c a r g a , 3 0 . 2 1 9 ,4 1 2 .7 1 9 al lla m a r u n a fu n c ió n . 1057 de fu n ció n v i r t u a l . 1133 de fu n c io n e s. 2 1 9 .4 1 2 . 7 3 9 . 1067 de lla m a r po r v a lo r. 4 1 0 de o p e ra d o re s. 3 0 .2 2 2 , 4 1 0 .5 4 7 , 7 3 9 . 1008 de u n a lla m a d a a u n a fu n c ió n . 5 6 7 , 1057 a i tie m p o d e e je c u c ió n . 6 9 6 so b re carg ar ♦. 5 5 0 550 « d d d d

y » , 222 o p era d o r I u n a rio . 5 5 5 o p era d o r « . 4 1 0 o p e ra d o r b in a rio . 5 5 5 o p e ra d o r « de in s e rc ió n d e flu jo s , 841 d o p era d o r d e su m a (♦ ), 5 4 8 fu n cio n es d e p la n tilla , 7 2 3 o p erad o r ( ) de lla m a d a a fu n d ó n . 5 8 1 ,6 0 1 o p erad o r d e ig u a ld a d . 4 1 0 o p erad o r d e p o sin crem en to . 5 8 7 , 582 o p erad o res b in a r io s . 5 5 5 o p erad o res d e in s e rc ió n d e flu jo y « t r a o c ió n d e f lu jo . 5 5 2 ,5 6 3 . 564, 577, 585. 586 o p erad o res d e p red ecre m en to y p o s d ecrc m e n to . 5 8 2 o p erad o res d e p rd n c r e m e n to y p o sin crem en to . 5 8 2 un o p erad o r co m o u n a f u n d ó n no m ie m b ro , no f r i a n d . 551 un o p era d o r d e a sá g n a d ó n . 5 5 0 una fu n d ó n m ie m b ro . 4 18 una fu n d ó n m ie m b ro c o n a t con u n a v e rs ió n no c o n s t . 4 7 0 s o f tw a r e . 3 . 5 c o n fia b le , 1079 d e n e g o d o s . 13 pera p resen tac ió n d e p á g in a s , 3 6 0 s o lu c ió n it e r a t iv a . 1 9 9 . 2 0 6 B o r t . 1 1 1 3 , 1 1 1 6 , 1 148. 1168 s p a n . a tr ib u to . 1 2 5 7 a p l i c a . 1113. 1116

B i z « _ t y p « . 1097

a q r t . f u n c ió n . 1 7 2 , 1 7 3

s iz B o f . 339. 340. 418. 489. 829.

a r a n d . 186. 188

9 4 5 . 10 3 1 , 1057 n o m b re d e a r r e g lo , 3 3 8 o p erad o r. 8 4 9 . 1003 o p erad o r, a l a p lic a rs e a l n o m b re de un a rr e g lo d e v u e lv e el n ú m e ro d e b y te s en e l m ism o , 3 3 9 o p erad o r u tiliz a d o p a r a d e te rm in a r el ta m a ñ o d e lo s tip o s d e d ato s e stá n d ar. 3 4 0 s k i p w a . m a n ip u la d o r d e f lu jo s . 7 5 5

a r a n d f t Í M ( 0 ) ) . 187

are. a tr ib u to (i»g). 1 2 4 6 . 1 2 4 7 . 1096, 1129 a rc h iv o d e e n c a b e z a d o , 182


índice

1313

d a s e d e a d a p ta d o r, 1 0 9 4 , 1 1 0 1 , 1 1 2 8 , 1 129 s t a r t . m a rc a, 1239

a t r e a p n . f u n c ió n , 1 0 3 1 , 1 0 3 3

no m bre u tiliz a d o co m o n x ú u r , 5 6 4 o p erad o r. 1 1 19 o p era d o r J ] , 8 5 4

_ s t d c __, c o n s ta n te s im b ó lic a p r e d e f in id a , 1 0 6 0

s t a t i c , 192, \ 9 4 , 2 1 4 , 1073, 1081, 1083

o p era d o r I ] u tiliz a d o co n o b je to s s t r i n g . 852 o p erad o r d e m a p a . 1126 uso co n un a p u n ta d o r y un d e s p la z a m ie n to , 3 4 5

< s t r in g > . 588 a rc h iv o d e e n c a b e z a d o , 182, 851

d ato m ie m b ro . 4 9 8 ,7 3 2 dato m iem b ro p a ra c o n ta b iliz a r el n ú m ero d e o b je to s d e u n a d a s e . 501 e s p c c ific a d o r d e e n la z a d o . 1189 m ic ia liz a d ó n d e a rr e g lo s . 2 7 0 ¡n ic ia liz a d ó n d e a rr e g lo s e in ic ia liz a c ió n d e a rr e g lo s a u to m á tic o s, 2 7 0 m iem b ro , 4 9 7 , 5 0 0 m iem b ro d e d a s e , 5 0 9 m iem b ro s d e d a to s a h o rra n e s p a d o d e a lm a c e n a m ie n to . 4 9 7 o b je to lo c a l. 4 3 6 ,4 3 7 v a ria b le d e c la s e , 4 9 7 v a ria b le lo c a l, 19 6 , 1 9 8 .2 6 9 , 1 136 8 t a t i c _ c a s t . 116 s t a t i c _ c a 8 t < í / p o > , 102, 127, 255

s t r i n g . 4 8 5 . 5 8 8 . 8 9 3 .9 1 0 . 9 2 9 . 1094 a sig n a c ió n d e d ije t o s . 8 5 2 ,8 5 3 c la s e . 4 8 5 .5 0 4 , 5 4 8 . 5 9 1 . 8 5 2 d a s e d e la b ib lio te c a e stá n d ar. 182 co m p a ra c ió n d e o b je to s. 8 5 5 c o n c a te n u d ó n d e o b je to s, 8 5 2 co n stru cto r d e c o p ia d e l a c la s e . 8 5 2 p ro cesam ien to d e f lu jo s , 8 7 0 S t r in g d e f in id ó n d e la d a s e co n so b re c a rg a d e o p e ra d o re s, 5 6 9 d e f in id o n e s d e fu n d o n e s m ie m b ro y fu n cio n es f r i a n d d e la d a s e , 571 p ro g ram a d e p ru e b a p a ra l a d a s e . 574

s u b s d t , v a lo r d e a tr ib u to (tip o ) , 898 s u b o b je to , 1207 s u b p r o b le m a , 1 9 9 s u b s t r . fu n c ió n m ie m b r o d e la d a se s t r i n g . 591, 857, 858, 901 su b y ac e n te c o n ten ed o r, 1128 estru c tu ra d e d ato s, 1132 s u c a d e n a d e u n o b je to s t r i n g . 8 5 7 su m a, 5, 3 0 , 31 , 32

s t r in g it c o n s t _ ita r a t o r , 869

S t a t u s , en cab ezado , 905

s t r i n g i m p o s . 864

■ t d . e s p a c io d e n o m b r e s , 1 1 8 9

s t r i n g f i n d . fu n c ió n m ie m b r o .

s t d i s o l a . 2 6 . 28

v e rific a rió n d e l ra n g o . 5 0 4 s u b ín d ic e s , u so d e . 1 1 1 7

o p era d o r d e a sig n a c ió n (♦ ■ ). 9 8 S u m a , p ro g ram a, 26 su m a r lo s e le m e n to s d e u n a r r e g lo , 261

