Programación en C++ -...

Programacin en C++

#include using namespace std;

int main(void) {

for (int cnt = 0; cnt < 500; cnt++) cout

Francisco Rosales & Jose Mara Pea Programacin C++ 3

ContenidosEl entorno UNIXQu es programar?Herramientas de desarrollo ITcnicas de programacinEstructuras de programacinEstilo de codificacinTipos y estructuras de datosOperadoresFunciones y parmetrosPreproceso y bibliotecasHerramientas de desarrollo II


El Entorno UNIXQu es UNIX?Cmo es UNIX!Cmo es Linux!Usuarios y GruposSesin de trabajoProcesos y ConcurrenciaSistema de FicherosDescriptores de fichero


Qu es UNIX?Uno de los SSOO ms extensos y potentes

Multiusuario Mucho usuarios simultneos

Multiproceso Cada usuario ejecutando simultneamente

muchos procesos Multiplataforma

Escrito 99% en C Portado a multitud de plataformas


Cmo es UNIX! Sensible al tipo de letra

unix Unix UNIX

Para usuarios NO torpes Hace lo que se le pide sin preguntar

rm r * borrara TODO

Lo borrado es irrecuperable


Cmo es Linux! Estndar POSIX

Portable Operating System Interface Licencia GNU

Debe suministrarse el cdigo fuente! Evoluciona

Programadores voluntarios de todo el mundo lo mantienen al da

Gratis Se paga la "Distribucin"


Usuario I Debe tener abierta cuenta en el sistema Se identifica con un nombre de usuario

login name

Cuentas protegida por contraseapassword

Internamente el sistema identifica al usuario con un nmero

UID User Identifier


Grupo II Los usuarios estn organizados en

grupos Cada usuario pertenece al menos a un

grupo Internamente el sistema identifica al

grupo con un nmeroGID Group Identifier


Privilegios III Operaciones que un usuario puede

realizar en el sistema Delimitadas en funcin de:

Su identidad (pareja UID y GID) Permisos de acceso al fichero (9 bits)

ReadWrite eXecute

OthersGroupOwner

rwxrwxrwx


Superusuario IV Tambin denominado root Encargado de administrar el sistema Tiene UID = 0 (cero) No tiene restricciones de ningn tipo

Puede hacer y deshacer lo que quiera La administracin de UNIX es:

Delicada y de responsabilidadExige amplios conocimientos


Sesin de trabajo I Periodo de tiempo que un usuario est

utilizando el sistema Identificacin frente al sistema

login: loginname_passwd: *******_

Se arranca un intrprete de mandatosprompt> _

Para terminar...exit ologout


Intrprete de mandatos II La interaccin del usuario con el

sistema UNIX suele ser a travs de un intrprete de mandatos

Se le denomina shell (concha) No hay una sino varias, a escoger. Para uso interactivo y programacin Para ms informacin, realizar el tutorial

http://laurel.datsi.fi.upm.es/~ssoo/FPSO/download/Entorno%20UNIX.ps


Mandatos IIImandato [opciones] [argumentos...]

Campos separados por espacios [ ] indica opcional ... indica uno o varios Las opciones comienzan por un - (menos) Peticin de ayuda sobre un mandato

-h o--help


man [what] Manual Pages Copia online de los manuales del sistema Secciones:

1. Mandatos (ej. sh, man, cat)2. Llamadas al sistema (ej. open, umask)3. Funciones de librera (ej. printf, fopen)4. Dispositivos (ej. null)5. Formato de ficheros (ej. passwd)6. Juegos7. Miscelnea8. Mandatos de Administracin del Sistema


Procesos I Al invocar un mandato:

Se ejecuta el fichero con ese nombre Todo programa en ejecucin es un

proceso Internamente el sistema identifica cada

proceso con un nmeroPID Process Identifier


Concurrencia II Cada proceso activo de cada usuario del

sistema, compite con los dems por ejecutar El sistema operativo decide cul ejecuta en

cada momento Todo sucede muy muy deprisa:

Cada proceso avanza como si fuera el nico Todos estn avanzando simultneamente

ps Muestra los procesos del sistema


Jerarqua III Los procesos se organizan en una

jerarqua padre--hijo(s) El ancestro es el proceso init

con PID = 1 Cada proceso est asociado a su

proceso padre por el PPID


rbol de Ficheros I Una nica estructura jerrquica de ficheros En UNIX los dispositivos se montan

NO existe el concepto de unidad Directorio raz

Es la raz de la jerrquica de nombres se denota con / (dividido) no con el \

Directorio HOME Al entrar al sistema, nos situamos en el HOME Pertenece al usuario

