Lenguajes de Programación I Referencia Marta Zorrilla Universidad de Cantabria
Ing. Santiago Esparza Guerrero Ingeniería en Computación Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica
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Introducción al C Objetivos: Presentar la historia del lenguaje C y sus características principales. Presentar la estructura de un programa en C mediante ejemplos sencillos.
Contenidos: 1. La historia del C. 2. Características. 3. Mi primer programa en C. 2
Historia del C Muchas ideas provienen de BCPL (Martin Richards, 1967) y de B (Ken Thompson, 1970). C fue diseñado originalmente en 1972 para el SO UNIX en el DEC PDP-11 por Dennis Ritchie en los Laboratorios Bell. Primer Libro de referencia de C: The C Programming Language (1978) de Brian Kernighan y Dennis Ritchie. En los 80, gran parte de la programación se realiza en C. En 1983 aparece C++ (orientado a objetos). En 1989 aparece el estándar ANSI C. En 1990 aparece el estándar ISO C (actual estándar de C). WG14 se convierte en el comité oficial del estándar ISO C. En década de los 90, WG14 trabaja en el estándar C9X/C99 que resuelve problemas de fiabilidad del ANSI C, amplia su funcionalidad con nuevos tipos de dato, funciones matemáticas, arrays irrestringidos, etc. 3
Características del C Lenguaje de programación de propósito general, muy adecuado para programación de sistemas (unix fue escrito en C). Lenguaje relativamente pequeño: solo ofrece sentencias de control sencillas y funciones. La E/S no forma parte del lenguaje, sino que se proporciona a través de una biblioteca de funciones. Permite la agrupación de instrucciones. Programación estructurada. Permite la separación de un programa en módulos que admiten compilación independiente. Diseño modular. Programas portables.
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Inconvenientes del C No es un lenguaje fuertemente tipado. Es bastante permisivo con la conversión de datos. Sin una programación metódica puede ser propenso a errores difíciles de encontrar. La versatilidad de C permite crear programas difíciles de leer. #define _ -F<00||--F-OO--; int F=00,OO=00; main(){F_OO();printf("%1.3f\n",4.*-F/OO/OO);}F_OO() {…..}
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Primer programa en C /* Ejemplo 1. Programa DOCENA.C */ #include main () { int docena; docena = 12; printf ("Una docena son %d unidades\n", docena); }
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Segundo programa en C /* Ejemplo 1. Programa saludo.c*/ #include #define MENSAJE “alumnos” /*prototipo funciones*/ int imprimir_saludo (char * destino); int main (void) { int error=0; error=imprimir_saludo (MENSAJE); return(0); } int imprimir_saludo (char * destino) { printf (“hola %s \n", destino); return(0); } 7
Crear, compilar y ejecutar un programa C Crear un fichero con extensión .c con un editor de texto Mandato de compilación básico: cc ejemplo.c
- Genera el código objeto ejemplo.o - Genera el ejecutable a.out - El programa se ejecuta tecleando a.out
El mandato cc -c ejemplo.c genera el fichero objeto ejemplo.o El mandato cc ejemplo.o -o ejemplo genera el ejecutable ejemplo - El programa se ejecuta tecleando ejemplo. 8
Modelo de compilación C
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Entorno desarrollo IDE
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Ejercicio
Sean dos cuadrados de lados L1 y L2 inscritos uno en otro. Calcula el área de la zona comprendida entre ambos, utilizando para ello una función (que se llamará AreaCuadrado) que devuelve el área de un cuadrado cuyo lado se pasa como argumento
#include int cuadrado (int); int main (void) { int lado2, lado1; printf ("dame lado del cuadrado 1:"); scanf( "%d",&lado1); printf ("dame lado del cuadrado 2:"); scanf(" %d",&lado2); printf ("El resultado de la diferencia es %d", cuadrado(lado1)-cuadrado(lado2)); return(0); } int cuadrado (int lado) { return(lado*lado); }
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Elementos de un programa en C
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Elementos de un programa C Objetivos: Mostrar la utilidad de documentar el código utilizando los comentarios. Explicar los conceptos de variable y tipo de dato. Conocer los identificadores válidos y tipos de constantes. Enseñar las instrucciones de lectura y escritura junto con el formato de los datos.
Contenidos: 1. Comentarios 2. Identificadores y palabras reservadas 3. Constantes 4. Variables y tipos de dato 5. Escritura de datos con printf() 6. Lectura de datos con scanf() 13
Elementos de un programa C Básicamente el C está compuesto por los siguientes elementos: • Comentarios • Identificadores • Palabras reservadas • Variables y tipos de datos • Constantes • Operadores 14
Comentarios Sirven para incrementar la legibilidad de los programas. No se pueden anidar. Dentro de un comentario no puede aparecer el símbolo /*
/* Este es un comentario que ocupa más de una línea */ // Este comentario ocupa una sola línea
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Identificador Nombre que se asigna a los distintos elementos del programa (variables, funciones,…). Identificadores NO válidos: Empezar por – Empezar por un número Utilizar la "
Ejemplos válidos: numero area_circulo valor_1 16
Palabras reservadas auto break case char const continue default
do double else enum extern float
for goto if int long register
return short sizeof static struct switch
typedef union unsigned void volatile while
Es preciso insistir en que C hace distinción entre mayúsculas y minúsculas. Por lo tanto, la palabra reservada for no puede escribirse como FOR, pues el compilador no la reconoce como una instrucción, sino que la interpreta como un nombre de variable. 17
Variables Identificador utilizado para representar un cierto tipo de información. Cada variable es de un tipo de dato determinado. Una variable puede almacenar diferentes valores en distintas partes del programa.
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ipos de datos básicos TIPO
PALABRA RESERVADA
TAMAÑO EN BYTES
sin valor
void
0
carácter
char
1
int
2
coma flotante (simple precisión)
float
4
coma flotante (doble precisión)
double
8
entero
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ipos de datos. Modificadores Modificadores
Tipo char int
short long
Rango
Ocupa
unsigned
0 a 255
1 byte
signed
-128 a 127
1 byte
unsigned
0 a 65.535
2 bytes
signed
-32.768 a 32.767
2 bytes
unsigned
0 a 4.294.967.295
4 bytes
signed
-2.147.483.648 a 2.147.483.647 4 bytes
float
±3,4*10-38 a ±3,4*10+38
4 bytes
double
±1,7*10-308 a ±1,7*10+308
8 bytes
±3,4*10-4932 a ±1,1*10+4932
10 bytes
long
El tipo de dato int coincide con el tamaño de palabra del procesador, generalmente 4 bytes
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Declaración de variables Una declaración asocia un tipo de datos determinado a una o más variables. El formato de una declaración es: tipo_de_dato var1, var2, ..., varN;
Ejemplos: int a, b, c; float numero_1, numero_2; char letra; unsigned long entero;
Deben declararse todas las variables antes de su uso. Deben asignarse a las variables nombres significativos. int temperatura; int k;
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ipos definidos Permite dar nuevo nombre a tipos de datos que ya existen, siendo estos más acordes con aquello que representan. Sintaxis: typedef tipo_basico nombre;
Declaración : typedef float Kg; typedef float Mts;
Y su uso al declarar variables: Kg peso; Mts longitud; 22
La función printf() Permite imprimir información por la salida estándar (pantalla) Formato: printf(formato, argumentos);
Ejemplos: printf("Hola mundo\n"); printf("El numero 28 es %d\n", 28); printf("Imprimir %c %d %f\n", 'a', 28, 3.0e+8); 23
La función printf() (y 2) Formatos. TIPO DE ARGUMENTO Numérico
Carácter
Punteros
CARÁCTER DE FORMATO %d %i %o %u %x %X %f %e %g %E %G %c %s %% %n %p
FORMATO DE SALIDA signed decimal int signed decimal int unsigned octal int unsigned decimal int unsigned hexadecimal int (con a, ..., f) unsigned hexadecimal int (con A, ..., F) [-]dddd.dddd [-]d.dddd o bien e[+/-]ddd el más corto de %e y %f [-]d.dddd o bien E[+/-]ddd el más corto de %E y %f carácter simple cadena de caracteres el carácter % se refieren a punteros y se
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La función printf() (y 3) Secuencias de escape. CARÁCTER BARRA
SIGNIFICADO
\a
Alarma (Beep)
\b
Retroceso (BS)
\t
Tabulador Horizontal (HT)
\n
Nueva Línea (LF)
\v
Tabulador Vertical (VT)
\f
Nueva Página (FF)
\r
Retorno
\"
Comillas dobles
\'
Comilla simple
\\
Barra invertida
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La función printf (y 4) Especificadores de ancho de campo: printf("Numero entero = %5d \n", 28); produce la salida: Numero entero = 28 printf("Numero real = %5.4f \n", 28.2); produce la salida: Numero real = 28.2000 26
Función scanf() Permite leer datos del usuario. La función devuelve el número de datos que se han leído bien. No va texto Formato:
scanf(formato, argumentos); Especificadores de formato igual que printf(). Ejemplos: scanf("%f", &numero); & scanf("%c\n", &letra); scanf("%f %d %c", &real, &entero, &letra); scanf("%ld", &entero_largo); no & scanf("%s", cadena);
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Función scanf() (y 2) Ejemplo: lee un número entero y lo eleva al cuadrado: #include void main() { int numero; int cuadrado; printf("Introduzca un numero:"); scanf("%d", &numero); cuadrado = numero * numero; printf("El cuadrado de %d es %d\n", numero,cuadrado);
Comenzar ESCRIBIR Dame numero LEER numero cuadrado=numero * numero
ESCRIBIR numero y cuadrado
FIN
} 28
Constantes simbólicas Para evitar el uso de valores constantes dentro del código, se definen las constantes simbólicas Suele escribirse en mayúsculas. #define #define #define #define
PI 3.141593 CIERTO 1 FALSO 0 AMIGA "Marta"
no acaba en ;
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Constantes o literales Caracteres: Ejemplos: "Marta ", " barco"
Valores enteros: Notación decimal: 987 Notación hexadecimal: 0x25 ó 0X25 Notación octal: 034 Enteros sin signo: 485U Enteros de tipo long: 485L Enteros sin signo de tipo long: 485UL Valores negativos (signo menos): -987
Valores reales (coma flotante): Ejemplos: 12, 14, 8., .34 Notación exponencial: .2e+9, 1.04E-12 Valores negativos (signo menos): -12 -2e+9 30
Ejemplo. Programa que lee el radio de un círculo y calcula su área #include #define PI 3.141593 void main() { float radio; float area; printf("Introduzca el radio: "); scanf("%f", &radio); area = PI * radio * radio; printf("El area del circulo es %5.4f \n", area); }
Comenzar PI =3.141593 ESCRIBIR Dame radio LEER radio
area = PI * radio * radio
ESCRIBIR area
FIN
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Ejercicios Encuentra errores include studio.h /* Programa que dice cuántos días hay en una semana /* main {} ( int d d := 7; print (Hay d días en una semana);
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Ejercicios Indica cuál sería la salida de cada uno de los siguientes grupos de sentencias: a) printf ("Historias de cronopios y famas."); printf ("Autor: Julio Cortázar"); b) printf ("¿Cuántas líneas \nocupa esto?"); c) printf ("Estamos \naprendiendo /naprogramar en C"); d) int num; num = 2; printf ("%d + %d = %d", num, num, num + num);
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Operadores y expresiones
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Operadores y expresiones Objetivos: Mostrar el concepto de expresión, operador y sentencia. Mostrar el repertorio de operadores de C y el orden de precedencia.
Contenidos: 1. Expresiones y sentencias 2. Operador asignación. Conversión de tipos 3. Operadores aritméticos 4. Operadores relacionales 5. Operadores lógicos 6. Operadores de asignación compuestos 7. Precedencia 35
Expresiones y sentencias Sentencia: especifica una acción a realizar Ej.
printf()
Expresión: secuencia de operadores y operandos que especifican un valor Ej.