862

s t d i ic o u t . 23

s t r i n g i n s s r t . fu n c ió n

s t d i « « n d l, 29

m ie m b ro . 8 6 6

un e n te ro a un ap u n ta d o r, 341 s u m a to r ia m e d ia n te f o r . 1 0 9 s u s u r y , a tr ib u to . 1 2 5 5

< s td a x c » p t> , 800

s t r l s n , fu n c ió n , 3 6 3 , 3 6 9 , 3 7 0

s u p . e le m e n to . 1 2 4 9

< s t d s x c * p t > , a r c h iv o d e

s t r n c a t . f u n c ió n . 3 6 3 . 3 6 5

s u p c r c o m p u ta d o r a , 5

s t r a c a p , f u n c ió n , 3 6 3 , 3 6 5 , 3 6 6 ,

s u p e r ín d ic e , 1 2 4 9

e n c ab e z a d o . 182 < s t d i o . h > , a r c h iv o d e

367

e n c a b e z a d o . 181 < s t d l i b . h > , a r c h iv o d e e n c a b e z a d o , 181

S tr o u s tru p , B ja m c . 9 , 1 4 , 7 1 9 , 7 8 0 ,

1235

1232

s t r s p n . fu n c ió n . 1 0 3 2 . 1 0 3 5

7 1 9 , 1092 en la p r o g n u n a rió n g e n é ric a . 1 1 7 6 . 1235 fu nción c o n ten ed o ra , 1096 R e fe re n c ia , 1 17 5 , 1 234 S o ftw a re . 1 1 7 6 , 1235 tipo d e c x c e p d ó n . 1112

s t r s t r , fu n c ió n , 1 0 3 2 , 1 0 3 5 s t r t o d . fu n c ió n . 1 0 2 6 , 1 0 2 9 s t r t o k . fu n c ió n . 3 6 3 . 3 6 8 s t r t o l , fu n c ió n , 1 0 2 7 , 1 0 2 9 , 1 0 3 0

en e l e n u n d a d o d e un p ro b lem a . 1 6 8 , 2 2 5 ,3 7 4 en una e s p e c ific a c ió n d e sis te m a . 41 s w a p . 3 3 6 . 1095. 1104. 1117, 1150 fu n ció n m ie m b ro d e la c la se s t r i n g . 858 s i r a p _ r a n g a s , 1 104, 1150 s w itc h

s t r t o u l . f u n c ió n . 1 0 2 7 , 1 0 3 0

estru c tu ra d e s e lc c d ó n m ú ltip le , 1 1 3 . 1 1 7 . 1 3 2 ,8 4 2

s t r u c t . p a la b r a r e s e r v a d a , 4 0 6 , 4 0 7 , 8 1 0 . 8 2 5 . 9 4 3 . 1 0 0 1 , 1081

tu to ria l. 1 1 7 5 ,1 2 3 4 s t r . f u n c ió n m ie m b r o , 8 7 1 , 8 7 2

s u b . e le m e n t o , 1 2 4 9

s t r c a t y s t r n c a t . f u n c io n e s . 365

su b árb o l d e re c h o , 9 7 5 , 9 7 6 ,9 7 7 .9 8 4 iz q u ie rd o . 9 6 9 .9 7 5 , 9 7 6 . 9 7 7 ,9 8 4

s t r c a t , f u n c ió n . 3 6 3 , 3 6 5 , 1 0 7 2 a t r e s p y a t m e n p . f u n c io n e s . 366 s t r c s i p . f u n c ió n . 3 6 3 , 3 6 5 , 3 6 6 ,

a t r o a p n . 1033

s u s ta n tiv o s

s t r r c h r , f u n c ió n , 1 0 3 1 , 1 0 3 4

e s tá n d a r), 5 4 , 1 8 2 , 5 0 3 , 6 9 6 ,

e t r c p y . f u n c ió n . 3 6 3 . 3 6 4

s u s ta n tiv o , 1 4 , 1 4 0 , 1 4 1 , 2 2 5

s t r p b r k . f u n c ió n . 1 0 3 2 . 1 0 3 3

S T L ( B i b l io t e c a d e p la n t illa s

a t r e p y y a t r n e p y . 364

lín e a p a ra p a g a r, 9 6 5 s im u la d ó n . 9 8 3

s t r o n g . d e m e n to , 1242

S te p a n o v . A le x a n d e r . 1 0 9 2 . 1 1 7 6 .

3 6 7 , 1072

su p e rm ercad o

a t m e p y , f u n c ió n , 3 6 3 , 3 6 4

s u b c a d e n a . 581 lo n g itu d d e la . 581 s u b ín d ic e . 2 5 4 . 1 2 4 9 a t r a v é s d e u n T a c t o r . 1112 d e f ila . 2 8 9 fu era d e ra n g o , 1112 n o m b re d e l e lem en to d e u n a rr e g lo , 272

estru c tu ra d e se le c c ió n m ú ltip le , d ia g ra m a d e a c tiv id a d con in stru c c io n e s b r a a k . 118 estm e tu ra p a ra e v a lu a r m ú ltip le s v a lo re s d e c a lific a c io n e s . 114 ló g ic a d e . 1 1 9 .6 8 0 .7 1 4

T T a b , te c la , 24

t a b la cu e rp o d e , 1257 d ato s d e . 1257 d e s ím b o lo s , 9 8 9 ,9 9 3 , 9 9 4


1314

índice

d e v a lo re s , 2 8 9 f ila d e , 1 256 la b ia d e v e r d a d , 125 I (N O T ló g ic o ), o p erad o r. 126 U (A N D ló g ic o ), o p erad o r. 125 II (O R ló g ic o ), o p erad o r. 125

t«bl«. e le m e n t o .

119.

v e rtic a l (* ▼ ')• 1 0 2 1 . 1024 ta b u la r , f o r m a to . 2 5 6

__ t i m e ___. c o n s ta n te s im b ó lic a

te rm in a r. 17

trig o n o m é tric a , 173 ta r e a . 6 ta s a d e in teré s. 1 1 0 .1 6 5 d o ra d a , 2 0 2

tbody ( c u e r p o

d e t a b la ) , e le m e n t o ,

1257

te x to a n á lis is d e . 3 9 9 c o n fo rm a to . 8 2 3 d e su s titu c ió n , 1 0 5 6 , 1059 d e su stitu c ió n p a r a u n a m acro o co n stan te s im b ó lic a . 1057 su s titu c ió n d e , 1056

tfoot ( p ie

d e t a b la ) , e le m e n t o ,

1257

T C P . 19

th (c o lu m n a

T C P /IP . 19 1257

T h e U n if ie d M o d e lin g L a n g u a g e U s e r G u id e . 4 4

7 3 9 ,7 4 2 ,8 1 1 . 1 0 6 6

t h « a d ( e n c a b e z a d o d e t a b la ) ,

te lé f o n o . 1 6 3

t«llg, fu n c ió n , 8 1 9 t«llp. fu n c ió n . 8 1 9 t«mpl*Lt«, 7 5 t«aplato. p a la b r a r e s e r v a d a .

de en cab ezad o de

t a b la ) , e le m e n t o , 1 2 5 6

te c la d o . 5 . 6 . 17. 2 8 . 1 1 6 . 1 1 9 . 3 8 8 .

m arc a. 1256 t h i a , a p u n ta d o r , 4 8 5 , 4 8 9 , 4 9 1 ,

222.