Por debajo de l podemos crear cuantos subdirectorios o ficheros queramos


Tipos de objeto II Directorios:

Contienen siempre las dos entradas:. (punto) refiere al directorio que la contiene.. (punto punto) refiere al directorio padre de este

Ficheros normales: Secuencias de bytes

Ficheros especiales: Son el interfaz de acceso a los dispositivos Estn bajo el directorio /dev Se tratan exactamente igual que los ficheros

normales, de forma que son indistinguibles


pwd Print Working Directory Cul es el directorio en que nos

encontramos en cada momento, al cul denominamos directorio actual de trabajo


cd [dir] Change Directory Cambia del actual directorio a otrocd Invocado sin argumento

nos devuelve al HOMEcd . Realmente nos deja en el

directorio actual de trabajocd .. Cambia al directorio padre

del directorio actual


ls [-opt] [dirs...] List Directory Presenta el contenido en los directorios

indicados Si no se indica se asume el directorio actual Las opciones ms usadas:

-l Una lnea por entrada con: permisos, propietario, grupo, tamao, fecha, etc

-a Muestra entradas que empiezan por . (punto), que normalmente no se ven

-R Recursivamente los subdirectorios


Descriptores de fichero I Los procesos manejan ficheros a travs

de los denominados descriptores de fichero El resultado de abrir un fichero es un

descriptor Las operaciones de manejo (lectura,

escritura, etc.) usan el descriptor Para los programas, un descriptor no es

ms que un nmero entero positivo


Descriptores estndar II Son los descriptores 0, 1 y 2 Se considera que siempre estn abiertos Los programas estndar los usan debidamente0 Entrada estndar

De l se leern los datos a procesar1 Salida estndar

En l se escribirn los resultados del proceso2 Error estndar

En l se escribirn los errores del proceso

Qu es programar?

Cmo es un ordenador por dentro?Qu sabe hacer un ordenador?Para qu se usan los ordenadores?Ciclo de vida del softwareCiclo de programacin


Cmo es un ordenador por dentro?

Registros

P

ALU

RAM

MemoriaPrincipal

ROM

DATOS

TEXTO

PILA

DATOS

TEXTO

PILA

DATOS

TEXTO

PILA

Mapas dememoria deprograma

Bus de datos Bus deEntrada/Salida

ControladoraGrfica AGP

Controladorade Disco IDE

ControladoraUSB

ControladoraRS232 Modem

Controladorasde Perifericos

Arquitectura Von Newmann


Qu sabe hacer un ordenador?

Muy poco Rapidsimo Ejecuta un nico hilo de instrucciones:

Aritmticas: suma, resta, multiplicacin... Lgicas: igual, mayor, menor... Salto: condicional, incondicional, llamada...

A una increble velocidad PC a 3000 MIPS y subiendo

Sin pausa


Para qu se usan los ordenadores?

Slo har lo que alguien le diga cmo hacer Problemas tengan solucin a mano Programas tiles para alguien:

Tareas complejas, de precisin, tediosas, etc

Es necesario desarrollar software No es trivial


1, 1.5...2

Anlisis

Usuario

Especificacin

A.--B.--C.--

1.--2.--3.--

Diseo

main(){}

Programacin

Validacin

A.OKB.OKC.OK

Implantacin

Ciclo de vida del software I


Ciclo de vida del software II Especificacin

Qu quiere exactamente el usuario final? Contrato

Anlisis Cmo resolver el problema? Descomposicin

Diseo Cada una de las partes y su interconexin


Ciclo de vida del software III Programacin Integracin

Calidad e integracin de cada mdulo Validacin

Cumplimiento de las especificaciones Implantacin

Correcto funcionamiento y aceptacin


Ciclo de programacin I Codifica

Implementa con precisin cada mdulo Comenta el cdigo fuente

Ayudar a su lectura y comprensin Verifica

Casos de prueba Herramientas de cobertura de cdigo


Ciclo de programacin II Depura

Localiza y corrige los errores de todo tipo Documenta

Genera documentacin para utilizar correctamente el programa


En resumen El ordenador:

Un tonto muy rpido, preciso e infatigable El programador:

Sabe como instruirle de forma precisa Labor creativa y gratificante, de precisin

El usuario: Impredecible y exigente

Herramientas de Desarrollo I

EditorCompiladorDepurador


EditorQu es un fichero de texto?

pico nano Simple Editor Muy sencillo de usar pero poco potente

vi vim Visual Editor (Improved) Lo encontramos en cualquier mquina UNIX

emacs GNU Project Editor Mucho ms que un simple editor Entorno que integra mltiples aplicaciones:

correo electrnico, navegador web, news, etc.