4+5
Una expresión se convierte en una sentencia cuando va seguida de un punto y coma. Cuando un grupo de sentencias se encierran entre llaves { }, forman un bloque, sintácticamente equivalente a una sentencia. 36
Operador de asignación Forma general: identificador = expresión ; Ejemplos: a = 3; area = lado * lado;
El operador de asignación = y el de igualdad == Asignaciones múltiples: id_1 = id_2 = ... = expresión
Las asignaciones se efectúan de derecha a izquierda. En i = j = 5 1. A j se le asigna 5 2. A i se le asigna el valor de j 37
Reglas de asignación Si los dos operandos en una sentencia de asignación son de tipos distintos, entonces el valor del operando de la derecha será automáticamente convertido al tipo del operando de la izquierda. Además: 1. Un valor en coma flotante se puede truncar si se asigna a una variable de tipo entero. 2. Un valor de doble precisión puede redondearse si se asigna a una variable de coma flotante de simple precisión. 3. Una cantidad entera puede alterarse si se asigna a una variable de tipo entero corto o a una variable de tipo carácter.
Es importante en C utilizar de forma correcta la conversión de tipos.
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Conversión de tipos (tipo de dato) expresión int x; x = 5; y = x / 2;
el valor asignado a la variable y será 2, pues / realiza una división entera. int x; x = 5; y = (float) x / 2;
Ahora, la variable y almacena el valor 2.5. int x; x = 5; y = (float) (x / 2);
no se asigna a y el valor 2.5, sino 2, ya que los paréntesis que envuelven a la expresión x / 2 hacen que primero se efectúe la división entera y luego la conversión a flotante
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Operadores aritméticos • División entera ( / ): división de una cantidad entera por otra decimal del cociente.
⇒
se desprecia la parte
• El operador % requiere que los dos operandos sean enteros. • La mayoría de las versiones de C asignan al resto el mismo signo del primer operando. • Valores negativos con el signo OPERADOR UNARIOS
BINARIOS
-
DESCRIPCIÓN Cambio de signo
--
Decremento
++
Incremento
-
Resta
+
Suma
*
Producto
/
División
%
Resto de división entera
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Ejemplo int x, y; x = 9; y = 2;
la operación x / y devuelve el valor 4, mientras que la operación x % y devuelve 1. Sin embargo, después de las sentencias float x; int y; x = 9.0; y = 2;
la operación x / y devuelve 4.5, no pudiéndose aplicar, en este caso, el operador % puesto que uno de los operandos no es entero. 41
Operadores incremento, decremento La expresión
es equivalente a
i++; ++i; i--; --i;
i i i i
= = = =
i i i i
+ 1; + 1; - 1; - 1;
Si el operador sigue al operando el valor del operando se modificará después de su utilización. Si el operador precede al operando el valor del operando se modificará antes de su utilización. Ejemplo: si a = 1 printf("a printf("a printf("a printf("a
= = = =
%d %d %d %d
Imprime: \n", \n", \n", \n",
a); ++a); a++); a);
a a a a
= = = =
1 2 2 3 42
Operadores relacionales • Se utilizan para formar expresiones lógicas. • El resultado es un valor entero que puede ser: cierto, se representa con un 1 falso, se representa con un 0
BINARIOS
Ejemplo 1: Si a = 1 y b = 2 Expresión ab (a + b) ! = 3 a == b a == 1
Valor 1 0 0 0 1
Interpretación cierto falso falso falso cierto
OPERADOR
DESCRIPCIÓN
>
Mayor que
>=
Mayor o igual que
<
Menor que
<=
Menor o igual que
==
Igual que
!=
Diferente que
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Operadores lógicos Actúan sobre operandos que son a su vez expresiones lógicas que se interpretan como: • cierto, cualquier valor distinto de 0 • falso, el valor 0 Tabla de verdad a
b
!a
a && b
a || b
F
F
V
F
F
F
V
V
F
V
V
F
F
F
V
V
V
F
V
V
OPERADOR DESCRIPCIÓN UNARIOS
!
not
BINARIOS
&&
and
||
or
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Ejemplo && y || se evalúan de izquierda a derecha. ! se evalúa de derecha a izquierda. Ejemplos:
si a = 7 y b = 3
Expresión (a + b) < 10 !((a + b) < 10) (a ! = 2) || ((a +b) <= 10) (a > 4) && (b < 5)
Valor 0 1 1 1
Interpretación falso cierto cierto cierto 45
Operadores de asignación compuestos El operador de asignación se puede combinar con otros operadores como *, /, %, +, -, <<, >>, &, |, ^ para operaciones acumulativas es equivalente a m *= 5;
m = m * 5;
m += b;
m = m + b;
m += y - 3;
m = m + y - 3;
m - = (y = 5);
m = m - (y = 5);
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Precedencia Evaluación a igual nivel de prioridad
Nivel de prioridad
Operadores
→
1º
()
←
2º
!
~
++
→
3º
*
/
%
→
4º
+
-
→
5º
<<
→
6º
<
→
7º
==
→
8º
&
→
9º
^
→
10º
|
→
11º
&&
→
12º
||
←
13º
?:
←
14º
operadores de asignación
→
15º
,
[]
.
-> -- (cast)
* & sizeof
>> <=
>
>=
!=
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Ejercicios Indica cuáles de los siguientes identificadores no son correctos y por qué. a) e)
contador dias2
b) CONTADOR c) _hola d) hola_ f) 2dias g) Suma_Total h) Suma-Total
Sean x, y, z, u, v y t, variables que contienen, respectivamente, los valores 2, 3, 4, 5, 6 y 7, ¿qué almacenarán después de ejecutar las siguientes sentencias? x++; y = ++z; t = - -v; v = x + (y *= 3) / 2; u = x + y / 2; 48
Ejemplo Programa que convierte grados Fahrenheit a grados centígrados. C = (5/9) * (F - 32)
#include void main() { float centigrados; float fahrenheit; printf("Introduzca una temperatura en grados fahrenheit: "); scanf("%f", &fahrenheit); centigrados = 5.0/9 * (fahrenheit - 32); printf("%f grados fahrenheit = %f grados centigrados \n", fahrenheit, centigrados); }
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ERRORES COMUNES Olvidar que el resultado de dividir dos enteros es entero Realizar división por cero Olvidar la prioridad de los operadores Errores en la conversión de tipos Confundir el operador de igualdad y el de asignación
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Funciones
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Introducción a funciones Objetivos: Introducir al alumno en el diseño estructurado. Presentar el concepto de función. Mostrar la definición y declaración de funciones en C.
Contenidos: 1. Introducción al diseño estructurado. Concepto de función 2. Definición de funciones o Argumentos o Valor de retorno o Llamada a función
3. Declaración de funciones. Prototipos 4. Ejemplos
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Introducción Una función es un segmento de programa que realiza una determinada tarea. Todo programa C consta de una o más funciones. Una de estas funciones se debe llamar main() Todo programa comienza su ejecución en la función main() El uso de funciones permite la descomposición y desarrollo modular. Permite dividir un programa en componentes más reutilización pequeños.
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Definición de una función tipo nombre_func (tipo1 arg1, ..., tipoN argN) { /* CUERPO DE LA FUNCION */ } Los argumentos se denominan parámetros formales. La función devuelve un valor de tipo de dato tipo Si se omite tipo se considera que devuelve un int Si no devuelve ningún tipo ⇒ void Si no tiene argumentos ⇒ void
void explicacion(void)
Entre llaves se encuentra el cuerpo de la función (igual que main()). La sentencia return finaliza la ejecución y devuelve un valor a la función que realizó la llamada. return(expresion);
En C no se pueden anidar funciones 54
Declaración de funciones: prototipos No es obligatorio pero si aconsejable. Permite la comprobación de errores entre las llamadas a una función y la definición de la función correspondiente.
tipo nombre_func (tipo1 arg1, ..., tipoN argN);
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Llamadas a funciones Para llamar a una función se especifica su nombre y la lista de argumentos sin poner el tipo de dato.
nombre_func (var1,var2,…,varN); Parámetros formales: los que aparecen en la definición de la función. Parámetros reales: los que se pasan en la llamada a la función. En una llamada habrá un argumento real por cada argumento formal, respetando el orden de la declaración. Los parámetros reales pueden ser: Constantes. Variables simples. Expresiones complejas.
Deben ser del mismo tipo de datos que el argumento formal correspondiente. Cuando se pasa un valor a una función se copia el argumento real en el argumento formal.
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Paso de parámetros por valor En las llamadas por valor se hace una copia del valor del argumento en el parámetro formal. La función opera internamente con estos últimos. Como las variables locales a una función (y los parámetros formales lo son) se crean al entrar a la función y se destruyen al salir de ella, cualquier cambio realizado por la función en los parámetros formales no tiene ningún efecto sobre los argumentos.
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Ejemplo Programa que calcula el máximo de dos números.
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Ejemplo: Función que calcula x elevado a y (con y entero) #include float potencia (float x, int y); /* prototipo */ float potencia (float x, int y) /* definición */ { int i; float prod = 1; prod = pow(x,y); return(prod); } 59
Ejemplo 3 Programa que indica si un número es cuadrado perfecto. #include #include #define TRUE 1 #define FALSE 0 void explicacion(void); int cuadrado_perfecto(int x); void main() { int n, perfecto; explicacion(); scanf("%d", &n); perfecto = cuadrado_perfecto(n); if (perfecto) printf("%d es cuadrado perfecto.\n", n); else printf("%d no es cuadrado perfecto.\n", n); }
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Ejemplo 3 - Continuación void explicacion(void) { printf("Este programa dice si un numero "); printf("es cuadrado perfecto \n"); printf("Introduzca un numero: ); } int cuadrado_perfecto(int x) { int raiz; int perfecto; raiz = (int) sqrt(x); if (x == raiz * raiz) perfecto = TRUE; /* cuadrado perfecto */ else perfecto = FALSE; /* no es cuadrado perfecto */ return(perfecto); }
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Paso de parámetros por referencia Hasta ahora las funciones solo devolvían un valor, pero ¿qué pasa si tienen que devolver más? En este caso, se requiere pasar parámetros por referencia La declaración de una función en este caso sería void nombreFunc (tipo in1, ..., tipo inN, tipo *out1, …tipo *outN) { /* CUERPO DE LA FUNCION */ }
La llamada a la función nombre_func (in1, ..., inN, &out1, …, &outN); 62
Paso de parámetros por referencia (II) En este tipo de llamadas los argumentos contienen direcciones de variables. Dentro de la función la dirección se utiliza para acceder al argumento real. En las llamadas por referencia cualquier cambio en la función tiene efecto sobre la variable cuya dirección se pasó en el argumento. No hay un proceso de creación/destrucción de esa dirección. Aunque en C todas las llamadas a funciones se hacen por valor, pueden simularse llamadas por referencia utilizando los operadores & (dirección) y * (en la dirección). Mediante & podemos pasar direcciones de variables en lugar de valores, y trabajar internamente en la función con los contenidos, mediante el operador *. 63
Ejemplo 3 – con parámetros por referencia void explicacion ( int *numero) { printf("Este programa dice si un numero "); printf("es cuadrado perfecto \n"); printf("Introduzca un numero: ); scanf("%d", *&n); } void main() { int n, perfecto; explicacion(&n); perfecto = cuadrado_perfecto(n); …….. }
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Ejercicio 4 Programa que calcula la hipotenusa de un triángulo rectángulo. h = √(a2 + b2) Pasos a seguir: 1. Leer a y b ⇒ función leer 2. Calcular h según la fórmula dada ⇒ definimos una función hipotenusa 3. Imprimir el valor de h ⇒ usar printf(). 65
Solución #include #include void hipotenusa(float a, float b, float *h) { *h = sqrt(pow(a,2) + pow(b, 2)); }
void main() { float a, b, h; leer (&a,&b); hipotenusa(a,b,&h); printf("La hipotenusa es %f\n", h); }
void leer (float *a, float *b) { printf("Dame valores a y b:\n"); scanf("%f %f", *&a, *&b); } 66
Recapitulación Antes de escribir un programa: Leerlo detenidamente Hacer pseudocódigo o diagrama de flujo Decidir división en funciones Determinar parámetros de entrada y salida Desde main() invocar a las funciones
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Sentencias de control
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Estructuras de control Objetivos: Introducir los tres tipos básicos de sentencias de control: secuencia, selección e iteración. Explicar la sintaxis y la semántica de las sentencias de control dedicadas a definir estructuras de selección.