720 te m p o r a l o b je to . 5 6 8 o b je to S t r i n g , 5 7 9 u b ic a c ió n , 9 9 2 .9 9 5 v a lo r. 9 2 . 180

500. 550. 566 u sad o en fo rm a e x p líc ita . 4 8 9 u sa d o en fo rm a im p líc ita y e x p líc ita p a ra ten e r aco eso a lo s m iem b ro s d e u n o b je to . 4 9 0 T h o m p s o n , K cn , 8 th r o w . 785 e x c e p c io n e s d e r iv a d a s d e la s e x c e p c io n e s e stá n d ar. 801 e x c e p c io n e s e s tá n d a r, 801

te r m in a c ió n c a rá c te r n u lo * \ 0 ' d e u n a c a d e n a . 2 6 7 , 2 6 9 .3 6 1 . 3 6 2 . 3 6 3 .3 6 9 , 4 8 5 .8 6 8 c o n d ició n d e , 2 0 0 , 2 6 6 d e la c a d e n a oon c a rá c te r n u lo . 2 6 8 . 3 4 9 .7 4 3 . 8 6 7 d e la e je c u c ió n . 5 0 5 fa se d e , 87 lla v e d e r e c h a ( ) ) d e la d e fin ic ió n d e u n a c la s e , 4 2 4 lla v e d e r e c h a ( ) ) d e un b lo q u e , 195

e x c e p c io n e s n o d e r iv a d a s d e la s e x c e p c io n e s e stá n d ar. 801 in s tru c c ió n . 7 8 8 lis t a . 7 8 9 p a ra la n z a r u n a ex p re sió n c o n d ic io n a l. 7 8 7 t h r o v ( ) . e s p e c if ic a c ió n de e x c e p c ió n . 7 9 0

tiM

. h > , a r c h iv o d e e n c a b e z a d o . 181 . t , tip o , 8 8 8 . 8 8 9

T IM E S T A M P

c o n s ta n te

s im b ó lic a p r e d e f in id a . 1 0 6 0 71p d e p r u e b a y d e p u r a c i ó n , 1 0

(7* ) ,

898, 1263

t a n g e n t e . 173

, c l a s e c o n f u n c io n e s

c o n é x ito . 2 4 n o rm a lm e n te . 8 1 5 un c ic lo . 8 8 i r p r o g r a m a . 7 9 6 . 1073 u n a e s tru c tu ra d e re p e tic ió n . 1079

205. 550

ton, 1 7 3

Tím

m ie m b r o c o n s t, 4 7 1

t««t, 1 1 6 9 t«xt. v a lo r d e a tr ib u to (typ«). 8 9 8 t«xt/html, tip o M IM K , 8 8 8 t«xt/plain. tip o M I M E , 8 8 8 t«xtar«a, e le m e n t o d e X H T M L .

d el tip o d e d a to s in te g ra d o , 8 4 9 m á s p e q u e ñ o s d e e n te ro s , 120

p r e d e f in id a . 1 0 6 0

t e r m in a l. 6

t e m a r io , o p e ra d o r c o n d ic io n a l

am años

tild e , c a r á c t e r ( - > . 4 1 6 . 4 3 5

t i m m . 187

t«rmlnat«, 7 9 0

ta m a ñ o d e un a r r e g lo , 2 6 8 , 3 3 8 d e un o b je to s t r i n f f . 8 5 9 d e u n a es tru c tu ra , 1 003 d e u n a v a r ia b le . 3 0 . 192 f ijo . 5 0 3

td.e le m e n t o .

o rd en d e l siste m a o p e ra tiv o , 1075 p e tició n e n v ia d a a l p ro g ra m a . 1076 p ru e b a . 2 0 6 t e r m in a d o r d e in s tr u c c io n e s ( ; ) , 2 3

1254

\t.7 6 ,

a i q u e s e c o m p iló e l a rc h iv o de c ó d ig o fu e n te , 1060

ta rc a s d e lim p ie z a . 4 3 5

la b u la d o r . 3 8 h o rizo n ta l (*\t')> 2 4 . 1 0 2 1 . 1024 p o sició n d e , 2 4 se c u e n c ia d e e s c a p e 159

m o d e lo d e m a n e jo d e e x c e p c io n e s , 783

tip o c a lific a d o r d e , 2 7 5 ca m p o . 8 4 2 de de de de de

d a to s in te g ra d o , 5 0 3 ,5 0 4 d a to s n u m é ric o , lím ite , 182 u n a v a ria b le . 3 0 , 192 v a lo r d e re to m o . 175 v a lo r d e re to m o d e u n a fu n c ió n .

179 de v a lo r d e re to m o d e una o p e ra c ió n . 2 9 7 de v a lo r d e re to m o d e fin id o co m o v o i d . 175 de v a lo r d e re to m o en un encab ezado d e fu n d ó n . 78 d efin id o po r e l p ro g ra m a d o r. 4 0 6 d el ap u n ta d o r t h i « . 4 8 9 p o ram etriz ad o , 7 3 5 p arám etro d e , 2 2 2 , 2 2 3 , 2 2 4 ,7 2 0 . 724, 730 U po c k d a to s . 5 0 2 b o o l. 76 i a t . 27 " tip o m á s a l t o " . 180 tip o s , in fo r m a c ió n d e . 841 T lp s d e p o t a b il i d a d , 10, 2 0 T ip s d e r e n d im ie n to . 10 t i r a D a d o a , 190 t ir a r d o s d a d o s. 1 8 8 ,1 9 0 .3 1 1 un d a d o , 184 T ir a r d a d o s , p r o g r a m a q u e u t il i z a un a r r e g lo e n v e z d e a w i t c h , 2 6 3 T ir a r u n d a d o d e s e i s la d o s 6 0 0 0 v e c e s , 184 t i t l a . e le m e n t o . 1 2 3 9 de X H T M L ( < t i t l « > . . . < / t it l a > ) , 886 títu lo d e u n d o c u m e n to , 1 2 3 9 T U ) ( d o m in io d e n iv e l s u p e r io r ), 884 to k e n . 3 6 3 , 3 6 8 , 9 9 3 . 9 9 5 t o l o w a r . fu n c ió n . 1 0 2 1 , 1 0 2 3

ti«.7 6 8

t o p , 11 2 8 , 1 1 3 0 , 1133

tie m p o c o m p a rtid o , 6 . 14

T o rre s d e H a n o i. 2 4 6 . 2 4 7 to ta l. 8 3 , 8 7 , 193


índice

1315

touppar. f u n c ió n , 3 3 1 , 1 0 2 1 , 1 0 2 3 tr ( f ila d e t a b la ) , e le m e n t o . 1 2 5 6 t r a b a ja d o r , 171 por c o m is ió n , 166 t r a b a jo , 6 t r a d u c c ió n , 7