El cdigo fuente Con un editor de texto, escribimos en un archivo el

cdigo fuente del programa en el lenguaje elegido

programa principal, funcin principal o main: El punto de entrada al programa Imprescindible para obtener un ejecutable autnomo

Mnimo programa totalmente correcto

int main(void) {

return 0; }


Compilacin Traducir nuestro programa (un archivo .c o .cpp con

el cdigo fuente) en el correspondiente ejecutable (archivo en formato interno apto para ser arrancado)

La compilacin realmente involucra mltiples etapas Preprocesado de macros Anlisis sintctico del cdigo Traduccin a ensamblador Traduccin a lenguaje mquina con referencias externas Montaje contra bibliotecas para resolver esas referencias Produccin del ejecutable

El compilador informa los problemas que encuentre


Errores y Warnings El compilador debe indicar:

Errores Problemas graves que evitan que la compilacin

concluya Es imprescindible corregir estos errores

Warnings Problemas leves o alertas de posibles problemas La compilacin puede terminar pero... Es muy recomendable corregir el motivo de estos

warnings, porque son fuente de futuros errores

El objetivo es la compilacin limpia, sin ningn tipo de mensaje


gcc GNU C Compiler g++ para compilar C++ Muy bueno, rpido y eficiente Admite multitud de opciones (consulte man):

-c file.c Slo compilar, no montar -o name Nombre del fichero resultante -Wall Deteccin de todos los warnings -g Aade informacin para depuracin -O Activa optimizacin -l library Montaje con biblioteca indicada -L directory Directorio de bibliotecas


Depurador ILa compilacin limpia de un programa

no implica que sea correcto Ciertos errores slo sern visibles al ejecutar Para eliminarlos necesitamos un depurador

De bajo nivel: Ejecucin paso a paso De cdigo mquina o ensamblador Inspeccin de registros y posiciones de memoria

De alto nivel o simblico: Ejecucin lnea a lnea Del cdigo fuente que hemos escrito Inspeccionar de las variables de nuestro programa


Depurador II Debe haber compilado con g Algunas de las funciones del depurador:

Establecer puntos de parada (breakpoints) Examinar el valor de variables Ejecutar el programa lnea a lnea

Usaremos el gdb, dbx o similar


Fichero core Si un proceso termina bruscamente con un

mensaje como:segmentation fault: core dumped

Ha realizado un acceso ilegal a memoria El sistema operativo lo ha matado Se ha generado un fichero de nombre: core

Es un volcado de la imagen de memoria del proceso en el instante del fallo

Sirve para depurar tal fallo:gdb ejecutable core


gdb prog [core] GNU debugger help Men de ayuda run Ejecuta el programa break Establece un breakpoint list Muestra el cdigo print Muestra el valor de una variable continue Contina despus de un breakpoint next Ejecuta lnea sin entrar en funcin step Ejecuta lnea entrando en funcin quit Sale del depurador

Tcnicas de programacin

Trminos abstractosRazonamiento descendenteModularizacin

Y sobre todo... la experiencia


Trminos abstractos La solucin no informtica de un

problema es independiente de la herramienta Concebir el programa en el vocabulario

natural del problema Identificar estos trminos y las relaciones

entre ellos


Ejercicio

Enumere y describa

10 trminos de

cmo se juega al mus


Razonamiento descendente Si la magnitud del problema no permite

visualizarlo en toda su extensin Identificar etapas o fases Dividir el problema subproblemas De lo general a lo especfico Razonando en trminos abstractos Ir refinando una solucin


Ejercicio

Descomponga el problema

desarrollo de una partida de mus

en una jerarqua con las fases del juego


Modularizacin Perfilar ms y ms hasta delimitar cada

mdulo de nuestro programa Es suficientemente genrico? Est suficientemente delimitado? Merece ser una pieza independiente? Puede ser reutilizable?


Ejercicio

Trate de identificar los mdulos de

un programa que juegue al mus

Estructuras de Programacin

SecuenciaSeleccinIteracinFuncin o Procedimiento


Estructuras de Programacin Se identifican un conjunto mnimo de

estructuras bsicas de programacin:SecuenciaSeleccinIteracinFuncin o Procedimiento

Los programas sern: Ms fiables Ms eficientes Adaptables


Secuencia I Un nico hilo de ejecucin Sucesivos pasos o acciones que se

ejecutan en estricto orden


Secuencia (ordinograma) II

Hacer despus

Comentario] - - - - [Comienzo de bloque

- - [En estricta secuencia

Hacer antes

- - [Fin de bloque


Secuencia (pseudocdigo) III

# Esto es un comentario.

# Los comentarios no ejecutan.

PRINT "Introduzca un nmero "

INPUT valor

PRINT "Introdujo el ", valor, NL


Secuencia (cdigo C++) IV

// Esto es un comentario de lnea.