Contenidos: 1. Tipos de estructuras 2. Estructuras condicionales o Instrucción if - else o Instrucción switch
3. Instrucción break
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ipos de estructuras Secuencia: ejecución sucesiva de dos o más operaciones. Selección: se realiza una u otra operación, dependiendo de una condición. Iteración: repetición de una operación mientras se cumpla una condición. 70
If - else if (expresión) sentencia;
o bien if (expresión) sentencia; else sentencia;
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Ejemplo if - else Programa que lee un número y dice si es par o impar. #include main() { int numero; /* Leer el numero */ printf("Introduzca un numero: "); scanf("%d", &numero); if ((numero % 2) == 0) printf("El numero %d es par.\n", numero); else printf("El numero %d es impar.\n", numero); } 72
Operador condicional Se utiliza para sentencias if-else simples y=(x>9 ? 100 : 200); if (x > 9) { y=100; } else { y=200;
LO MISMO
} 73
switch Tipo entero o letra
switch (variable) { case cte1: sentencia; break; case cte2: sentencia; break; ... ... default: sentencia; } 74
Ejemplo switch #include void main() { char letra; printf("Introduzca una letra: "); scanf("%c", &letra); switch(letra) { case 'a': case 'A': printf("Vocal %c\n", letra); break; case 'e': case 'E': printf("Vocal %c\n", letra); break;
case 'i': case 'I': printf("Vocal %c\n", letra); break; case 'o': case 'O': printf("Vocal %c\n", letra); break; case 'u': case 'U': printf("Vocal %c\n", letra); break; default: printf("Consonante %c\n", letra); } } 75
Bucles Objetivos: Explicar la sintaxis y la semántica de las sentencias de control dedicadas a definir estructuras de iteración. Mostrar patrones habituales de concatenación de sentencias de control con vistas a su utilización en el seno de un programa real.
Contenidos: 1. Bucles a. Instrucción for b. Instrucción while c. Instrucción do - while
2. Instrucciones break y continue 3. Bucles anidados 76
Instrucción for for (inicialización; condición; incremento) sentencia; Inicialización: se inicializa algún parámetro que controla la repetición del bucle. Condición: es una condición que debe ser cierta para que se ejecute sentencia. Incremento: se utiliza para modificar el valor del parámetro. El bucle se repite mientras condición no sea cero (falso). Si sentencia es compuesta se encierra entre { } incialización e incremento se pueden omitir. Si se omite condición se asumirá el valor permanente de 1 (cierto) y el bucle se ejecutará de forma indefinida. 77
Ejemplo for Programa que imprime los 100 primeros números #include void main() { int numero; for (numero=0; numero <100; numero++) printf("%d\n", numero); }
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Instrucción while while (expresión) sentencia; sentencia se ejecutará mientras el valor de expresión sea verdadero (distinto de 0). Primero se evalúa expresión. Lo normal es que sentencia incluya algún elemento que altere el valor de expresión, proporcionando la condición de salida del bucle. Si la sentencia es compuesta se encierra entre { } 79
Ejemplo while lee un número N y calcula 1 + 2 + 3 + … + N #include void main() { int N; int suma = 0; /* leer el numero N */ printf("N: "); scanf("%d", &N); while (N > 0) { suma = suma + N; N = N - 1; /* equivalente a N-- */ } printf("1 + 2 +...+ N = %d\n", suma); } 80
do - while do sentencia; while (expresión); sentencia se ejecutará mientras el valor de expresión sea verdadero (distinto de 0). sentencia siempre se ejecuta al menos una vez (diferente a while). Lo normal es que sentencia incluya algún elemento que altere el valor de expresión, proporcionando la condición de salida del bucle. Si la sentencia es compuesta se encierra entre { } Para la mayoría de las aplicaciones es mejor y más natural comprobar la condición antes de ejecutar el bucle (while). 81
Ejemplo do -while Programa que lee de forma repetida un número e indica si es par o impar. El programa se repite mientras el número sea distinto de cero. #include void main() { int numero; do { /* se lee el numero */ printf("Introduzca un numero: "); scanf("%d", &numero); if ((numero % 2) == 0) printf("El numero %d es par.\n", numero); else printf("El numero %d es par.\n", numero); } while (numero != 0) }
82
Bucles anidados Los bucles se pueden anidar pero es importante estructurarlos de forma correcta. Ejemplo: Calcular 1 + 2 + …N mientras N sea distinto de 0.
#include main() { int N, suma, j; do { /* leer el numero N */ printf("Introduzca N: "); scanf("%d", &N); suma = 0; for (j = 0; j <= N; j++) /* bucle anidado */ suma = suma + j; printf("1 + 2 + ... + N = %d\n", suma); } while (N > 0); /* fin del bucle do */ }
83
Instrucción break Se utiliza para terminar la ejecución de bucles o salir de una sentencia switch. Es necesaria en la sentencia switch para transferir el control fuera de la misma. En caso de bucles anidados, el control se transfiere fuera de la sentencia más interna en la que se encuentre, pero no fuera de las externas. No es aconsejable el uso de esta sentencia en bucles pues es contrario a la programación estructurada. Puede ser útil cuando se detectan errores o condiciones anormales. 84
Ej.
#include void main() { int opcion; printf ("1 - Mensaje pantalla \n"); printf ("2 - salir \n"); printf (" cualquier carácter, no hace nada\n"); printf("Elija la opción: "); scanf("%d", &opcion); while (opcion) { switch(opcion) { case 1: printf("Hola, selecciono opcion %d\n" , opcion); break; case 2: printf ("Adios \n"); return; break; default: printf("Seleccion invalida. Intentelo de nuevo\n"); } printf("Elija la opcion: "); scanf("%d", &opcion); } }
85
Sentencia continue Esta sentencia se utiliza en los bucles for, while y do/while. Cuando se ejecuta, fuerza un nuevo ciclo del bucle, saltándose cualquier sentencia posterior.
86
Ejemplo continue #include #include void main () { int n; int positivos = 0; do { printf ("\n Teclea un número (-99 finaliza): "); scanf ("%d", &n); if (n <= 0) continue; positivos++; } while (n != -99); printf ("\n Has tecleado %d números positivos", positivos); } La sentencia positivos++ sólo se ejecuta cuando n es un número positivo. Si n es negativo o vale 0, se ejecuta continue que fuerza una nueva evaluación de la condición de salida del bucle.
87
abla de comparativas Valores iniciales, operaciones previas
Cond. para seguir repitiendo
Cuando se comprueba
Cambios que hay que hacer
for
1º campo
2º campo
Antes de cada 3º campo vuelta
si
while
Hay que ponerlo fuera, antes del ciclo
En el while entre paréntesis
Antes de cada Dentro del ciclo vuelta después de las instrucciones a repetir
No
do while
Hay que ponerlo fuera, antes del ciclo
En el while entre paréntesis
Después de cada vuelta
no
Dentro del ciclo después de las instrucciones a repetir
¿pueden quedar campos vacíos?
88
Ejercicios Escriba un programa que calcule xn, siendo x y n dos números que se introducen por teclado
#include void main() { int n,x,i; float potencia=1; printf("Dame x y n \n: "); scanf("%d %d", &x, &n); for (i=0; i
Escriba un programa que calcule e imprima la suma de los pares y de los impares comprendidos entre dos valores que se piden por teclado (x y n) #include void leer (int *a, int *b) { do{ printf("Solicito dos numeros ab); } void calcula (int x, int n) { int i, int par=0, impar=0; for (i=x; i<=n; i++ ) { if ((i%2)==0) par+=i; else impar+=i; } printf("El resultado suma par: %d e impar: %d \n", par, impar); }
void main() { int n,x; leer (&x,&n); calcula(x,n); }
90
Ejemplo - funciones y bucles #include mensaje () { printf ("\nTeclee un número (0 finaliza): "); } int lee_numero () { int n; scanf ("%d", &n); return n; } cuadrado (int x) { printf ("\nEl cuadrado es %d", x * x); } void main () { int t; for (mensaje (); t = lee_numero (); cuadrado (t)); }
91
Recursividad
92
Recursividad Objetivos: Repaso: paso de parámetros por valor y por referencia a una función. Mostrar la capacidad de la recursión y las funciones recursivas.
Contenidos: 1.Paso de parámetros a una función 2.Recursividad 93
Paso de parámetros por valor En las llamadas por valor se hace una copia del valor del argumento en el parámetro formal. La función opera internamente con estos últimos. Como las variables locales a una función (y los parámetros formales lo son) se crean al entrar a la función y se destruyen al salir de ella, cualquier cambio realizado por la función en los parámetros formales no tiene ningún efecto sobre los argumentos.
94
Ejemplo
95
Paso de parámetros por referencia En este tipo de llamadas los argumentos contienen direcciones de variables. Dentro de la función la dirección se utiliza para acceder al argumento real. En las llamadas por referencia cualquier cambio en la función tiene efecto sobre la variable cuya dirección se pasó en el argumento. No hay un proceso de creación/destrucción de esa dirección. Aunque en C todas las llamadas a funciones se hacen por valor, pueden simularse llamadas por referencia utilizando los operadores & (dirección) y * (en la dirección). Mediante & podemos pasar direcciones de variables en lugar de valores, y trabajar internamente en la función con los contenidos, mediante el operador *. 96
Ejemplo
x, y punteros
#include void funcion(int *a, int *b); /* prototipo */ main() { int x = 2; int y = 5; printf("Antes x = %d, y = %d\n", x, y); funcion(&x, &y); printf("Despues x = %d, y = %d\n", x, y); } void funcion(int *a, int *b) { *a = 0; *b = 0; printf("Dentro *a = %d, *b = %d\n", *a, *b); return; } 97
Ejemplo Función que intercambia el valor de dos variables. #include void swap_ref (int *a, int *b); /* prototipo */ void main() { int x = 2; int y = 5; printf("Antes x = %d, y = %d\n", x, y); swap(&x, &y); printf("Despues x = %d, y = %d\n", x, y); } void swap_ref (int *a, int *b) { int temp; temp = *b; *b = *a; *a = temp; } 98
Recursividad Una función se llama a sí misma de forma repetida hasta que se cumpla alguna condición.
Ejemplo: el factorial de un número: long int factorial(int n) { if (n <= 1) return(1); else return(n * factorial(n-1)); } 99
Ejemplo “torres de Hanoi” #include void transferir( int n, char desde, char hacia, char temp); void main() { int n; printf ("Bienvenido a las torres de Hanoi \n"); printf ("¿Cuántos discos?\n"); scanf("%d", &n); transferir(n,'I','D','C'); }
Izquierda
Centro
Derecha
100
Ejemplo “torres de Hanoi” (y 2) void transferir(int n, char desde, char hacia, char temp) { /* transferir n discos de un pivote a otro*/ /* n = numero de discos desde = origen hacia = destino temp = almacenamiento temporal */ if (n>0) { transferir (n-1, desde, temp, hacia); printf ("mover disco %d desde %c hasta %c\n", n, desde, hacia); transferir (n-1, temp, hacia,desde); } return; }
101
Arrays (listas y tablas)
102
Arrays (listas y tablas) Objetivos: Introducir el concepto de tipo de dato estructurado. Mostrar la representación de datos mediante arrays unidimensionales y multidimensionales. Conocer la representación de cadenas de caracteres y las funciones de manipulación.
Contenidos: 1. Arrays o o o o
Declaración Subíndices Almacenamiento en memoria Tamaño de los arrays
2. Inicialización de un array 3. Array de caracteres y cadenas de texto 4. Arrays multidimensionales
103
Listas Conjunto de datos del mismo tipo a los que se da un nombre común y a los que se accede a través de un índice tipo_dato variable_lista[num_elementos]; int numeros[20]; float temperaturas[100]; En un vector de N elementos, el primero se referencia con el índice 0 y el último con el índice N-1 Inicialización int numeros[2]={0,1} int numeros[]={0,1} el compilador asume array de 2 elementos
El procesamiento se debe hacer elemento a elemento 104
Listas ¿cómo se utilizan?