U so d e a rg u m e n to s en la lín e a d e co m an d o s, 1070 a rr e g lo s en lu g a r d e switch. 2 6 3 c la s e s b a s e virtual. 1208

tra d u c to r, p r o g r a m a . 8 t r a n s a c c ió n , 8 4 7 K T T P .8 9 2 t r a n s a c c io n e s a rc h iv o d e . 8 4 7 re g istro d e . 8 4 8 t r a n s f e r e n c ia d e c o n tr o l, 7 3 1104, 1144, 1 147

t r a n s ic ió n . 7 4 , 2 2 7 d e e sta d o . 2 2 8

u n a rio d e su m a (♦ ) y d e re s ta ( - X o p e ra d o re s, 9 3 o p erad o r. 9 3 . 126, 3 2 2 o p erad o r d e d e c rc m e n to ( — X 9 9 o p erad o r d e in crem en to (♦ ♦ ), 9 9 o p erad o r d e re so lu c ió n d e a lc a n c e ( i i ) , 217 so b re c a rg a d e o p erad o r, 5 4 9 ,5 5 5

t r a p e z o id e . 6 1 1

p r c p r o c c s a d o r, 1 0 5 7 , 1 0 6 0

t r iá n g u lo r e c t o , 1 6 3 , 1 6 6

unaxp«ct«d. 7 9 0 ,

T r ip le d e P it á g o r a s . 1 6 6

U n ic o d e , 8 1 0 . 851

triplaPorRaf«rancia. 2 5 0 triplaPorValor, 2 5 0 tru«. 7 4 . 7 6 , 7 7 . 7 8 . 7 9 . 8 0 . 1 0 3

u n id a d a ritm é tic a y ló g ic a (A L U ). 5 cen tra l d e p ro c esa m ien to (C P U ), 6 d e a lm a c e n a m ie n to , 1 0 2 0 d e a lm a c e n a m ie n to , lím ite s . 1 0 1 9 d e d is c o s . 7 3 9 d e m e m o ria . 5 d e p ro c e sa m ie n to . 5 d e s a lid a , 5 ló g ic a , 5

tru n c a r . 3 1 . 9 2 . 4 8 5 . 8 1 4 p id e f ra c c io n a ria d e un d o u b l a . 179 783. 788. 792

« p i r a , 783 t u m o o r d in a r io , 158 t u m o y m e d io . 1 5 8 , 1 6 6

typ«. a tr ib u to , 1 2 5 2 . 1 2 6 2 typa._info, c l a s e . 7 1 4 typadaf e n c o n te n e d o r e s d e p r im e r a c l a s e , 1 0 9 7

typadaf. 7 4 1 ,

d e la s fu n c io n e s d e la B ib lio te c a e stá n d ar p a ra r e a liz a r un h e a p so n . 1163 d e la s fu n c io n e s d e p la n tilla s . 721 d e la s fu n c io n e s axit y ataxit. 1074 d e lis ta s c o n a rg u m en to s d e lo n g itu d

undarflow_«rror, 8 0 0 funda f.d ir e c t iv a d e l

tr a n s m it ir c o n s e g u r id a d , 1 6 3

try. b lo q u e .

d e goto. 1 0 7 9 de la fu n ció n m ie m b ro f i l l y d e l n u n ip u la d o r d e flu jo s satfill p ir a c a m b ia r el c a rá c te r d e re lle n o . 7 5 9 d e la fu n c ió n m p p ara in terc am b ia r d o s o b je to s atring. 8 5 8

u ñ a r ía , f u n c ió n p r e d ic a d o , 1 1 1 6 , 1141, 1144

t r a d u c ir . 15

tranaform,

e s p e c ific a c ió n . 143 estad o f in a l. 7 4 fle c h a , 7 4 lín e a p u n tea d a . 7 4 n o ta, 7 4 sím b o lo d e fu s ió n , 82

8 5 1 . 8 7 0 . 1004.

1096, 1121, 1126

typ«i& 8 0 0 o p erad o r. 7 1 4

typanama, 2 2 2 , 7 2 0 . a r c h iv o

unión.

1 0 8 0 , 1081 co n stru cto r. 1081 fu n c io n e s no p u ed en s e r v i r t u a l . 1081 s in c o n stru cto r, 1081

uniqua. 1 1 0 4 . 1 1 1 3 , 1 1 5 2 , 1 1 5 4 uniqu«_copy, 1 1 0 4 , 1 1 5 4 , 1 1 5 6 uniqua copy, 1 1 5 5 U n ix , 7 . 8 , 1 4 . 1 1 6 , 7 5 4 , 8 1 5 , 8 8 4 . 1070. 1073. 1075 lín e a d e c o m a n d o s. 1 0 6 6 , 1067

de

en cab ezad o , 182, 714

u U . s u f ijo d e e n te ro s. 1 0 7 5 u b ic a c ió n d e m e m o r ia . 3 0 , 8 4

ul e le m e n to , 1251 su fijo d e e n te ro s, 1075 ú ltim o e n e n tr a r, p r im e r o e n s a lir . o rd en , 7 2 3 . 7 2 8 U M L , 4 0 . 42. 4 3 . 73 co n d ició n d e g u a rd ia , 7 6 d ia g ra m a d e a c tiv id a d . 7 3 . 7 4 . 7 6 . 7 8 , 8 2 , 108 d ia g ra m a d e c la s e s , x x x v iii, 4 7 , 4 5 1 d ia m a n te , 7 6 d o cu m e n to d e la s e s p e c ific a c io n e s , 44

unaignad, 1 8 0 , 1 8 6 , 1 0 7 5 char, 180 int, 1 8 0 , 1 8 6 ,3 3 8 long. 180, 2 0 2 . 1030, 1075 long int, 180, 201 ahort,1 8 0 ahort int. 180 una ignad. e n te r o e n b its , 1 0 0 9 uppar bound. 1 1 1 9 , 1 1 2 2 , 1160

upparcaaa, m a n ip u la d o r d e

f lu jo s .

7 5 6 ,7 6 1 ,7 6 2 U R L ( L o c a liz a d o r u n if o r m e de r e c u r s o s ), 8 8 1 , 8 8 6 U S E N I X C + + . C o n f e r e n c ia . 7 1 9

uaing, 3 7 ,

59 in stru c c ió n . 1187 naxaapaca. 1189

v a ria b le . 1068 de un b ú fe r en l a s a lid a . 7 6 8 de un ite ra d o r p a ra m o stra r un o b je to atring. 8 6 9 d e un o b je to oatringstraax

800

a sig n a d o en fo rm a d in á m ic a , 8 7 1 de u n a p la n tilla d e fu n c ió n . 2 2 3 d e u n a unión a n ó n im a , 1083 d e l m a n e jo d e s é lla le s , 1076 d el m an ip u la d o r d e flu jo s upparcaaa. 7 6 3 e x p líc ito d e l a p u n ta d o r this. 4 8 9

uauariodatoa.txt,9 2 8 u t ile r ía salea. 1 0 7 3 , a r c h iv o d e e n c a b e z a d o . 181

V va arg. m a c r o . 1 0 6 7 , 1 0 6 8 va. and. m a c r o . 1 0 6 7 . 1 0 6 8 va .list, m a c r o . 1 0 6 7 , 1 0 6 8 va. start. m a c r o , 1 0 6 7 . 1 0 6 8 v a c ia r b ú fe r. 7 6 8 b ú fer d e s a lid a , 2 9 f lu jo , 7 4 9 . 1073

valarray. m u e ro .