/* Esto es un comentario de bloque.

Los comentarios no ejecutan. */

cout > valor;

cout


Seleccin I Dirigir el flujo de ejecucin a una de

entre varias alternativas Escoge en funcin de condiciones

establecidas sobre los datos Expresiones booleanas, valores lgicos

CIERTO FALSO


Seleccin IF-THEN IIif (num != 0)

{

num = num * 2;

}Condicin

CIERTOFALSO

IF_THEN

Hacer


Seleccin IF-THEN-ELSE IIIif (num != 0)

{

num = num * 2;

}

else

{

num = num - 1;

}

CondicinFALSO CIERTO

IF_THEN_ELSE

HacerHacer


Seleccin SWITCH IVswitch(num + 5)

{

case -1:

num = num * num;

break;

case 0:

break;

default:

num = num / 2;

}

Seleccin

Hacer

DEFAULT

CASO 2

BREAK

Hacer

Hacer

CASO 1

SWITCH

BREAK


Iteracin I Estructuras llamadas bucles Ejecutar ninguna, una o varias veces cuerpo

del bucle La iteracin est controlada por una

condicin La condicin ha de cambiar de estado en el

cuerpo del bucle para que pueda terminar De otro modo, bucle infinito


Iteracin WHILE IIwhile (num < 0)

{

num = num + 1;

}

Mientras la condicin se evale a CIERTO

Puede no ser ejecutado ni una sola vez

Mientras

CIERTO

FALSO

WHILE

Hacer


Iteracin DO-WHILE IIIdo

{

num = num - 1;

} while (num > 0);

Es ejecutado al menos una vez

Hasta que la condicin se evale a FALSOFALSO

MientrasCIERTO

DO_WHILE

Hacer


Iteracin FOR IVfor (num = 0; num < MAX; num++)

{

sum = sum + num;

}

Bsicamente un WHILE con: Una etapa de inicializacin Otra de incremento

(o decremento)

Mientras

CIERTOFALSO

Paso

Desde

FOR

Hacer

Estilo de Codificacin

NombradoIndentacinComentariosRestricciones


Estilo de codificacin Objetivos:

mejorar la legibilidad del cdigo hacerlo ms comprensible independizarlo del autor

Su uso no implica cambio en la estructura del programa

Pero marca la diferencia entre buena y mala programacin


Nombrado I Mantener explcitos los trminos

abstractos del problema Nombres de variable y/o funcin

debern ser claros y especficos


Nombrado MAL IIvoid bar(m R)

{

int c = R.c;

int nc = 10;

int pc = rand() % c;

...

}


Nombrado BIEN IIIvoid barajar(mazo_naipes restantes)

{

int cuantos = restantes.cantidad;

int num_cortes = 10;

int primer_corte = rand() % cuantos;

...

}


Indentacin I El dibujo del cdigo ha de reflejar su

estructura. Ver y entender Usar blancos para encolumnar Tabular las lneas indicando su

profundidad Situar los delimitadores de bloque { y }

uniformemente


Indentacin MAL IIif (n == 0)

{

n = 1;

if (n == 1) {

n = 2;

}

else {

n = 3;

}n = n + 1;}


Indentacin BIEN IIIif (n == 0) {

n = 1;

if (n == 1) {

n = 2;

} else {

n = 3;

}

n = n + 1;

}


Comentarios I Codificar la idea implica prdida de

informacin Codificar es estrictamente indicar cmo hacer algo El razonamiento seguido, no queda reflejado

Se debe comentar el cdigo para iluminar al lector (y a nosotros mismos) sobre las decisiones tomadas

Un buen nombrado puede evitar comentarios intiles


Comentarios MAL II

H = H - 1; // Resto 1

...

/* Elevo al cuadrado */

r = r * r;

/* Multiplico por PI */

s = r * 3.14159;


Comentarios BIEN IIIdesfase_horario = -1;

hora = hora + desfase_horario;

...

const float PI = 3.141592654;

/* Es una circunferencia */

superf = r * r * PI;


Restricciones I Muchos lenguajes tienen clusulas que

rompen la estructura del programa Son saltos bruscos (incondicionales)

del hilo de ejecucin Hay que restringir su uso,

evitar su abuso


Restriccin IIgoto

Salto incondicional No usar jams


Restriccin IIIbreak

Sale fuera del bucle o switch ms interno Usar slo en el switch


Restriccin IVcontinue

Salta a la siguiente iteracin ms interna Usar slo como cuerpo de bucles vacos

while (time() < limite)

continue;


int main(void) {

int i; for(i=0; i


Restriccin Vreturn

Sale de la funcin devolviendo un valor Slo debe haber uno nico como ltima

sentencia de cada funcin

Tipos y estructuras de datos

Variables y constantesValor y formatoTipos bsicosEstructuras dinmicas de datos


Variables y constantes Representan cantidades y/o cualidades Antes de usarlas debemos declararlas

para que el compilador (o intrprete) sepa:

Su nombreSu mbito de vidaSu visibilidadEl tipo de datos asociado


Declaracin de variables Simple:

char c;int i;

Mltiple:char c, d;int i, j, k;

Con asignacin de valor:char c=A;int i=-133, j=i, k;


Nombrado I Debe ser no ambiguo y reflejar los

trminos abstractos del problema El lenguaje puede restringir el

nombrado Variables cuyo nombre coincida con

palabras reservadas del lenguaje Otras restricciones (ej. Longitud)


Nombrado II Evitar las palabras reservadas, en C++:

asm, auto, bool, break, case, catch, char, class, const, const_cast, continue, default, delete, do, double, dynamic_cast, else, enum, explicit, export, extern, false, float, for, friend, goto, if, inline, int, long, mutable, namespace, new, operator, private, protected, public, register, reinterpret_cast, return, short, signed, sizeof, static, static_cast, struct, switch, template, this, throw, true, try, typedef, typeid, typename, union, unsigned, using, virtual, void, volatile, wchar_t, while

Identificador correcto: {a-zA-Z_}[a-zA-Z_0-9]*


mbito de vida

Determina durante cunto tiempo existe Variable global a mdulo o programa:

durante todo el tiempo de ejecucin (toman valor inicial 0)

Variable local a, o parmetro formal de, una funcin slo durante cada llamada

(toman valor inicial basura)


Visibilidad Determina desde dnde podemos usarla Variable global al programa

desde cualquier punto

Variable global a un mdulo slo desde dicho mdulo

Variable local o parmetro formal de funcin slo desde dicha funcin

Una variable local oculta la global con el mismo nombre


Ejemplo de mbito y visibilidadint x,y; /* Globales */void funcion(void){

/* Aqu x e y son variables enteras *//* La variable z no existe */

}int main(void){

float x,z; /* Locales *//* Aqu x y z son reales e y es entera */

}


Modificadores de variablesstatic

Si global, slo global al mdulo Si local, conserva valor entre invocaciones Valor inicial 0

register Se preferira ubicar en un registro (por eficiencia)

volatile Podra cambiar de valor espontneamente por efecto de

algo "externo" al programa (Ej. registro de controlador de dispositivo)

const Su valor no debe ser alterado


Tipos de datos Podr ser uno de los tipos bsicos o bien un

tipo derivado de aquellos (los veremos) Se escoge segn el conjunto de valores que

queremos que la variable pueda tomar Los tipos numricos bsicos determinan el

rango de posibles valores Un entero no podr valer 3.75 (decimal) Un sin-signo no podr valer 1


Valor y formatoUn Kilo de oroUn Kilo de oro

tiene un determinadotiene un determinado valorvalor,, independiente de su independiente de su formatoformato::

lingote, polvo...lingote, polvo... Una cosa es el valor que una variable

tiene (o contiene) y otra el formato en que es almacenado o representado Ms sobre esto en los prximos ejemplos


Tipos bsicosSin tipoLgico: CIERTO FALSOCarcter: a A z Z 1 9 ...Entero: -1 33Real: 3.14 -5*10-15Enumerado: lunes martes ...Puntero: NULLVectores: tablero[8][8]Estructuras: {Nombre, edad, peso}


Sin tipovoid barajar(...)

Para declarar procedimientos No existen variables de este tipo


Lgicobool salir=false;

Existe en muchos lenguajes para representar valores lgicos true y false

Es de este tipo el resultado las comparaciones y de su combinacin mediante operadores lgicos AND, OR, NOT, etc

En C no existe como tipo bsico Cualquier expresin sirve de expresin lgica Se considera FALSO el valor numrico cero Por negacin cualquier valor numrico distinto de

cero es CIERTO


Carcterchar letra='a';

'\0', 'a', '', '?', '\n' Son valores numricos de tamao 1 byte... ...que representan (o representados por)

caracteres segn una convencin dada (cdigo ASCII o Latin1)

Constante entre comillas simples (apstrofo ') Secuencias de escape: '\r', '\t', '\b',... Valor en octal: '\013',...