Empieza en 0
Usar un elemento de la lista variable_lista[posicion];
temperaturas[10];
Pasar a funciones en la declaración
void nombreFuncion (int variable) en la llamada a la función
nombreFuncion (variable_lista[posicion]) 105
Listas de números ¿cómo se utilizan? Usar toda la lista. Podemos: Copiar una lista en otra
memcpy (listadestino,listaorigen,tamaño) Pasar la lista a una función
Sean de entrada o salida, no requieren *
void nombreFuncion (int nombreLista[TAMAÑO]) nombreFuncion ( nombreLista ); Ojo, corchetes 106
Listas de números ¿cómo se utilizan? Usar toda la lista. Podemos: Pasar la lista a una función de tamaño ajustado
void nombreFuncion (int tamano, int nombreLista[tamano]) nombreFuncion ( tamano, nombreLista ); Se debe declarar la lista dentro de un bloque Antes debe ser conocida la variable tamano La lista sólo es conocida dentro del bloque 107
Ejemplo lista tamaño fijo #include #define TAM_VECTOR 10 void leer (int vector_a[TAM_VECTOR]) { int j; /* variable utilizada como indice */ for (j = 0; j < TAM_VECTOR; j++) { printf("Elemento %d: ", j); scanf("%d", &vector_a[j]); } } void copiar (int vector_a[TAM_VECTOR], int vector_b[TAM_VECTOR]) { int j; for (j = 0; j < TAM_VECTOR; j++) vector_b[j] = vector_a[j]; }
void escribir (int vector[TAM_VECTOR]) { int j; for (j = 0; j < TAM_VECTOR; j++) printf("El elemento %d es %d \n", j, vector[j]); } void main() { int vector_a[TAM_VECTOR]; int vector_b[TAM_VECTOR]; leer ( vector_a); copiar (vector_a, vector_b); escribir (vector_b); }
108
Ejemplo lista tamaño variable #include void leer (int cuantos, float lista[cuantos]) { int i; printf ("teclealos :\n"); for (i=0 ; i< cuantos ; i++) { scanf("%f", &lista[i]); } } void pintar(int cuantos, float lista[cuantos]) { int i; for (i=0 ; i< cuantos ; i++) { printf("%i\n", lista[i]); } }
void main() { int cuantos; printf ("dame cuantos \t"); scanf("%i", &cuantos); { float lista[cuantos]; leer(cuantos,lista); pintar (cuantos, lista); } }
109
Ordenación elementos de lista #include #include int comparar (int *num1, int *num2) return ((*num1)-(*num2)); }
{
void main() { int cuantos; printf ("dame cuantos \t"); scanf("%i", &cuantos); { float lista[cuantos]; leer(cuantos,lista); qsort(lista,cuantos, sizeof(lista[0],comparar); pintar (cuantos, lista); } }
110
La función sizeof() Devuelve el tamaño en bytes que ocupa un tipo o variable en memoria. #include main() { char cadena[10]; printf("un int ocupa %d bytes\n", sizeof(int)); printf("un char ocupa %d bytes\n", sizeof(char)); printf("un float ocupa %d bytes\n", sizeof(float)); printf("un double ocupa %d bytes\n", sizeof(double)); printf(" cadena ocupa %d bytes\n", sizeof(cadena));
} 111
Algoritmos de ordenación y búsqueda Transparencias en pdf aparte
112
Cadenas de caracteres Un caso particular de lista es la cadena de caracteres. Se declara: char nombre[num_car]; y permite almacenar num_car-1 caracteres y el carácter nulo '\0' de terminación. char frase[21]; es apta para almacenar 20 caracteres y el nulo. C permite la inicialización de cadenas de caracteres en la declaración, mediante sentencias del tipo char cadena[ ] = "Esto es una cadena de caracteres"; en la que no es necesario añadir el nulo final ni indicar el tamaño, pues lo hace automáticamente el compilador. Generalmente se utiliza tamaño por exceso, no se suele preguntar al usuario cuántos caracteres va a introducir 113
Cadenas de caracteres ¿Cómo se utilizan? Usar un elemento de la lista. Igual que lista de números. Usar toda la lista. Hay diferencias: Leer una lista de letras con una sola instrucción scanf (“%s”, palabra) coge hasta espacio o fin de línea scanf (“%[^\n]”, frase) coge hasta fin de línea Escribir una lista de letras printf (“%s”, palabra) Copiar una lista de letras strcpy (str_destino, str_origen) 114
biblioteca estándar string.h char *strcat (char *cad1, const char *cad2) Concatena cad2 a cad1 devolviendo la
dirección de cad1. Elimina el nulo de terminación de cad1 inicial. char *strcpy (char *cad1, const char *cad2) Copia la cadena cad2 en cad1, sobreescribiéndola. Devuelve la dirección de cad1. El tamaño de cad1 debe ser suficiente para albergar a cad2. int strlen (const char *cad) Devuelve el número de caracteres que almacena cad (sin contar el nulo final). int isalnum (int ch) Devuelve 1 si ch es alfanumérico (letra del alfabeto o dígito) y 0 en caso contrario. int isalpha (int ch) Devuelve 1 si ch es una letra del alfabeto y 0 en caso contrario. int isdigit (int ch) Devuelve 1 si ch es un dígito del 0 al 9, y 0 en caso contrario. int islower (int ch) Devuelve 1 si ch es un letra minúscula y 0 en caso contrario. int isupper (int ch) Devuelve 1 si ch es una letra mayúscula y 0 en caso contrario. int tolower (int ch) Devuelve el carácter ch en minúscula. Si ch no es una letra mayúscula la función devuelve ch sin modificación. int toupper (int ch) Devuelve el carácter ch en mayúscula. Si ch no es una letra minúscula la función devuelve ch sin modificación. 115
Ejemplo: lectura y escritura de cadenas de caracteres #include #define TAM_CADENA 80 main() { char cadena[TAM_CADENA]; printf("Introduzca una cadena: "); scanf("%s", cadena); printf("La cadena es %s\n", cadena); }
no requiere &
scanf deja de buscar cuando encuentra un blanco ⇒ si se introduce Hola a todos, solo se leerá Hola. No es necesario el operador de dirección (&) ya que cadena representa de forma automática la dirección direcci ón de comienzo. 116
Ejemplo: lectura y escritura de cadenas de caracteres (y 2) La función gets lee una línea completa hasta que encuentre el retorno r etorno de carro incluyendo los blancos. La función puts escribe una cadena de caracteres junto con un salto de línea. #include #define TAM_LINEA 80 main() { char linea[TAM_LINEA]; printf("Introduzca una linea: \n"); gets(linea); puts("La linea es"); puts(linea); } Son equivalentes: puts("La linea es:");
≡
printf("La linea es: \n");
117
Ej.
Programa que lee una palabra y la escribe al revés
#include #include #define MAXLETRAS 20 void leer (char pal abra[MAXLETRAS]) { printf ("\nTeclee una cadena de caracteres: "); scanf(“%s”, palabra); } void escribir (char palabra[MAXLETRAS]) { int primera=0, ultima=0, i; ultima=strlen(palabra)-1; for (i=ultima; i>=primera; i--) printf(“%c”,palabra[i]); } void main (void) { char palabra[MAXLETRAS]; leer(palabra); escribir(palabra); }
118
Ej.
El programa siguiente hace uso de alguna de las funciones anteriores para examinar una cadena de caracteres y convertir las minúsculas a mayúsculas y viceversa. Además cuenta cuántos caracteres son dígitos numéricos.
#include #include #define MAXLETRAS 100 void leer (char cadena [MAXLETRAS]) { printf ("\nTeclee una cadena de caracteres: "); gets (cadena); } void escribir (char cadena[MAXLETRAS]) { int i, contador=0; for (i = 0; i <= strlen (cadena); i++) { if (isupper (cadena[i])) cadena[i] = tolower (cadena[i]); else if (islower (cadena[i])) cadena[i] = toupper (cadena[i]); else if (isdigit (cadena[i])) contador++; } printf ("\nLa cadena tiene %d dígitos numéricos\n", contador); puts (cadena); } void main (void) { char frase[MAXLETRAS]; leer(frase); escribir(frase); }
119
Vectores multidimensionales Un vector multidimensional se declara: tipo_dato vector[exp1] [exp2] ... [expN]; Matrices o vectores de 2 dimensiones: int matriz[20][30]; define una matriz de 20 filas por 30 columnas. Generalmente se declaran por exceso. La numeración comienza en 0. 120
ablas ¿Cómo se utilizan? Usar un elemento de la tabla tabla[fila][columna]
Pasar un elemento a una función. llamada nombreFuncion (arg1,.., nombretabla[fila][columna])
declaración void nombreFuncion (tipo arg1,…, tipo variablesimple)
Usar una columna de la tabla: NO SE PUEDE EN C 121
ablas Usar un vector de la tabla como argumento a una función: tabla[fila] declaración void nombreFuncion (tipo arg1,…, tipo lista[COLUMNAS])
llamada nombreFuncion (arg1,.., nombretabla[fila]);
Usar una tabla completa Copiar memcpy(destino, origen,tamaño)
Ej: memcpy ( clientes2, clientes1, sizeof(int)*filas*columnas) Parámetro de una función Declaración de función
void nombreFuncion (tipo arg1,…, tipo tabla[FILAS][COLUMNAS]) Llamada a una función
nombreFuncion (arg1,…, tabla) 122
Ejemplo
Leer dos matrices de dimensiones indicadas por el usuario y escribir su suma
#include void sumar(int filas, int columnas, float tabla1[filas][columnas], float tabla2[filas][columnas]) { int i,j, acumulador=0; for (i=0;i
void main() { int filas, columnas; printf("dame filas y columnas: \n"); scanf("%i %i", &filas, &columnas); { float tabla1[filas][columnas], tabla2[filas][columnas]; leer(filas,columnas, tabla1); leer(filas,columnas, tabla2); sumar(filas, columnas,tabla1, tabla2); } }
123
Ejemplo Función que calcula el producto de dos matrices cuadradas. void multiplicar(float a[DIM][DIM], float b[DIM][DIM], float c[DIM][DIM]) { int i, j, k; for(i = 0; i < DIM; i++) for(j = 0; j < DIM; j++) { c[i][j] = 0.0; for(k = 0; k < DIM; k++) c[i][j] += a[i][k] * b[k][j]; } } 124
Ej.:
Leer lista de palabras y contar el nº de veces que está una palabra que solicita el usuario
#include #include #define MAX 30 /*incluye el fin de línea*/
void main() { int numpal; void leer(int numpal, int columnas, char tabla[numpal][MAX], char pal[MAX]) printf("dame nº palabras: \n"); { scanf("%i", &numpal); int i; printf("dame palabras:\n"); { char tabla[numpal][MAX], pal[MAX]; for (i=0;i
int i,suma=0; for (i=0;i
125
Estructuras y uniones
126
Estructuras y uniones Objetivos: Conocer la posibilidad de definir tipos de datos estructurados con campos heterogéneos mediante el uso de estructuras. Explicar la posibilidad de combinar tipos de datos estructurados. Mostrar los tipos union.