1094

v a lid a c ió n , 8 7 1 v a lid a r l a lla m a d a a u n a fu n c ió n , 1 7 8 v a lid e z , c o m p r o b a c ió n d e , 4 4 0 , 4 4 5

valign, a tr ib u to

(th X 1257

v a lo r . 2 9 a b so lu to . 173 " b a s u ra ” . 8 5 c e n tin e la . 8 6 . 8 8 . 116 c o rre c to . 128 d e p ru e b a . 8 6 d e p u n to fijo , 1 13 de un a trib u to , 1239 d e u n a v a ria b le . 3 0 , 192 d ife re n te d e c e r o se tra ta co m o trua. 127


índice

1316

final d e u n a v a ria b le d e c o n tro l, 102, 108

v id a ú t il , 3 0 0 , 3 0 1

in d e fin id o , 8 5 in ic ia l d e u n a v a r ia b le d e c o n tro l, 10 2 , 105

" v ie jo e s t ilo " , a r c h iv o s de

v íd e o , E /S, 7 4 0 e n c a b e z a d o . 181 v in c u la c ió n d in á m ic a , 6 6 3 ,6 7 4 , 6 9 5 . 6 9 8 e s tá t ic a . 6 7 4 . 6 9 2 . 1204 p o ste rg ad a . 6 9 5 s e g u r a d e tip o s . 2 1 9

in ic ia l p a ra un a trib u to , 2 2 7 iz q u ie rd o , 128 m ap e ad o , 1 119 p o s id o n a l. 162 p red eterm in a d o e s d e c im a l, 7 6 0

v in c u la d o r ( v e a ta m b ié n c n la z a d o r ) ,

v a lo r e s d e la s c a r a s d e la s c a r t a s , 3 5 0

1072

d e m u ltip lic id a d , 143 d e pu nto flo ta n te m o strad o s e n form ato p red eterm in a d o , c ie n tífic o y f ijo , 7 6 2

v ín c u lo s , 1 4 5

W in d o w s 3 2 -b it A p p lic a tio n

a c c e s o a m e m o ria . 5 4 , 1093 d e se g m e n ta c ió n . 1075

v irtu a l

d e co n v ersió n v is ib le en e l d ep u rad o r, 1055 g lo b a l. 1 9 4 .1 9 5 . 19 6 . 1 9 8 . 2 1 7 , 2 7 2 , 1 0 7 1 , 1 0 7 2 , 1 189 lo c a l. 8 5 . 1 7 3 . 19 3 , 19 4 , 1 9 6 ,3 3 4 , 1 083 n o m b re d e . 9 8 7

W in d o w s 2 0 0 0 , 8 8 4 P r o g r a m m in g In tc x fa c c ( W in 3 2

1 0 8 1 , 1 0 9 7 . 1 1 3 3 , 1207 fu n ció n en u n a c la s e b a s e , 7 1 3 h e r e n c ia , 1 208 lla m a d a a fu n c ió n , 6 9 8 lla m a d a a fu n ció n ilu s tra d a , 6 9 7 ta b la d e fu n c io n e s ( M o b l e ) . 6 9 6

V M S . 1070 v o id . 208 * . 3 4 3 ,1 0 3 7 lis ta d e p a rám etro s. 175 tipo d e v a lo r d e re to rn o . 179

v o l á t i l * , c a lif ic a d o r , 1 0 7 5 , 1 1 8 4

V andador d e fin ic ió n d e la c la s e . 4 2 7 d e fin ic io n e s d e fu n c io n e s m iem b ro d e l a c la s e , 4 2 8 v erb o . 2 9 6 . 3 7 4 . 4 0 6

v o lu m e n d e u n c u b o . 2 1 0 \ b lv c r a la n z a r u n a e x c e p c ió n . 7 8 8 , 8 0 6 M o b le . 6 9 6 . 6 9 8

v e rb o s
v a r c a r r i t o .c g i , 929 v a r c a r r i t o . c p p . 931 v e r if ic a c ió n d e e r r o r e s , 171 v e r if ic a c ió n d e r a n g o , 4 2 6 , 5 5 6 , 8 5 4 ,

W o r ld W id c W e b , 4 . 19 re cu rso s, 1 175

w w w .d a i t a l . c o a k 3. 4 . 884. 1242

v a c t o r , 548. 5 8 8 , 5 9 2 . 1092. 1101,

a rc h iv o d e e n c a b e z a d o , 18 2 , 1 0 9 6 , 1 106

W ord p ad . 1237

d estru c to r d e c la s e b a s e , 6 9 9 fu n c ió n . 6 7 4 ,6 9 6 . 6 9 8 .6 9 9 . 7 1 3 ,

v is u a liz a r l a r e c u r s iv id a d , 2 0 7

< v # c to r> , 592

W irth , N ic k la u s . 13

w r i t * . 743, 748. 749, 824. 829

V is u a l C + + . p á g in a d e in ic io . 1 2 3 4

1105, 1108. 1128. 1129, 1132 p la n t illa d e c la s e . 1 1 0 6

A P I), 12

c la s e s b a s e , 1 1 8 4 . 1206. 1208 d e s tru c to r. 6 9 9

v a r ia b le d e c o n t r o l, 1 0 5 n o m b re d e , 106 VAX V M S . 816

ed ito r d e te x to , 1237

W in 3 2 A P I , 12 W in d o w s . 1 1 6

v io la c ió n d e

c o n sta n te , 2 5 9 ,2 6 1 co n tad o r, 85

v ia ja a .h tm l. 906

W ilta m u th , S c o tt, 12

v ín c u lo . 1 5 . 16, 9 4 4 . 9 6 9 a l c ó d ig o o b je to d e u n a c la s e . 4 2 0

v a r ia b le . 2 7 . 4 1 , 1 7 2 . 4 0 6 ap u n tad o r. 7 9 8

nos

w id th . 7 5 2 . 7 5 3 a trib u to , 1246, 1254 fo n d ó n m ie m b ro d e la d a s e i o s _ b a s * . 753

v i n c u l o s . h t m l , 1242 v i n c u l o g 2 . h t m l . 1251

v a l ú a , a t r ib u t o . 1 2 6 2 v a lu * _ ty p * . 1096. 1097. 1126

v i. 5

w h ilc (S a g ra m a d e a c tiv id a d d e la es tru c tu ra . 8 2 e a r u c tu r a d e re p e tic ió n . 8 1 , 8 2 , 103, 120. 133

a p u n ta d o r. 6 9 8

w W 3 C ( W o r ld W id c W e b ). 2 0 A n te p ro y e c to . 2 0 h o st, 2 0 R e c o m e n d a c ió n , 2 0 R e c o m e n d ac ió n c a n d id a ta . 2 0 R e c o m e n d ac ió n p ro p u esta . 2 0

w c h * r_ t. 7 4 0 , 8 5 1 w h a t. f u n c ió n d e la c l a s e a x c a p tio n , 787, 794

m

. a p a c h a . o r g , 890

w w w .ja s c .c o a L 1245 w w w .o m g .o r g . 44 w w w . u n i c o d a . o r g . 851 w w w .w 3 .o r g .