Enteroint saldo_bancario=-1000; /* negros o rojos */unsigned numero_de_amarracos=30;

Con o sin signo Para contar o numerar Diferentes bases de representacin:

Hexadecimal(16): 0x0, -0x1, 0xFFF, 0xFea0Octal(8): 00, -01, 07777, 0177240

Decimal(10): 0, -1, 4095, 65184


Modificadores de tipos enterosunsigned char byte; /* 8 bits: 0 a 255 */signed char desfase; /* 8 bits: -127 a 128 */short int dia_anyo; /* 16 bits (aprox) */long microsegundos; /* 32 bits (aprox) */long long n_atomos; /* 64 bits (GNU C)*/ Pueden combinarse Si derivan de int puede omitirse El tamao depende de compilador y arquitectura Normalmente se usa simplemente int


Realfloat angulo, distancia=42E-11;double PI=3.14159265358979323846;

Nmeros positivos o negativos con o sin decimales

coma flotante Notacin decimal o cientfica

42*10-11


Enumeradoenum {femenino, masculino} genero;genero = femenino;

Puede tomar cualquiera de los valores simblicos que se enumeran

Internamente se representan como entero


Punteroint * puntero_a_entero=NULL;

"Vale" la direccin de otra variable del tipo indicado

La constante NULL vale 0 y no se puede derreferenciar, pero si comparar

Son la base para las estructuras dinmicas de datos

Tipo al que apunta


Puntero Ej.int variable = 7;puntero_a_entero = & variable;*puntero_a_entero = 8;/* Ahora variable vale 8 */

...puntero_a_entero = NULL;*puntero_a_entero = 2; /* ERROR */

Operador direccin de

Operador derreferenciar


Paso de referencias por valor 1 Se recibe un puntero que apunta a la variableint reiniciar(int *p, int v) { Se modifica all donde apunta el puntero

*p = 0; v = 0; }...int x=2, y=2,*ptr; Se pasa el valor de la direccin de la variablereiniciar(&x,y); /* x == 0, y == 2 */ reiniciar(ptr, 5);/* ERROR porqu? */


Paso de referencias por valor 2 Se recibe un puntero que apunta a la variableint reiniciar(int *p, int v) { Se modifica all donde apunta el puntero

*p = 0; v = 0; }...int x=2, y=2,*ptr; Se pasa el valor de la direccin de la variablereiniciar(&x,y); /* x == 0, y == 2 */ reiniciar(ptr, 5);/* ERROR porqu? */

Acceso a direccin invlidaNo inicializado


Vectores y matriceschar vocal[5]={'a','e','i','o','u'};float tablero[8][8];

Agrupaciones de informacin homognea Se almacenan en memoria contigua Se indexan con enteros desde el 0

vocal[0] = 'A';tablero[8][8] = 2.1; /* ERROR FUERA */


Punteros y Arraysint Prim[9]={2,3,5,7,11,13,17,19,23};

El nombre de un vector es (equivale a) la direccin de su primer elemento

int * ptr = Prim; /* Prim == &Prim[0] */ Los punteros se indexan e incrementan en la

cuanta del tamao del tipo al que apuntanif (*ptr == ptr[0]) ... /* Siempre CIERTO */if (ptr[1] == Prim[1]) ... /* CIERTO */ptr++;if (*ptr == Prim[1]) ... /* CIERTO*/


Tiras de caracteres Constantes entre comillas dobles

char Hola[20] = "Hola Mundo!"; Es la declaracin de su valor inicial Luego NO se asignan as

Hola = "Adios"; /* ERROR */ Son tambin vectores de caracteres

if (Hola[0] == 'H') ... /* CIERTO */ El ltimo carcter ha de ser el nulo '\0'

if (Hola[11] == '\0') ... /* CIERTO */ Hemos reservado 20 caracteres pero slo

estamos usando 12!! (11 + el nulo)


Punteros y Stringschar Hola[12] = "Hola Mundo!";char * str = Hola;

Para manipular tiras existen funciones de bibliotecaint strlen(char*str); /* Devuelve longitud */if (strlen(str) == 11) ... /*CIERTO, pero ocupa 12*/

Para recorrer tiras usamos punteros a carctervoid strcopy(char * des, char * org) {

while ((*des++ = *org++)) /* '\0' vale 0 */continue;

}strcopy(str,"Adios");if (strlen(str) == 5) ... /* CIERTO, pero ocupa 6 */


Estructurasstruct Fecha {

int Anyo, Mes, Dia;} Nacimiento;

Agrupaciones de informacin heterognea Se almacenan en memoria contigua Sus campos se indexan con el punto

Nacimiento.Mes = 1;


Punteros y Structs IIstruct Fecha {

int Anyo, Mes, Dia;} Nacimiento, *ptr;ptr = &Nacimiento;