Contenidos: 1. Estructuras o Concepto de campo o Declaración e inicialización
2. Acceso a estructuras 3. Declaración typedef 4. Combinación de datos estructurados 5. Campos variables con el uso de union
127
Estructuras Es una estructura de datos compuesta de elementos individuales que pueden ser de distinto tipo. Cada uno de los elementos de una estructura se denomina miembro. Declaración de una estructura: struct nombre_estructura { tipoDato1 miembro_1; tipoDato2 miembro_2; . . tipoDatoN miembro_N; };
Los miembros pueden ser de cualquier tipo excepto void 128
Ejemplo Declaración de una estructura denominada CD. struct CD { char titulo[100]; char artista[50]; int num_canciones; int anio; Euros precio; }; Declaración de una variable denominada cd1 de tipo struct CD. struct cd1 CD; Se pueden copiar estructuras, pero NO comparar: struct CD cd1,cd2; cd2 = cd1; 129
Inicialización de una estructura Dos formas: En la declaración: struct CD { char titulo[100]; char artista[50]; int num_canciones; int anio; Euros precio; } cd1= {“Un sueño de verano”,”Miguel Rios”,1989,10};
En el programa: struct CD cd1; strcpy(cd1.titulo, “Un sueño de verano"); strcpy(cd1.artista, “Miguel Rios"); cd1.num_canciones = 2; c1.anio = 1989;
130
Acceso a una estructura Los miembros de una estructura se procesan individualmente. Para hacer referencia a un miembro determinado, se utiliza el operador
. si la variable es de tipo estructura variable_estructura.miembro
O, se utiliza el operador -> si la variable es de tipo puntero a estructura variable_estructura->miembro
Ejemplo: imprimir la fecha de hoy struct fecha { int dia, mes, anio; }; struct fecha hoy; struct fecha *ayer; printf("%d: %d: %d\n", hoy.dia,hoy.mes, hoy.anno); printf("%d: %d: %d\n", ayer->dia, ayer-> mes, ayer-> anno);
131
Ejemplo #include struct fecha { int dia; int mes; int anno; }; struct cuenta { int cuenta_no; char nombre[80]; float saldo; struct fecha ultimo_pago; }; 132
Ejemplo (y 2) main() { struct cuenta c1, c2; /* rellena la estructura c1 */ c1.cuenta_no = 2; strcpy(c1.nombre, "Pepe"); c1.saldo = 100000; c1.ultimo_pago.dia = 12; c1.ultimo_pago.mes = 5; c1.ultimo_pago.anno = 1997; /* asignacion de estructuras */ c2 = c1; printf("No. Cuenta %d \n", c2.cuenta_no); printf("Nombre %s \n", c2.nombre); printf("Saldo %f \n", c2.saldo); printf("Fecha de ultimo pago: %d:%d:%d \n", c2.ultimo_pago.dia, c2.ultimo_pago.mes, c2.ultimo_pago.anno);
}
133
Combinación de datos estructurados: vector de estructuras #include #include #define NUMCAJAS 3
Programa que permita introducir las piezas de un almacén (tipo, nombre, nro, precio) e imprimirlas Caja N caja ... Caja 1
typedef struct { char pieza[20]; /* Tipo de pieza. */ int cantidad; /* Número de piezas. */ float precio_unitario; /* Precio de cada pieza. */ char existe; /* Comprobar si el registro existe. */ } registro_piezas; 134
main() { registro_piezas cajas[NUMCAJAS]; int registro=0; int i; do { /* Leer el nombre de la pieza. */ printf("Nombre de la pieza => "); scanf("%s", cajas[registro].pieza); /* Leer el número de piezas. */ printf("Numero de piezas => "); scanf("%d", &cajas[registro].cantidad); /* Leer el precio de cada pieza. */ printf("Precio de cada pieza => "); scanf("%f", &cajas[registro].precio_unitario); /* Indicar que el registro tiene datos, V */ cajas[registro].existe = 'V'; registro ++; } while (registro < NUMCAJAS);
135
Cont. /* Imprimir la información. */ for(registro = 0; registro < NUMCAJAS; registro++) { if(cajas[registro].existe == 'V') { printf("La caja %d contiene:\n", registro + 1); printf("Pieza => %s\n", cajas[registro].pieza); printf("Cantidad => %d\n", cajas[registro].cantidad); printf("Precio unitario => $%f\n", cajas[registro].precio_unitario); } } /* Fin for. */ } /*fin main*/ 136
Paso de estructuras a funciones Una función puede devolver una estructura. Se pueden pasar miembros individuales y estructuras completas a una función. Si la estructura es grande, el tiempo para copiar un estructura (paso por valor) es prohibitivo, por eso se aconseja pasarlo por referencia. Paso de miembros individuales struct punto { float x; float y; };
void imprime_x (float x) { printf ("el valor de x %f", x); } /*llamada a función*/ imprime_x (p1.x);
137
Paso de estructuras a funciones por valor Ej.: leer y escribir una fecha.
struct fecha leer_fecha(void) { struct fecha f; printf("Dia: "); scanf("%d", &(f.dia)); printf("Mes: "); scanf("%d", &(f.mes)); printf("Anno: "); scanf("%d", &(f.anno)); return(f);
#include struct fecha { int dia; int mes; int anno; }; void imprimir_fecha(struct fecha f) { printf("Dia: %d\n", f.dia); printf("Mes: %d\n", f.mes); printf("Anno: %d\n", f.anno); return; }
} main() { struct fecha fecha_de_hoy; fecha_de_hoy = leer_fecha(); imprimir_fecha(fecha_de_hoy); }
138
Paso de estructuras a funciones por referencia void leer_punto(struct punto *p); void imprimir_punto(struct punto p); struct punto { float x; float y; }; main() {
struct punto p1;
void leer_punto(struct punto *p) { printf("x = "); scanf("%f", &(p->x)); printf("y = "); scanf("%f", &(p->y)); } void imprimir_punto(struct punto p) { printf("x = %f\n", p.x); printf("y = %f\n", p.y); }
leer_punto(&p1); imprimir_punto(p1); }
139
Uniones Una union contiene miembros cuyos tipos de datos pueden ser diferentes (igual que las estructuras). Su declaración es similar a las estructuras: union nombre_estructura { tipoDato1 miembro_1; tipoDato2 miembro_2; . . tipoDatoN miembro_N; };
Todos los miembros que componen la union comparten la misma zona de memoria → ahorro de memoria. Una variable de tipo union sólo almacena el valor de uno de sus miembros. 140
Ejemplo #include #include union numero { int entero; float real; }; main() { union numero num; /* leer un entero e imprimirlo */ printf("Entero: "); scanf("%d", &(num.entero)); printf("El entero es %d\n", num.entero); /* leer un real e imprimirlo */ printf("Real: "); scanf("%f", &(num.real)); printf("El entero es %f\n", num.real); }
0
1
2
3 entero real
141
Combinación de datos estructurados: vector de estructuras y union struct ALUMNO { char grupo[15]; int asignat; char repite; }; struct PROFESOR { char nrp[16]; char cargo[21]; }; union AL_PR { struct ALUMNO al; struct PROFESOR pr; };
Persona n Persona ... Persona 1
struct DATOS { char tipo; char nombre[40]; int edad; char direccion[40]; char telefono[15]; union AL_PR ambos; } personal[100];
142
El siguiente segmento de programa muestra los datos de la matriz personal. for (i = 0; i < 100; i++) { printf ("\nNombre: %s", personal[i].nombre); printf ("\nEdad: %d", personal[i].edad); printf ("\nDirección: %s", personal[i].direccion); printf ("\nTeléfono: %s", personal[i].telefono); if (personal[i].tipo == 'A') { printf ("\nALUMNO"); printf ("\nGrupo: %s", personal[i].ambos.al.grupo); printf ("\nNº de Asignaturas: %d", personal[i].ambos.al.asignat); printf ("\nRepite: %d", personal[i].ambos.al.repite); } else { printf ("\nPROFESOR"); printf ("\nN.R.P.: %s", personal[i].ambos.pr.nrp); printf ("\nCargo: %s", personal[i].ambos.pr.cargo); } }
143
Tipos enumerados Un tipo enumerado es similar a las estructuras. Sus miembros son constantes de tipo int. Es útil definir nuevos literales para Asociar un nombre a un valor numérico Limitar los valores que puede tomar una variable entera Hacer el código más legible
Definición: enum nombre {m1, m2, ..., mN}; Ejemplo: enum color {negro, blanco, rojo}; 144
Ejemplo #include enum semaforo {rojo, amarillo, verde}; main() { enum estado semaforo; for(estado =rojo; estado <=verde; estado ++) switch(estado ) { case rojo: printf(“Parar, sino multa\n"); break; case amarillo: printf(“Parar si no tienes vehículo encima\n"); break; case verde: printf(“Circular\n"); break; } }
145
Definición de tipos de datos (typedef) Permite dar nuevo nombre a tipos de datos que ya existen: typedef tipoDato nuevo_tipo; Ejemplos: typedef char letra; letra c; typedef struct{ int dia; int mes; int anio; } FECHA; FECHA a;
146
Combinación de typedef y enum Usando typedef y enum se pueden definir tipos que sólo pueden tomar ciertos valores Ej. tipo booleano en C typedef enum {false, true} boolean; ... boolean f=false; ... if(f) printf("f es verdadero\n"); else printf("f es falso\n"); ... f=45; /* Error, no debería tomar ese valor */ 147
Ficheros
148
Ficheros Objetivos: Presentar el tipo de dato FILE y los tipos de fichero. Explicar las instrucciones para abrir, cerrar y gestionar ficheros. Capacitar al alumno a trabajar con ficheros de texto y binarios.
Contenidos: 1. Concepto de ficheros y sus tipos 2. Declaración de una variable tipo fichero 3. Operaciones con ficheros: o Abrir y cerrar ficheros o Control de errores y fin de fichero o Lectura/escritura de ficheros de texto: caracteres, cadenas de caracteres y con formato o Lectura/escritura de ficheros binarios o Acceso directo a información de archivos 149
Canales y ficheros El sistema de E/S del ANSI C proporciona un intermediario entre el programa y el dispositivo al que se accede (pantalla, cinta, disco,...). Este intermediario se llama canal o flujo (stream) y es un buffer independiente del dispositivo al que se conecte. Existen dos tipos de canales: Canales de texto: Son secuencias de caracteres. Dependiendo del entorno puede haber conversiones de caracteres (LF ⇔ CR + LF). Esto hace que el número de caracteres escritos/leídos en un canal pueda no coincidir con el número de caracteres escritos/leídos en el dispositivo. Canales binarios: Son secuencias de bytes. A diferencia de los canales de texto, en los canales binarios la correspondencia de caracteres en el canal y en el dispositivo es 1 a 1, es decir, no hay conversiones.
150
Canales y ficheros ( y 2) Hay 3 canales que se abren siempre que comienza un programa C: stdin stdout stderr (ANSI)
Canal estándar de entrada. Por defecto el teclado. (ANSI) Canal estándar de salida. Por defecto la pantalla. (ANSI) Canal estándar de salida de errores. Por defecto la pantalla.
Un canal se asocia a un archivo cuando se abre o se crea éste para lo cual se utilizan funciones de la biblioteca stdio.h. También incluye funciones para realizar las operaciones de lectura/escritura así como para desasociar un canal de un archivo (operación de cierre).
151
Apertura de un archivo Para abrir un archivo: desc = fopen(nombre_archivo, modo) donde desc, el descriptor, se declara como: FILE *desc; y modo especifica la forma de apertura del archivo. si fopen devuelve NULL, el fichero no se pudo abrir. 152
Parámetros para abrir un fichero DESCRIPCIÓN MODO r
Abre un fichero sólo para lectura. Si el fichero no existe fopen() devuelve un puntero nulo y se genera un error.
w
Crea un nuevo fichero para escritura. Si ya existe un fichero con este nombre, se sobreescribe, perdiéndose el contenido anterior.
a
Abre o crea un fichero para añadir. Si el fich ero existe, se abre apuntando al final del mismo. Si no existe se crea uno nuevo.
r+
Abre un fichero para leer y escribir. Si el fichero no existe fopen() devuelve un puntero nulo y se genera un error. Si existe, pueden realizarse sobre él operaciones de lectura y de escritura. Crea un nuevo fichero para leer y escribir. Si ya existe un fichero con este nombre, se sobreescribe, perdiéndose el contenido anterior. Sobre el archivo pueden realizarse operaciones de lectura y de escritura.
w+
a+
Abre o crea un fichero para leer y añadir. Si el fichero ya existe se abre apuntando al final del mismo. Si no existe se crea un fichero nuevo.