20

w w w .w 3 .o r g / a u u r lc u p . 1237 w w w .w 3 .o r g / T R / x t h t r n ll, 1269 www. w3 a c h o o l s . c o a x / x h tm l / d a f a u l t . a a p . 1269 w w w .x h t m l .o r g . 1269

X X 3 J I 1. c o m ité t é c n ic o . 9 X e r o x . C e n tr o d e in v e s tig a c io n e s d e P a lo A lto ( P A R C ) . 9 X H T M L , 20, 5 2 , 8 8 1 , 8 8 6 , 1237 c a rá c te r e s p e d a l. 1274 co m en ta rio . 1239 d o cu m e n to . 5 6 fo rm u la rio . 8 9 7 .1 2 5 9 lis ta . 5 6 m a rc a , 8 9 0 re co m e n d a d ó n . 1269 ta b la . 5 6 X M L .2 0 x o r. 1 4 4 x o r . p a la b r a r e s e r v a d a d e o p e ra d o r . 1190 x o r _ w q . p a la b ra r e s e r v a d a de o p e ra d o r , 1 1 9 1


Contrato de Licencia para el Usuario Final del software de Microsoft IMPORTANTE — LEA CUIDADOSAMENTE: Este Contrato de Licencia para el Usuario Final ( “C LUF’) es un acuerdo legal entre usted (ya sea una persona o una entidad individual) y Microsoft Corporation para los pro ductos de software Microsoft incluidos en este paquete, que incluye el software de computadora y puede incluir los medios asociados, materiales impresos y documentación “en línea" o electrónica ( “PRODUCTO DE SOFT WARE”). El PRODUCTO DE SOFTWARE también incluye cualquier actualización y suplemento para el PRO DUCTO DE SOFTWARE original que le sea proporcionado a usted a través de Microsoft. Al instalar, copiar, descargar, o utilizar de cualquier otra forma el PRODUCTO DE SOFTWARE, usted está de acuerdo en quedar obligado por las cláusulas de este CLUF. Si usted no está de acuerdo con las cláusulas de este CLUF. no insta le, copie o utilice de cualquier forma el PRODUCTO DE SOFTWARE. LICENCIA DEL PRODUCTO DF. SOFTWARE El PRODUCTO DE SOFTWARE está protegido por las leyes de derechos de autor y los tratados internaciona les de derechos de autor, así com o por leyes y tratados sobre propiedad intelectual. El PRODUCTO DE SOFT WARE es concedido en licencia, no vendido. 1.

OTORGAMIENTO DE LICENCIA. Este CLUF le otorga a usted los siguientes derechos: 1.1

Licencia otorgada. Microsoft le otorga a usted como individuo, una licencia personal no exclusi va para hacer y utilizar copias del PRODUCTO DE SOFTWARE con el único fin de evaluar y aprender a utilizar el PRODUCTO DE SOFTWARE, según lo que se indique en las publicaciones o documentación que lo acompañen. Puede instalar el software en un número ilimitado de compu tadoras. siempre y cuando usted sea el único individuo que utilice el PRODUCTO DE SOFT WARE.

1.2

Uso académico. Usted debe ser un “Usuario educacional calificado” para poder utilizar el PRO DUCTO DE SOFTWARE en la manera que se describe en esta sección. Para determinar si es un Usuario educacional calificado, por favor póngase en contacto con el Centro de información de ventas de Microsoft /One Microsoft Way/Rcdmond, WA 98052-6399 o con la subsidiaria de Mi crosoft que dé servicio en su país. Si usted es un Usuario educacional calificado, puede: (i) (ii)

(A)

ejercer los derechos otorgados en la sección 1.1, o si su intención es utilizar el PRODUCTO DE SOFTWARE únicamente para fines de instrucción, en relación con una clase o cualquier otro programa educacional, este CLUF le otorga los siguientes modelos de licencia alternativos:

Por modelo de computadora. Por cada licencia válida que usted haya adquirido para el PRODUCTO DE SOFTWARE, puede instalar una copia individual del mismo en una sola


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1318

computadora pora que pueda utilizarse por un número ilimitado de usuarios finales estu diantes en su institución educativa, siempre y cuando dichos usuarios cumplan con todas las demás cláusulas de este CLUF, o (B)

2.

3.

Por modelo de licencia. Si tiene varias licencias para el PRODUCTO DE SOFTWARE, entonces en cualquier momento usted puede tener tantas copias del PRODUCTO DE SOFTWARE en uso como el número de licencias que tenga, siempre y cuando dicho uso se limite a los usuarios finales estudiantes o docentes en su institución educativa y mientras que todos esos usuarios finales cumplan con todas las demás cláusulas de este CLUF. Para los fines de esta subsección, el PRODUCTO DE SOFTWARE está "en uso” en una compu tadora cuando se carga en la memoria temporal (es decir, la RAM) o se instala en la memoria permanente (por ejemplo, en disco duro. CD ROM o cualquier otro dispositivo de almace namiento) de esa computadora, con la excepción de que una copia instalada en un servidor de red para el único fin de distribuirla en otras computadoras no se encuentre “en uso”. Si el número anticipado de usuarios del PRODUCTO DE SOFTWARE se excede del número de licencias aplicables, entonces usted debe tener un mecanismo o proceso razonable dis ponible para asegurar que el número de personas que utilicen el PRODUCTO DE SOFT WARE al mismo tiempo no exceda al número de licencias.

DESCRIPCIÓN DE OTROS DERECHOS Y LIMITACIONES. •

Limitaciones de ingeniería inversa, descompilación y dcsensamblaje. Usted no podrá realizar in geniería inversa, descompilar o desensamblar el PRODUCTO DE SOFTWARE, con excepción y en la medida en que, no obstante esta limitación, dicha actividad esté expresamente permitida por la ley aplicable.

•

Separación de los componentes. El PRODUCTO DE SOFTWARE es cedido en licencia como un producto único. Las partes que lo componen no podrán ser separadas para su uso en más de una computadora.

•

Renta. Usted no podrá arrendar o ceder en régimen de ‘leasing” el PRODUCTO DE SOFTWARE.

•

Transferencia de software. El usuario inicial del PRODUCTO DE SOFTWARE puede realizar una sola transferencia permanente de este CLUF y del PRODUCTO DE SOFTWARE sólo directa mente a un usuario final. Esta transferencia debe incluir todo el PRODUCTO DE SOFTWARE (incluyendo todas sus partes componentes, los medios y materiales impresos, cualquier actualiza ción. este CLUF y, si aplica, el Certificado de autenticidad). Dicha transferencia no debe realizar se mediante la consignación o cualquier otra transferencia indirecta. El receptor de dicha transfe rencia única debe estar de acuerdo con todos los términos de este CLUF, incluyendo la obligación de no transferir a otros este CLUF y el PRODUCTO DE SOFTWARE.

•

Sin soporte. Microsoft no tendrá ninguna obligación de proporcionar soporte para el PRODUCTO DF. SOFTWARE.

•

Resolución. Sin prejuicio de cualesquicr otros derechos. Microsoft puede terminar este CLUF si usted no cumple con los términos y condiciones del mismo. En dicho caso, usted debe destruir todfcts las copias del PRODUCTO DE SOFTWARE y todas sus paites componentes.

DERECHOS DE AUTOR. Todos los títulos y derechos de propiedad intelectual en y para el PRODUC TO DE SOFTWARE (incluyendo pero no limitándose a imágenes, fotografías, figuras animadas, vídeo, audio, música, texto y “applets" incorporados dentro del PRODUCTO DE SOFTWARE), los materiales impresos que lo acompañan y cualesquier otras copias del PRODUCTO DE SOFTWARE, son propiedad de Microsoft o de sus proveedores. Todos los títulos y derechos de propiedad intelectual en y para el con tenido al que se pueda tener acceso a través del uso del PRODUCTO DE SOFTWARE es propiedad del respectivo propietario del contenido y puede estar protegido por las leyes de derecho de autor aplicables y cualesquier otras leyes o tratados sobre propiedad intelectual. Este CLUF no le otorga derechos para utilizar dicho contenido. Todos los derecho que no se otorguen expresamente son reservados por Mi crosoft.