Derreferenciamos e indexamos el campo

*ptr.Anyo = 1970; utilizamos la notacin menos mayor (flecha)

ptr->Dia = 1;


Uniones I Similar a una estructura, pero sus campos

comparten la memoria (son alternativos)struct datos {

int a, x[2];char c;

} d;

union datos {int a, x[2];char c;

} d;

d.ad.x[0]d.x[1]

d.c

d.ad.x

d.c


Uniones II Varias representaciones del mismo dato

struct empleado { ... enum {en_nomina, a_destajo} tipo_contrato;

union { int sueldo_base; float euros_hora;

} sueldo; } fulano;float euros; if (fulano.tipo_contrato == a_destajo) {

euros = horas * fulano.sueldo.euros_hora; } else {

euros = fulano.sueldo.sueldo_base * 100; }


Conversin explcita de tipo Casting: mecanismo para explicitar el

cambio de tipo de expresin o variable Le indicamos al compilador que asumimos

la responsabilidadfloat f = 65.2;int a;char c;

a=(int) f; /* a vale 65 */c=(char) a; /* c vale 65 (Cdigo ASCII de 'A') */


Definicin de nuevos tipostypedef int logico; logico terminar_ya = 0;

typedef struct nodo * lista_t; typedef struct nodo {

int valor; lista_t siguiente;

} nodo_t; nodo_t nodos[400]; lista_t lista = NULL;


Estructuras dinmicas I Permiten manejar agrupaciones de

datos cuya cantidad desconocemos de antemano

Se construyen mediante otras estructuras con punteros para interconectarse

Los punteros con valor NULL marcan los extremos de la estructura

Se ubican en memoria dinmica


Memria dinmica I Se getiona sobre el HEAP, o parte superior del

segmento de datos, con las siguientes funciones:void *malloc(size_t);

Ubica espacio suficiente para los bytes indicados

void *calloc(size_t num, size_t size); Ubica espacio (inicializado a ceros) para num elementos de

tamao size

void *realloc(void *, size_t); Reubicar. Ajustar a nuevo tamao

void free(void *); Liberar espacio previamente ubicado


Memria dinmica IIint * ptr = malloc(sizeof(int));*ptr = 8;free(ptr);

char * str = malloc(strlen("Hola") + 1);strcpy(str, "Hola");str = realloc(str, 20);strcat(str, "y adios");str = realloc(str, strlen(str) + 1);free(str);


Estructuras dinmicas II Para usar estructuras dinmicas hay

que tener (o programar), funciones de utilidad sobre dicho tipo: Insertar y extraer un elemento Buscar por contenido Ordenar etc


Listas Estructura lineal de elementos, como

los eslabones de una cadena Simplemente / doblemente encadenada FIFO / LIFO


rboles Estructura arborescente de nodos. Un nodo raz Nodos hoja si no tienen descendientes

Binario / N-ario


Tablas Hash Estructura mixta compuesta de un de

punteros a otras estructuras dinmicas Utiliza una funcin de barajado (hash)

sobre un campo clave de cada elemento para acotar la bsqueda

Operadores

AritmticosDe asignacinLgicosDe bitOtros


Operadores Aritmticos= asignacin+ suma- resta* multiplicacin/ divisin% mdulo (resto)++ auto-incremento (pre post)-- auto-decremento (pre post)


Ej. Aritmticosint a = 5 - (2 * 2); int b; float f;a++; /* a = a + 1 */a=3; b=a++; /* a=4 b=3 */a=3; b=++a; /* a=4 b=4 */a=3; b=a--; /* a=2 b=3 */f=4/3; /* == 1 Div. entera */b=4%3; /* == 1 == (4 (4/3)*3)*/ f=4.0/3; /* == 1.333 Div. real */f=(float)4/3; /* == 1.333 Div. real */


Operadores de Asignacina *= 2; /* Igual a: a = a * 2; */a /= c+3; /* Igual a: a = a / (c+3); */

Usar cast en asignaciones entre variables y expresiones de diferente tipo:

a=(int)(f/2.34);


Operadores de Comparacin y Lgicos== Igual!= Distinto> Mayor>= Mayor o igual< Menor


Ej. Comparacin y Lgicos El valor resultante de evaluar operadores lgicos es

0 sii FALSO 1 sii CIERTOint a = (3>2 || 5==4) && !1; /* a = 0 (==FALSO) */int b = (3>2 || 5==4) && 7; /* b = 1 (==CIERTO) */

Toda expresin sirve de expresin lgica considerndose: FALSA si la expresin se evala a CERO CIERTA si la expresin se evala a cualquier otro valor

if (a) ... /* Idntico a: if (a != 0) ... */if (!b) ... /* Idntico a: if (b == 0) ... */