Modo TEXTO: añadir letra t. Ej: si modo es rt, se está abriendo el fichero en modo texto sólo para lectura Modo BINARIO: añadir letra b. Ej: modo es w+b se abrirá o creará un fichero en modo binario para lectura y escritura
153
Cierre de un fichero Para cerrar un fichero y liberar el canal previamente asociado con fopen(), se debe usar la función fclose() int fclose (FILE *canal); Esta función devuelve 0 si la operación de cierre ha tenido éxito, y distinto de 0 en caso de error.
154
Ejemplo #include main() { FILE *desc; desc = fopen("ejemplo.txt", “w"); if (desc == NULL) { printf("Error, no se puede abrir el archivo \n"); } else { /* se procesa el archivo */ /* al final se cierra */ fclose(desc); } exit(0); }
155
Control de errores Cada vez que se realiza una operación de lectura o de escritura sobre un fichero debemos comprobar si se ha producido algún error. Para ello disponemos de la función ferror() int ferror (FILE *canal);
Esta función devuelve 0 si la última operación sobre el fichero se ha realizado con éxito.
156
Final de fichero Cada vez que se realiza una operación de lectura sobre un fichero, el indicador de posición del fichero se actualiza. Es necesario, pues, controlar la condición de fin de fichero. Por ello, debemos saber que cuando se intentan realizar lecturas más allá del fin de fichero, el carácter leído es siempre EOF. Sin embargo en los canales binarios un dato puede tener el valor EOF sin ser la marca de fin de fichero. Es aconsejable, por ello, examinar la condición de fin de fichero mediante la función feof()
int feof (FILE *canal); Esta función devuelve un valor diferente de cero cuando se detecta el fin de fichero. 157
Ficheros de texto Se trata de archivos cuyo contenidos son caracteres en formato ASCII, por tanto, son legibles y editables por cualquier editor de texto. Usualmente tienen la extensión txt”. Para abrir un archivo en modo texto se debe emplear el modificador “t” en el modo de apertura del archivo. Existen dos formas de tratar ficheros de texto: Carácter a carácter (fgetc y fputc) Cadenas de caracteres (fgets y fputs) Con formato (fprintf y fscanf)
158
Funciones de manejo carácter a carácter Lectura: int fgetc(FILE *fich) Lee un carácter del archivo (EOF si estamos al final del mismo) Escritura: int fputc(char c, FILE *fich) Escribe el carácter c en el archivo. Si es correcto devuelve el mismo carácter y si no EOF. 159
Ejemplo Ejemplo que realiza la lectura de un archivo carácter a carácter empleando un buffer: char buffer[255], lineas[100][80], c; int n, t; FILE *entrada; entrada = fopen(“ejemplo.txt”, “rt”); while (!feof(entrada)) { t = 0; do { c = fgetc(entrada); buffer[t] = c; t++; } while (c!=EOF && c!=’\n’); //fin de fichero o de línea strcpy(lineas[n], buffer); n++; } fclose(salida);
160
Funciones de manejo cadenas de caracteres Lectura: char *fgets(const char *s, int n, FILE *fich) Lee n-1 caracteres o hasta carácter de fin de línea (que también se almacena en s). Si no se produce error, la función devuelve un puntero a char; en caso contrario, devuelve un puntero nulo. Escritura: int fputs(char *s, FILE *fich) Escribe la cadena s en el archivo. Si es correcto devuelve un valor no negativo y si no EOF. No copia el carácter nulo ni añade el carácter de fin de línea. 161
Ejemplo #include int main(void) { FILE *fent; FILE *fsal; char car[120]; int res = 0; char * ret; /* Apertura del archivo de entrada */ fent = fopen("./entrada.txt", "r"); if (fent == NULL) { fprintf(stderr, "Error abriendo entrada.txt \n"); return(0); } /* Apertura, con creación si no existe, del archivo de salida */ fsal = fopen("./salida.txt", "w"); if (fsal == NULL) { fprintf(stderr, "Error creando salida.txt \n"); fclose(fent); return(0); }
162
Ejemplo (y 2) /* Bucle de lectura y escritura con líneas */ do { /* Lectura de la línea siguiente */ ret = fgets(car, 110, fent); if ( car == NULL) fprintf(stderr, "Error al leer \n"); else fprintf(stdin, "Longitud linea leida: %d \n", strlen(car)); /* Escritura de la línea */ if (ret != NULL) { res = fputs(car, fsal); if (res == EOF) fprintf(stderr, "Error al escribir %s \n", car); } } while (ret != NULL); /* Cierre de los streams de entrada y de salida */ fclose(fent); fclose(fsal); return(0); }
163
Funciones de manejo con formato Lectura: int fscanf(FILE *fich, char *formato, arg1,arg2,…argN) Su uso es el mismo que scanf pero con la salvedad de que lee desde un archivo, en vez desde el teclado. Escritura: int fprintf(FILE *fich, char *formato, arg1,arg2,…argN) Su uso es igual al de printf pero con la salvedad de que escribe en un archivo en vez de en la pantalla.
164
Ejemplo Veamos un ejemplo para escribir una cadena de caracteres en un fichero: char cadena[255]; FILE *salida; … salida = fopen(“salida.txt”, “wt”); strcpy(cadena, “Prueba de escritura”); fprintf(salida,”%s”,cadena); fclose(salida);
165
Ficheros binarios Son archivos cuyo contenido son caracteres en formato binario, por tanto NO son legibles ni editables. Para asegurarnos que la apertura de un archivo se hace en modo binario se debe emplear el modificador “b” en el modo de apertura del archivo. Si no ponemos nada se asume el modo binario por defecto. Las funciones básicas de escritura y lectura asociadas a este modo son: fwrite y fread. Generalmente se utilizan para leer estructuras
166
Escribir a fichero binario Escritura int fwrite(void *datos, int tam, int ndatos, FILE *fich); Devuelve: Número de elementos (no bytes) escritos en el archivo. Parámetros: *ptr = puntero al origen de los datos. tam = tamaño de cada elemento. ndatos = número de elementos. *fich = puntero a FILE (archivo donde escribir). 167
Ejemplo FILE *archivo; int valor; Tficha ficha; int n; … archivo=fopen(“c:\archivo.dat”,”w”); n = fwrite(&valor, sizeof(int), 1, archivo); if (n!=1) printf(“Error: escritura incompleta.”); n = fwrite(&ficha, sizeof(TFicha), 1, archivo); if (n!=1) printf(“Error: escritura incompleta.”);
168
Lectura de fichero binario Sintaxis: int fread(void *datos, int tam, int ndatos, FILE *fich); Devuelve el número de elementos (no bytes) leídos del archivo. Parámetros: *ptr = puntero al destino de los datos. tam = tamaño de cada elemento. ndatos = número de elementos. *fich = puntero a FILE (archivo de donde leer).
169
Ejemplo TFicha fichas[100]; int nfichas; FILE *agenda; nfichas =0; agenda = fopen(“agenda.dat”, “rb”); while (!feof(agenda)) { fread(&fichas[nfichas], sizeof(TFicha), 1, agenda); nfichas ++; } fclose(agenda); 170
Ejemplo agenda El registro de ese archivo constará de los siguientes campos: Nombre Domicilio Población Provincia Teléfono
40 caracteres 40 caracteres 25 caracteres 15 caracteres 10 caracteres
El programa crea el fichero llamado LISTIN.TEL con los datos suministrados por el usuario
171
Ejemplo #include typedef struct { char nom[41]; char dom[41]; char pob[26]; char pro[16]; char tel[11]; } REG; void main (void) { FILE *f; REG var; if (!(f = fopen ("LISTIN.TEL", "wb"))) { perror ("LISTIN.TEL"); return; } printf ("Nombre: "); gets (var.nom);
172
Ejemplo (y 2) while (var.nom[0]) { printf ("\nDomicilio: "); gets (var.dom); printf ("\nPoblación: "); gets (var.pob); printf ("\nProvincia: "); gets (var.pro); printf ("\nTeléfono: "); gets (var.tel); fwrite (&var, sizeof (var), 1, f); if (ferror (f)) { puts ("No se ha almacenado la información"); getch (); } printf ("Nombre: "); gets (var.nom); } fclose (f); } 173
Ejemplo: Lectura en bloques #include typedef struct { char nom[41]; char dom[41]; char pob[26]; char pro[16]; char tel[11]; } REG; void main (void) { FILE *f; REG var[4]; int i, n; if (!(f = fopen ("LISTIN.TEL", "rb"))) { perror ("LISTIN.TEL"); exit (1); } do { n = fread (var, sizeof (REG), 4, f); for (i = 0; i < n; i++) printf ("\n%-41s %s", var[i].nom, var[i].tel); puts ("\nPulse una tecla ..."); getch (); } while (!feof (f)); fclose (f); }
174
Acceso directo El acceso directo a un archivo, se realiza con la ayuda de la función fseek() que permite situar el indicador de posición del archivo en cualquier lugar del mismo. int fseek (FILE *canal, long nbytes, int origen);
Esta función sitúa el indicador de posición del fichero nbytes contados a partir de origen. La función devuelve 0 cuando ha tenido éxito. En caso contrario devuelve un valor diferente de 0. Esta función simplemente maneja el indicador de posición del fichero, pero no realiza ninguna operación de lectura o escritura. Por ello, después de usar fseek() debe ejecutarse una función de lectura o escritura. 175
Acceso directo (y 2) int fseek (FILE *canal, long nbytes, int origen); Los valores posibles del parámetro origen y sus macros asociadas ORIGEN
VALOR
MACRO
Principio del fichero
0
SEEK_SET
Posición actual
1
SEEK_CUR
Fin del fichero
2
SEEK_END
176
Ejemplo:
Se crea un archivo llamado FRASE.TXT con una cadena de caracteres. Posteriormente lee un carácter de la cadena cuya posición se teclea. #include #include void main (void) { FILE *f; int nbyte, st; char frase[80], caracter; if (!(f = fopen ("FRASE.TXT", "w+t"))) { perror ("FRASE.TXT"); return; } printf ("Teclee frase: "); gets (frase); fwrite (frase, strlen (frase) + 1, 1, f); printf ("\nLeer carácter nº: "); scanf ("%d", &nbyte); st = fseek (f, nbyte, SEEK_SET); if (st) puts ("Error de posicionamiento"); else { caracter = getc (f); if (caracter != EOF) printf ("\nEl carácter es: %c", caracter); else puts ("Se sobrepasó el fin de fichero"); } fclose (f); }
177
Ejemplo:
programa escribe registros ayudándose de fseek().
#include typedef struct { char nombre[40]; int edad; float altura; } REGISTRO; void main (void) { FILE *f1; REGISTRO mireg; int num; long int puntero; if (!(f1 = fopen ("REGISTRO.DAT", "r+b"))) { puts ("Error de apertura"); return; } printf ("Escribir registro nº: "); scanf ("%d", &num);
178
Ejemplo:
programa escribe registros ayudándose de fseek().
(y2)
while (num > 0) { getchar (); printf ("Nombre: "); gets (mireg.nombre); printf ("Edad: "); scanf ("%d", &mireg.edad); printf ("Altura: "); scanf ("%f", &mireg.altura); puntero = (num - 1) * sizeof (REGISTRO); if (fseek (f1, puntero, SEEK_SET)) puts ("Error de posicionamiento"); else { fwrite (&mireg, sizeof (mireg), 1, f1); if (ferror (f1)) { puts ("ERROR de escritura"); getch (); } } printf ("Escribir registro nº: "); scanf ("%d", &num); } fclose (f1); } 179
Programación modular Tema 13
180
ema 13 Objetivos: Explicar el ámbito de las variables del programa. Familiarizar al alumno con la creación de programas modularizados y la creación de librerías de funciones propias.
Contenidos: 1. Variables globales y locales 2. Variables estáticas 3. El preprocesador C: #include y #define. 4. Programas modulares 5. Bibliotecas de funciones
181
mbito de las variables y tipos de almacenamiento Existen dos formas de caracterizar una variable: Por su tipo de dato Por su tipo de almacenamiento
El tipo de dato se refiere al tipo de información que representa la variable (int, char, . . . ). El tipo de almacenamiento se refiere a su permanencia y a su ámbito. El ámbito de una variable es la porción del programa en la cual se reconoce la variable. Según el ámbito, las variables pueden ser: Variables locales. Variables globales.