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1319

4.

COPIA DE SEGURIDAD. Después de instalar una copia del PRODUCTO DE SOFTWARE en confor midad con este CLUF. usted puede guardar los medios originales en los que el PRODUCTO DE SOFT WARE fue proporcionado por Microsoft únicamente para fines de mantener una copia de seguridad o para ser archivado. Si se requiere del uso de los medios originales para utilizar el PRODUCTO DE SOFTWARE en la COMPUTADORA, usted puede realizar una copia del mismo únicamente para fines de mantener una copia de seguridad o de archivarlo. Con la excepción de lo expresamente provisto en es te CLUF, usted no puede de ninguna otra forma realizar copias del PRODUCTO DE SOFTWARE o de los materiales impresos que lo acompañan.

5.

DERECHOS RESTRINGIDOS POR EL GOBIERNO DE LOS ESTADOS UNIDOS. El PRODUCTO DE SOFTWARE y la documentación se proporcionan con DERECHOS RESTRINGIDOS. El uso, la du plicación o divulgación por el Gobierno están sujetos a las restricciones establecidas en el subpárrafo (cXD(ii) de la cláusula de Derechos sobre datos técnicos y software de computadora en la DFARS 252.227-7013 o los subpárrafos (c)( 1) y (2) de los Derechos restringidos sobre el software comercial de computadora en la 48 CFR 52.227-19, según se aplique. El fabricante es Microsoft Corporation/One M i crosoft Way/Redmond. WA 98052-6399.

6.

RESTRICCIONES DE EXPORTACIÓN. Usted está de acuerdo en que no exportará o reexportará el PRODUCTO DE SOFTWARE, cualquier parte del mismo o cualquier proceso o servicio que sea el pro ducto directo del PRODUCTO DE SOFTWARE (todo lo cual se conoce colectivamente com o los “Com ponentes restringidos"), a cualquier país, persona, entidad o usuario final sujeto a las restricciones de exportación de los Estados Unidos. Usted está de acuerdo específicamente en no exportar o reexportar cualquiera de los Componentes restringidos (i) a cualquier país al que los Estados Unidos haya embar gado o restringido la exportación de bienes o servicios, que actualmente incluyen pero no se limitan ne cesariamente a Cuba, Irán. Iraq. Libia, Corea del Norte, Sudán y Siria, o a cualquier nacional de dichos países, en donde quiera que esté ubicado y que tenga la intención de transmitir o transportar los Compo nentes restringidos de vuelta a dicho país; (ii) a cualquier usuario final que usted sepa o tenga motivos de suponer que utilizará los Componentes restringidos en el diseño, desarrollo o producción de armas nucleares, químicas o biológicas; o (¡ii) a cualquier usuario final que se le haya prohibido participar en transacciones de exportación de los Estados Unidos por cualquier agencia federal del gobierno de este mismo país. Usted garantiza y representa que ni la BXA o cualquier otra agencia federal de los Estados Unidos ha suspendido, revocado o denegado sus privilegios de exportación.

7.

AVISO ACERCA DEL SOPORTE DE JAVA. EL PRODUCTO DE SOFTWARE PUEDE CONTENER SOPORTE PARA PROGRAMAS ESCRITOS EN JAVA. LA TECNOLOGÍA DE JAVA NO ES A PRUEBA DE ERRORES Y NO ESTÁ DISEÑADA. FABRICADA O CREADA CON LA INTENCIÓN DE UTILIZARSE O REVENDERSE COMO EQUIPO DE CONTROL EN LÍNEA EN ENTORNOS PELIGROSOS QUE REQUIERAN DE UN DESEMPEÑO A PRUEBA DE ERRORES, COMO EN I-A OPERACIÓN DE INSTALACIONES NUCLEARES, INSTRUMENTOS DE NAVEGACIÓN DE AE RONAVES O SISTEMAS DE COMUNICACIONES, CONTROL DF. TRÁFICO AÉREO, MÁQUINAS DE SOPORTE DE VIDA DIRECTO O SISTEMAS DE ARMAMENTO. EN LOS QUE UNA FALLA EN LA TECNOLOGÍA DE JAVA PODRÍA PROVOCAR DIRECTAMENTE LA MUERTE, LESIO NES PERSONALES O DAÑOS SEVEROS FÍSICOS O AMBIENTALES.

MISCELÁNEOS Si usted adquirió este producto en los Estados Unidos, este CLUF está regulado por las leyes del estado de Wash ington. Si usted adquirió este producto en Canadá, este CLUF está regulado por las leyes de la provincia de Onta rio, Canadá. Cada una de las partes aquí mencionadas se somete irrevocablemente a la jurisdicción de las cor tes de la provincia de Ontario y está de acuerdo en comenzar cualquier litigio que pueda surgir en base a este contrato, en las cortes localizadas en el Distrito Judicial de York, provincia de Ontario. Si este producto fue adquirido fuera de los Estados Unidos, entonces pueden aplicarse las leyes locales. En caso de que usted tenga dudas en relación con este CLUF, o si desea ponerse en contacto con Micro soft por cualquier motivo, por favor póngase en contacto con Microsoft, o escriba a la dirección: Microsoft Sales Information Center/One Microsoft Way/Redmond, WA 98052-6399.