Según el tipo, las variables pueden ser: Variables Variables Variables Variables
automáticas. estáticas. externas. de tipo registro.
182
Variables globales Se declaran fuera de las funciones y antes de su uso. Pueden ser accedidas desde cualquier función. #include void funcion1(void); int a = 1000; /* variable global */ main() { int b = 2; /* variable local */ funcion1(); printf("a = %d, b = %d \n", a, b); } void funcion1(void) { int c = 4; /* variable local */ printf("a = %d, c = %d \n", a, c); return; } 183
Variables globales (y 2) Mantienen los valores que se les asignan en las funciones. Es mejor hacer uso de variables locales para evitar efectos secundarios o laterales. #include void funcion1(void); int a=10; /* variable global */ main() { printf("Antes a = %d\n", a); funcion1(); printf("Despues a = %d\n", a); } void funcion1(void) { a = 1000; return; } 184
Variables locales Las variables locales que se definen en las funciones. Su ámbito es local. Su vida se restringe al tiempo en el que esta activa la función. Los parámetros formales se tratan como variables automáticas. Se pueden especificar con la palabra reservada auto aunque no es necesario. #include main() { auto int valor; /* equivalente a int valor */ valor = 5; printf("El valor es %d\n", valor); } 185
Variables estáticas Su ámbito es local a la función. Su vida coincide con la del programa ⇒ retienen sus valores durante toda la vida del programa. Se especifican con static. #include void funcion(void); main() { funcion(); funcion(); funcion(); } void funcion(void) { static int veces = 0; veces = veces + 1; printf("Se ha llamado %d veces a funcion\n", veces); }
186
Variables de tipo registro Informan al compilador que el programador desea que la variable se almacene en un lugar de rápido acceso, generalmente en registros. Si no existen registros disponibles se almacenará en memoria. Se especifican con register #include main() { register int j; for (j = 0; j < 10; j++) printf("Contador = %d\n", j); }
187
Variables de tipo externas Variables globales. Hay que distinguir entre definición y declaración de variable externa. La definición se escribe de la misma forma que las variables normales y reserva espacio para la misma en memoria. Una declaración no reserva espacio de almacenamiento ⇒ se especifica con extern. Se emplean cuando un programa consta de varios módulos. En uno de ellos se define la variable. En los demás se declara (extern)
188
Ejemplo Modulo principal (main.c) #include extern int valor; /* se declara */ void funcion(void); main() { funcion(); printf("Valor = %d\n", valor); }
- Se compila por separado: gcc -c -Wall main.c gcc -c -Wall aux.c - Se obtienen dos módulos objetos: main.o y aux.o. - El ejecutable (prog) se genera: gcc main.o aux.o -o prog
Modulo auxiliar (aux.c) int valor; /* se define la variable */ void funcion(void) { valor = 10; }
189
Recomendaciones Evitar el uso de variables globales. Mantener las variables lo más locales que se pueda. Cuando se precise hacer accesible el valor de una variable a una función, se pasará como argumento.
190
Macros Una macro es un identificador equivalente a una expresión, sentencia o grupo de sentencias. #include #define maximo(a,b) ((a > b) ? a : b) main() { int x, y; int max; printf("Introduzca dos numeros: "); scanf("%d %d", &x, &y); max = maximo(x,y); /* uso de la macro */ printf("El maximo es %d\n", max); } 191
Macros (y 2) No puede haber blancos entre el identificador y el paréntesis izquierdo. Una macro no es una llamada a función. El preprocesador sustituye todas las referencias a la macro que aparezcan dentro de un programa antes de realizar la compilación: No se produce llamada a función ⇒ mayor velocidad. Se repite el código en cada uso de la macro ⇒ mayor código objeto.
192
Directiva #include Indica al preprocesador que incluya un archivo fuente nom_fich. El formato es: #include "nom_fich"
o bien, #include
El uso de comillas dobles " " o ángulos < > indica dónde debe buscar el preprocesador el fichero nom_fich. • comillas dobles " " : en el directorio de trabajo o en el camino absoluto que se especifique en la sentencia include • ángulos < >: en los directorios donde se encuentran las bibliotecas que proporciona el compilador 193
Archivos de cabecera (.h) Permiten modularizar el código y favorecer f avorecer la ocultación de información. Puede contener: Definiciones de macros #define MIL 1000 Declaraciones de variables extern int dia; Declaraciones de funciones extern void f(void); Otras directivas de inclusión #include “a.h” Comentarios Definiciones de tipos de dato (typedef)
Nunca debe tener: Definiciones de variables int dia; Definiciones de funciones void f(void); 194
Compilación prog. varios módulos preprocesador leyOhm.h
prog_ppal.c
leyOhm.c
leyOhm.h prog_ppal.c
compilador
Inclusión del archivo leyOhm.c
leyOhm.o prog_ppal.o enlazador
prog_ppal.exe 195
La biblioteca de funciones LENGUAJE
ARCHIVO DE CABECERA
DESCRIPCIÓN
ALLOC.H
Define funciones de asignación dinámica de memoria
ANSI C
ASSERT.H
Declara la macro de depuración assert
C++
BCD.H
Define la clase bcd
BIOS.H
Define funciones utilizadas en rutinas de ROM-BIOS
C++
COMPLEX.H
Define las funciones matemáticas complejas
C++
CONIO.H
Define varias funciones utilizadas en las llamadas a rutinas de E/S por consola en DOS
ANSI C
CTYPE.H
Contiene información utilizada utilizada por las m acros de conversión y clasificación de caracteres
DIR.H
Contiene definiciones para trabajar con directorios.
DOS.H
Declara constantes y da las declaraciones necesarias para llamadas específicas del 8086 y del DOS
ERRNO.H
Declara mnemónicos constantes para códigos de error
FCNTL.H
Declara constantes simbólicas utilizadas en conexiones con la biblioteca de rutinas open()
FLOAT.H
Contiene parámetros para rutinas de coma flotante
ANSI C
ANSI.C
196
La biblioteca de funciones LENGUAJE
ARCHIVO DE CABECERA
DESCRIPCIÓN
C++
FSTREAM.H
Define los flujos de C++ que soportan E/S de archivos
C++
GENERIC.H
Contiene macros para declaraciones de clase genéricas
C++
GRAPHICS.H
Define prototipos para las funciones gráficas
IO.H
Declaraciones de rutinas de E/S tipo UNIX
C++
IOMANIP.H
Define los gestores de flujos de E/S de C++ y contiene macros para creación de gestores de parámetros
C++
IOSTREAM.H
Define rutinas básicas de flujo de E/S de C++ (v2.0)
ANSI C
LIMITS.H
Parámetros y constantes sobre la capacidad del sistema
ANSI C
LOCALE.H
Define funciones sobre el país e idioma
ANSI C
MATH.H
Define prototipos para las funciones matemáticas
MEM.H
Define las funciones de gestión de memoria
PROCESS.H
Contiene estructuras y declaraciones para las funciones spawn(), exec()
SETJMP.H
Declaraciones para dar soporte a saltos no locales
SHARE.H
Parámetros utilizados en funciones que utilizan ar hivos-compartidos
SIGNAL.H
Declara constantes y declaraciones para utilizarlos en funciones signal() y raise()
ANSI C
ANSI C
197
La biblioteca de funciones LENGUAJE
ARCHIVO DE CABECERA
DESCRIPCIÓN
ANSI C
STDARG.H
Soporte para aceptar un número variable de argumentos
ANSI C
STDDEF.H
Declara varios tipos de datos y macros de uso común
ANSI C
STDIO.H
Declara tipos y macros para E/S estándar
C++
STDIOSTR.H
Declara las clases de flujo para utilizar con estructuras del archivo stdio.h
ANSI C
STDLIB.H
Define algunas de las rutinas comúnmente utilizadas
C++
STREAM.H
Define las clases de flujo de C++ para utilizarlas con arrays de bytes en memoria
ANSI C
STRING.H
Define varias rutinas de manipulación de cadenas y de memoria
SYS\STAT.H
Declara constantes simbólicas utilizadas para abrir y crear archivos
SYS\TIMEB.H
Define la función ftime() y la estructura timeb
C++
SYS\TYPES.H
Define el tipo time_t
ANSI C
TIME.H
Estructuras y prototipos para funciones de tiempo
VALUES.H
Declara constantes dependientes de la máquina
198
Punteros y arrays Tema 14
199
Punteros y arrays Objetivos: Introducir el concepto de puntero. Introducir el concepto de tipo de dato estructurado. Mostrar la representación de datos mediante arrays unidimensionales y multidimensionales. Conocer la representación de cadenas de caracteres y las funciones de manipulación.
Contenidos: 1. Punteros o Declaración o Operadores
2. Arrays o o o o
Declaración Subíndices Almacenamiento en memoria Tamaño de los arrays
3. Inicialización de un array 4. Array de caracteres y cadenas de texto 5. Arrays multidimensionales 200
Punteros Un puntero es una variable que contiene una dirección de memoria. Por ejemplo, la dirección de otra variable .
201
Punteros (y 2) Las variables puntero se declaran de la siguiente forma: tipo *nombre;
siendo nombre el identificador de la variable puntero, y tipo el tipo de variable a la que apunta. Por ejemplo: char *m; int *n; float *p;
En estas declaraciones, las variables m, n y p son punteros que apuntan, respectivamente, a datos de tipo char, int y float.
202
Punteros (y 3) Los operadores de punteros son: & *
dirección de en la dirección de
El operador * sólo se puede aplicar a punteros Las operaciones permitidas con punteros son: Asignación Incremento / Decremento Suma / Resta Comparación 203
Asignación punteros Dadas las declaraciones float x; float *p, *q;
la forma de asignar a p y q la dirección de x es: p = &x; q = &x;
Ahora p y q almacenan la misma dirección de memoria: la de la variable x. El mismo efecto se consigue con la asignación directa entre punteros: p = &x; q = p;
No es correcta una sentencia como p = x;
204
Ejemplo #include main() { int x; /* variable entera */ int y; /* variable entera */ int *px; /* variable puntero a entero */ x = 5; px = &x; /* asigna a px la direccion de x */ y = *px; /* asigna a y el contenido de la direccion almacenada en px */ printf("x = %d\n", x); printf("y = %d\n", y); printf("*px = %d\n", *px); }
int x; int y; int *px; 1
x=5; (&x) 1000
5
px=&x; 3
(&x) 1200
5
(&px) 3000
100 0
y=*px; 2
205
Ejercicio Dado el siguiente fragmento de código: float n1; float n2; float *p1; float *p2; n1 = 4.0; p1 = &n1; p2 = p1; n2 = *p2; n1 = *p1 + *p2; ¿Cuánto vale n1 y n2?
206
Incremento / Decremento Los operadores ++ y -- actúan de modo diferente según el tipo apuntado por el puntero. Si p es un puntero a caracteres (char *p) la operación p++ incrementa el valor de p en 1. Si embargo, si p es un puntero a enteros (int *p), la misma operación p++ incrementa el valor de p en 2 para que apunte al siguiente elemento, pues el tipo int ocupa dos bytes. Del mismo modo, para el tipo float la operación p++ incrementa el valor de p en 4. Lo dicho para el operador ++ se cumple exactamente igual, pero decrementando, para el operador --. 207
Suma / Resta Ocurre exactamente lo mismo que con las operaciones de incremento y decremento. Si p es un puntero, la operación p = p + 5;
hace que p apunte 5 elementos más allá del actual. Si p estaba definido como un puntero a caracteres, se incrementará su valor en 5, pero si estaba definido como un puntero a enteros, se incrementará en 10.