1320

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GARANTÍA LIMITADA Microsoft garantiza que (a) el PRODUCTO DE SOFTWARE podrá ser operado suslancialmcnte de acuerdo a lo indicado por el o los manuales del producto que lo acompañan por un periodo de noventa (90) días a partir de la fecha de su entrega; y (b) que los Servicios de soporte proporcionados por Microsoft deberán llevarse a cabo suslancialmcnte según lo descrito en los materiales escritos aplicables que le sean proporcionados a usted por parte de Microsoft, y los ingenieros de soporte de Microsoft realizarán lodos los esfuerzos comercial mente razonables por resolver cualquier problema. En la medida permitida por la ley aplicable, las garantías implíci tas con respecto al PRODUCTO DE SOFTWARE, en caso de haberlas, se limitan a noventa (90) días. Algunos estados/jurisdicciones no permiten limitaciones en la duración de una garantía implícita, por lo que la anterior limitación podría no aplicarse para usted. RECURSOS DEL CUENTE.- La responsabilidad total que Microsoft y sus proveedores tienen y el único recurso que usted tiene, a opción de Microsoft, es (a) devolverle el precio pagado, en caso de haberlo, o (b) re parar o sustituir el PRODUCTO DE SOFTWARE que no se ajuste a la Garantía limitada de Microsoft, y que sea devuelto a Microsoft con una copia de su factura. Esta Garantía limitada quedará sin efectos si el mal fun cionamiento del PRODUCTO DE SOFTWARE se debe a un accidente, abuso o aplicación indebida del mismo. Cualquier restitución del PRODUCTO DE SOFTWARE estará garantizada por el resto del periodo de garantía original o treinta (30) días, lo que sea mayor. Fuera de los Estados Unidos, ninguno de estos remedios o cual quier servicio de soporte para el producto ofrecido por Microsoft estarán disponibles sin un comprobante de compra de una fuente internacional autorizada. INEXISTENCIA DE OTRAS GARANTÍAS. EN LA MÁXIMA EXTENSIÓN PERMITIDA POR LAS LEYES APLICABLES, MICROSOFT Y SUS PROVEEDORES NO RECONOCEN OTRAS GARANTÍAS Y CONDICIONES, EXPRESAS O IMPLÍCITAS, INCLUYENDO SIN LIMITACIÓN ALGUNA. LAS GA RANTÍAS O CONDICIONES IMPLÍCITAS DF. COMERCIALIZACIÓN, ADECUACIÓN PARA UN FIN PARTICULAR, TÍTULO E INEXISTENCIA DE VIOLACIÓN. CON RESPECTO AL PRODUCTO DE SOFTWARE Y LA PROVISIÓN DE, O EL NO PROPORCIONAR SERVICIOS DE SOPORTE. ESTA GA RANTÍA LIMITADA LE CONFIERE DERECHOS LEGALES ESPECÍFICOS. USTED PUEDE TENER OTROS DERECHOS QUE VARÍAN DE ESTADO/JURISDICCIÓN EN ESTADO/JURISDICCIÓN. LIMITACIÓN DE RESPONSABILIDAD. EN LA MÁXIMA EXTENSIÓN PERMITIDA POR LA LEY. EN NINGÚN CASO MICROSOFT O SUS PROVEEDORES SERÁN RESPONSABLES POR CUALQUIER DAÑO ESPECIAL, INCIDENTAL. INDIRECTO O CONSECUENTE (INCLUYENDO. SIN LIMITACIÓN. PÉRDIDAS DE UTILIDADES. INTERRUPCIÓN DE OPERACIONES. PÉRDIDA DE INFORMACIÓN CO MERCIAL U OTROS DAÑOS PECUNIARIOS) QUE SE DERIVEN DEL USO O INCAPACIDAD DE USAR EL PRODUCTO DE SOFTWARE O POR NO PROPORCIONAR SERVICIOS DE SOPORTE. AÚN CUANDO MICROSOFT HAYA SIDO INFORMADO SOBRE LA POSIBILIDAD DE DICHOS DAÑOS. EN CUALQUIER CASO. LA RESPONSABILIDAD MÁXIMA A CARGO DE MICROSOFT CONFORME A LAS ESTIPULACIONES DE ESTE CLUF ESTARÁN UM ITADAS A LA CANTIDAD QUE SEA MAYOR DEL IMPORTE QUE EFECTIVAMENTE USTED HAYA PAGADO POR EL PRODUCTO DE SOFTWARE O DE U.S. $5.00; NO OBSTANTE. SI USTED HA ENTRADO EN UN ACUERDO DE SERVICIOS DE SO PORTE DE MICROSOFT, LA RESPONSABILIDAD MÁXIMA A CARGO DE MICROSOFT EN RELA CIÓN CON LOS SERVICIOS DE SOPORTE ESTARÁ REGULADA POR LOS TÉRMINOS DE ESE CON TRATO. DEBIDO A QUE ALGUNOS ESTADOS/JURISDICCIONES NO PERMITEN LA EXCLUSIÓN O LIMITACIÓN DE RESPONSABILIDAD, LA ANTERIOR LIMITACIÓN PUEDE NO APLICARSE PARA USTED. 0495 Parte número 64358


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P C c o n p r o c e s a d o r tip o P e n tiu m , a 9 0 M H z o s u p e rio r.

•

M ic r o s o f t W in d o w s 9 5 o p o s te rio r o M ic ro s o ft W in d o w s N T 4 .0 c o n S e rv ic e p a c k 3 o p o s te rio r ( q u e in c lu y a e l S e r v ic e P a c k 3).

•

M ic r o s o f t I n te r n e t E x p lo r e r 4 .0 1 (c o n S e r v ic e P a c k 1 in c lu id o ) o p o s te rio r.

•

U n id a d d e C D - R O M .

•

M o n ito r V G A (o s u p e rio r ) c o n a lta re s o lu c ió n ; S u p c r V G A re c o m e n d a d o .

•

M o u s e d e M ic r o s o f t d is p o s itiv o a p u n ta d o r c o m p a tib le .

•

2 5 M B d e R A M p a r a W in d o w s 9 5 o p o s te r io r ( 4 8 M B r e c o m e n d a d o ).

•

E s p a c io e n d is c o re q u e rid o p a r a la in s ta la c ió n b á s ic a d e V C + + : 2 6 6 M B típ ic a , 3 7 0 M B m á x im a .

•

E s p a c io e n d is c o re q u e rid o p a ra in s ta la r V C + + y S e r v ic e P a c k : 3 4 5 M B {N ota: D a d o q u e el S e r v ic e P a c k re e m p la z a la m a y o ría d e lo s a r c h iv o s , s ó lo s e n e c e s ita n u n p o c o m á s d e 3 0 M B ).

•

C o n e x ió n a In te rn e t.

Usuarios d© Windows 2000 y XP M ic ro s o ft V isu a l C + + 6 .0 I n tro d u c to r y E d itio n p u e d e s e r in s ta la d o e n c u a lq u ie r d e e s ta s v e r s io n e s d e W in d o w s ; p e r o n e c e s ita a c c e d e r a l s is te m a c o n p r iv ile g io s d e “ a d m in is tra d o r" .

Nota:

E s te p r o d u c to n o o f re c e s o p o r te p a ra W in d o w s 9 5 .


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U n Introducción compkta > am o rta d a a C++, el Distilo orientado a objetos (DOOJ ron UML y b programación Web ron CGI lis ta c u a r to té za ó m d e l lib ro d e te x to sobro O

♦ m í» u tiliza d o a n iv e l m u n d ia l, e x p trc a ta s e x tra o rd m a n a s bcrram icntui* d e O *

y p ro seó la u n e je m p lo p rá c tic o o p c io n a l « A re d d is e ñ o o rie n ta d o a objeto» y la im p k r o c n ta ó ó a co n U M L (L e n g u a je u n ific a d o p a n m odeladoV ; ta m b ié n p r o rr a ta u n a in tro d u c c ió n a] d e s a rro llo d e apticucione» W eb d e n niv ele»
* listructura» de contrub1Jiincauvicv,Apurrtadoros * Clascs-Objcton.'lincapiularmento

■ Manejo de cxccprioncs.'Sobrccaq¡,a de operadores • PlanriHavEstructunis de dato&’Archivas/Rujos

• P U Q 'W m n c w y o lin w r f u m o

• Biblioteca «láolar deplantillas {STL)

* ftscfw orientado a objetos con UML

• M a n ip u la c ió n d e b its y c a ra c te re s

• O b jeto * a t r i n g

• Espacios de DombrerSiTni'armüción de tipas en tiempo de ejecución

y

v e c to r

• Aplicaciones Web de n wvctes^ül/XHTML1*

• A rreglo» y ca d e n a » t o a d o » c u a p u n t a d o r »

Cómo prvgrvm uv m C 4 4, Cuarta etiición ayudo a los estudiantes « crear programa» de C ++ apUcoblr* al mundo rea!, y

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• U n» g ra n c a n tid a d d e re c u rso s e n Irte m e * y W e b po ra im p u lsa r «I f c o o r a q u e in v e stig u e m á s so b ro los te m a s d e s u interés • C ie n to » d e ü p * , re c o m e n d a c io n e s y p re c a u c io n e » ; lo d o s id e n tific a d o » c o n

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# de jorobas	Region indigena	Bscupe?	Produce lana?
Camallos (b&ctriano)	2	Africa/Asia	Llama	Llasia
Llamaa	l	Montañas da loa Andes

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