208
Comparación Pueden compararse punteros del mismo modo que cualquier otra variable, teniendo siempre presente que se comparan direcciones y NO contenidos. int *p, *q; if (p == q) puts ("p y q apuntan a la misma posición de memoria");
209
Puntero NULL Cuando se asigna 0 a un puntero, este es te no apunta a ningún objeto o función. La constante simbólica NULL definida en stdio.h tiene el valor 0 y representa el puntero nulo. Es una buena técnica de programación asegurarse de que todos los punteros toman el valor NULL cuando c uando no apuntan a ningún objeto o función. int *p = NULL; Para ver si un puntero no apunta a ningún objeto o función: if (p == NULL) printf("El puntero es nulo\n"); else printf("El contenido de *p es\n", *p); 210
Arrays Conjunto de datos del mismo tipo a los que se da un nombre común y a los que se accede a través de un índice tipo_dato variable_array[num_elem]; int numeros[20]; float temperaturas[100]; En un vector de N elementos, el primero se referencia con el índice 0 y el último con el índice N-1 Inicialización int numeros[2]={0,1} int numeros[]={0,1} el compilador asume array de 2 elementos
El procesamiento se debe hacer elemento a elemento 211
Ejemplo arrays #include #define TAM_VECTOR 10 main() { int vector_a[TAM_VECTOR]; int vector_b[TAM_VECTOR]; int j; /* variable utilizada como indice */ /* leer el vector a */ for (j = 0; j < TAM_VECTOR; j++) { printf("Elemento %d: ", j); scanf("%d", &vector_a[j]); } /* copiar el vector */ for (j = 0; j < TAM_VECTOR; j++) vector_b[j] = vector_a[j]; /* escribir el vector b */ for (j = 0; j < TAM_VECTOR; j++) printf("El elemento %d es %d \n", j, vector_b[j]); }
212
Cadenas de caracteres Un caso particular de vector es la cadena de caracteres. Se declara: char nombre[num_car]; y permite almacenar num_car-1 caracteres y el carácter nulo '\0' de terminación. char frase[21]; es apta para almacenar 20 caracteres y el nulo. C permite la inicialización de cadenas de caracteres en la declaración, mediante sentencias del tipo char cadena[ ] = "Esto es una cadena de caracteres"; en la que no es necesario añadir el nulo final ni indicar el tamaño, pues lo hace automáticamente el compilador. 213
Cadenas de caracteres Una forma de asignar un valor a una cadena es la siguiente: char cadena[10]; strcpy(cadena, "Hola");
214
biblioteca estándar string.h char *strcat (char *cad1, const char *cad2) Concatena cad2 a cad1 devolviendo la
dirección de cad1. Elimina el nulo de terminación de cad1 inicial. char *strcpy (char *cad1, const char *cad2) Copia la cadena cad2 en cad1, sobreescribiéndola. Devuelve la dirección de cad1. El tamaño de cad1 debe ser suficiente para albergar a cad2. int strlen (const char *cad) Devuelve el número de caracteres que almacena cad (sin contar el nulo final). int isalnum (int ch) Devuelve 1 si ch es alfanumérico (letra del alfabeto o dígito) y 0 en caso contrario. int isalpha (int ch) Devuelve 1 si ch es una letra del alfabeto y 0 en caso contrario. int isdigit (int ch) Devuelve 1 si ch es un dígito del 0 al 9, y 0 en caso contrario. int islower (int ch) Devuelve 1 si ch es un letra minúscula y 0 en caso contrario. int isupper (int ch) Devuelve 1 si ch es una letra mayúscula y 0 en caso contrario. int tolower (int ch) Devuelve el carácter ch en minúscula. Si ch no es una letra mayúscula la función devuelve ch sin modificación. int toupper (int ch) Devuelve el carácter ch en mayúscula. Si ch no es una letra minúscula la función devuelve ch sin modificación. 215
Lectura y escritura de cadenas de caracteres #include #define TAM_CADENA 80 main() { char cadena[TAM_CADENA]; printf("Introduzca una cadena: "); scanf("%s", cadena); printf("La cadena es %s\n", cadena); } scanf deja de buscar cuando encuentra un blanco ⇒ si se introduce Hola a todos, solo se leerá Hola. No es necesario el operador de dirección (&) ya que cadena representa de forma automática la dirección de comienzo. 216
Lectura y escritura de cadenas de caracteres (y 2) La función gets lee una línea completa hasta que encuentre el retorno de carro incluyendo los blancos. La función puts escribe una cadena de caracteres junto con un salto de lí nea. #include #define TAM_LINEA 80 main() { char linea[TAM_LINEA]; printf("Introduzca una linea: \n"); gets(linea); puts("La linea es"); puts(linea); } puts("La linea es:"); es equivalente a: printf("La linea es: \n");
217
Ejemplo El programa siguiente hace uso de alguna de las funciones anteriores para examinar una cadena de caracteres y convertir las minúsculas a mayúsculas y viceversa. Además cuenta cuántos caracteres son dígitos numéricos. #include #include #include #include void main (void) { char cadena[100]; int contador = 0; register int i; clrscr (); printf ("\nTeclee una cadena de caracteres: "); gets (cadena); for (i = 0; i <= strlen (cadena); i++) { if (isupper (cadena[i])) cadena[i] = tolower (cadena[i]); else if (islower (cadena[i])) cadena[i] = toupper (cadena[i]); else if (isdigit (cadena[i])) contador++; } printf ("\nLa cadena tiene %d dígitos numéricos\n", contador); puts (cadena); }
218
La función sizeof() Devuelve el tamaño en bytes que ocupa un tipo o variable en memoria. #include main() { char cadena[10]; printf("un int ocupa %d bytes\n", sizeof(int)); printf("un char ocupa %d bytes\n", sizeof(char)); printf("un float ocupa %d bytes\n", sizeof(float)); printf("un double ocupa %d bytes\n", sizeof(double)); printf(" cadena ocupa %d bytes\n", sizeof(cadena));
} 219
Vectores multidimensionales Un vector multidimensional se declara: tipo_dato vector[exp1] [exp2] ... [expN]; Matrices o vectores de 2 dimensiones: int matriz[20][30]; define una matriz de 20 filas por 30 columnas. El elemento de la fila i columna j es matriz[i][j]
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Ejemplo Función que calcula el producto de dos matrices cuadradas. void multiplicar(float a[][DIMENSION], float b[][DIMENSION], float c[][DIMENSION]) { int i, j, k; for(i = 0; i < DIMENSION; i++) for(j = 0; j < DIMENSION; j++) { c[i][j] = 0.0; for(k = 0; k < DIMENSION; k++) c[i][j] += a[i][k] * b[k][j]; } return; } 221
Funciones y argumentos de tipo puntero Tema 16
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ema 16 Objetivos: Mostrar el paso de estructuras y arrays a funciones, enfatizando la conveniencia de realizarlo por referencia. Indicar cómo se pasan parámetros al programa principal.
Contenidos: 1. Matrices como argumentos de funciones 2. Estructuras como argumentos de funciones 3. Argumentos de la función main()
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Paso de vectores a funciones Un vector se pasa a una función especificando su nombre sin corchetes. El nombre representa la dirección del primer elemento del vector ⇒ los vectores se pasan por referencia y se pueden modificar en las funciones. El argumento formal correspondiente al vector se escribe con un par de corchetes cuadrados vacíos. El tamaño no se especifica. Programa que calcula la media de los componentes de un vector. #include #define MAX_TAM 4 void leer_vector(int vector[]); int media_vector(int vector[]); main() { int v_numeros[MAX_TAM]; int media; leer_vector(v_numeros); media = media_vector(v_numeros); printf("La media es %d\n", media); } 224
Paso de vectores a funciones (y2) void leer_vector(int vector[]) { int j; for(j=0; j
Punteros y vectores El nombre del vector representa la dirección del primer elemento del vector float vector[MAX_TAM]; vector == &vector[0]
El nombre del vector es realmente un puntero al primer elemento del vector &x[0] &x[1] &x[2] &x[i]
⇒ ⇒ ⇒ ⇒
x (x+1) (x+2) (x+i)
Es decir, &x[i] y (x+i) representan la dirección del i-esimo elemento del vector x ⇒ x[i] y *(x+i) representan el contenido del i-esimo elemento del vector x.
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Punteros y vectores (y 2) Cuando un vector se define como un puntero no se le pueden asignar valores ya que un puntero no reserva espacio en memoria. float x[10] define un vector compuesto por 10 números reales ⇒ reserva espacio para los elementos. float *x declara un puntero a float. Si se quiere que float x se comporte como un vector ⇒ habrá que reservar memoria para los 10 elementos: x = (float *) malloc(10 * sizeof(float)); malloc(nb) (stdlib.h) reserva un bloque de memoria de nb bytes. Para liberar la memoria asignada se utiliza free() (stdlib.h) free(x); El uso de punteros permite definir vectores de forma dinámica.
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Ejemplo.
Programa que calcula la media de un vector de tamaño especificado de forma dinámica. #include #include void leer_vector(int vector[], int dim); int media_vector(int vector[], int dim); main() { int *v_numeros; int dimension; int media; printf("Dimension del vector: "); scanf("%d", &dimension); v_numeros = (int *) malloc(dimension*sizeof(int)); leer_vector(v_numeros, dimension); media = media_vector(v_numeros, dimension); printf("La media es %d\n", media); free(v_numeros);
}
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Ejemplo.
Programa que calcula la media de un vector de tamaño especificado de forma dinámica. (y 2) void leer_vector(int vector[], int dim) { int j; for(j=0; j
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Vectores y cadenas de caracteres Una cadena de caracteres es un vector de caracteres vector almacena un carácter. Ejemplo: Función que copia una cadena en otra:
⇒
cada elemento del
void copiar(char *destino, char *fuente) { while (*fuente != '\0') { *destino = *fuente; destino++; fuente++ ; } *destino = '\0'; return; } 230
Punteros a estructuras Igual que con el resto de variables. struct punto { float x; float y; }; main() { struct punto punto_1; struct punto *punto_2; punto_1.x = 2.0; punto_1.y = 4.0; punto_2 = &punto_1; printf("x = %f \n", punto_2->x); printf("y = %f \n", punto_2->y); } En una variable de tipo puntero a estructura los miembros se acceden con ->
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Paso de estructuras a funciones (ej. por valor) Se pueden pasar miembros individuales y estructuras completas.Por valor o por referencia. Una función puede devolver una estructura. Ejemplo: leer y escribir una fecha. void imprimir_fecha(struct fecha f) { printf("Dia: %d\n", f.dia); printf("Mes: %d\n", f.mes); printf("Anno: %d\n", f.anno); return; } 232
Paso de estructuras a funciones (y 2) struct fecha leer_fecha(void) { struct fecha f; printf("Dia: "); scanf("%d", &(f.dia)); printf("Mes: "); scanf("%d", &(f.mes)); printf("Anno: "); scanf("%d", &(f.anno)); return(f); } main() { struct fecha fecha_de_hoy; fecha_de_hoy = leer_fecha(); imprimir_fecha(fecha_de_hoy); } 233
Paso de estructuras a funciones (ej. por referencia) void leer_punto(struct punto *p); void imprimir_punto(struct punto p); main() { struct punto *p1; p1 = (struct punto *)malloc(sizeof(struct punto)); leer_punto(p1); imprimir_punto(*p1); free(p1);
} 234
Paso de estructuras a funciones (ej. por referencia) (y 2) void leer_punto(struct punto *p) { printf("x = "); scanf("%f", &(p->x)); printf("y = "); scanf("%f", &(p->y));
} void imprimir_punto(struct punto p) { printf("x = %f\n", p.x); printf("y = %f\n", p.y); } 235
Argumentos de la función main() Ejecutar un programa con parámetros de entrada (en línea de comandos) main (int argc, char *argv[ ]) argc: Entero que indica el número de parámetros tecleados (incluye
el nombre del programa). argv[ ]: Matriz de cadenas de caracteres. Cada uno de los elementos argv[i] es una cadena que almacena un argumento.
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Argumentos de la función main() La variable argc vale 1 como mínimo, puesto que se cuenta el nombre del programa. Los parámetros se identifican mediante argv de la siguiente manera: • argv[0] cadena que almacena el nombre del programa. • argv[1] cadena que almacena el primer parámetro. • argv[2] cadena que almacena el segundo parámetro. ... ... • argv[argc] vale cero (En realidad es un puntero nulo). Para que los argumentos sean tratados como diferentes tienen que ir separados por uno o varios espacios blancos 237