La evaluacin de expresiones lgicas es perezosaa = (3>2 || b==4); /* b==4 no se llega a evaluar */


Operadores de Bit& AND| OR^ XOR~ NOT> Desplazamiento a la derecha


Ej. De Bitunsigned char a = 48;unsigned char b = 19;unsigned char x,y,z,w,t,s;

x = a & b;y = a | b;z = a ^ b;w = ~a;t = a>>2;s = b


Operador sizeof() Vale el nmero de bytes que ocupa (en

memoria) una variable o un tipo de datosint a; if (sizeof(a) == sizeof(int)) ... /*CIERTO*/

Se sabe durante la compilacin NO es funcin sino operador

Relaciones conocidas:1 == sizeof(char)


Operador TernarioA ? B : C

Sii (A) entonces vale B, si no vale C

int num; char * str;...str = (num%2 ? "par" : "impar");

Funciones y Parmetros

Programa Principal y ArgumentosFuncin o Procedimiento

RecursividadPaso de parmetros


El programa principal I Es el punto de entrada al programa Imprescindible para conseguir un

ejecutable autnomo o programa Mnimo programa totalmente correcto

int main(void) {

return 0; }


Argumentos de invocacin I Los argumentos con los que es

invocado el ejecutable son accesibles desde la funcin principal main

int main(int argc, char* argv[])

int argc : Nmero de argumentoschar* argv[] : Argumentos de invocacin


Argumentos de invocacin II$ gcc prog.c -o prog$ ./prog uno dos tres cuatro

int main(int argc, char* argv[])argc == 5

argv[0] p r o g\0argv[1] u n o\0argv[2] d o s\0argv[3] t r e s\0argv[4] c u a t \0r o

NULLargv[5]


Argumentos de invocacin III#include using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){

cout


Funcin Procedimiento I Semejante a funcin matemtica Invocacin, argumentos, valor devuelto

Un nico punto de entrada Un nico punto de salida

Procedimiento Si no devuelve ningn valor


Funcionalidades II Crear una funcin

para cada bien delimitada funcionalidad o mtodo

de cada mdulo del programa

Aunque slo se use una vez! Programa = conjunto de funciones


Funcin descripcin III Qu es lo que hace (funcionalidad) El nombre debe resumirlo Ejemplo clsico

factorial(n) = n * (n-1) * ... * 2 * 1 factorial(0) = 1 Para n natural (entero no negativo)


Funcin declaracin IV Dice cmo se usarla No dice cmo est hecha Se declara su prototipo

unsigned factorial(unsigned);

Qu devuelve (tipo)

Qu hace (nombre)

Qu recibe (tipo)

Punto y coma


Funcin invocacin Vint main(void){

cout


Funcin definicin VIunsigned factorial(unsigned n)

{

unsigned result = 1;

/* Recorre de n a 2 */

for (; n > 1; n--)

result = result * n;

return result;

}

Parmetro formalVariable local


Ejercicio

Programe:

La funcin principal de un programa que

muestre el factorial de los nmeros

del 0 al 20 inclusive


Solucin

#include

using namespace std;

int main(void)

{

unsigned n;

for (n = 0; n


Ejercicio

Programe la siguiente funcin definida sobre

m y n naturales

binomial(m,n) = m! / (n!*(m-n)!)


Solucin

unsigned binomial(unsigned m, unsigned n)

{

return factorial(m) / (factorial(n)*factorial(m-n));

}


Funcin recursividad VII Facultad de las funciones de invocarse

a s mismas Forma natural de expresar ciertos

problemas autocontenidos Ejemplo clsico

factorial(n) = n * factorial(n-1) factorial(0) = 1


Ejercicio

Programe:

Una versin recursiva de la funcin:

factorial(0) = 1factorial(n) = n * factorial(n-1)

Para n natural (entero no negativo)


Solucinunsigned factorial(unsigned n)

{

if (n == 0)

n = 1;

else

n = n * factorial(n - 1);

return n;

}


Funcin recursividad VIII Funcionalmente equivalente iterar La implementacin:

no contiene ningn bucle pero si una condicin de terminacin

Es mucho ms difcil de seguir La recursin infinita es fatal


Paso de argumentos por valorint main(void){

unsigned num = 5, res;res = factorial(num);/* num sigue valiendo 5 */

Se pasa el valor de la expresin evaluada, no la variable en sEsto es siempre as en CEn C++ existe el paso por referencia


Modificadores de funcinstatic

Slo visible dentro del mdulo

extern Funcin (o variable) declarada, pero definida en

algn otro stio (Ej. en biblioteca)

inline Expandir su cdigo en vez llamar a la funcin Aumenta la eficiencia y el tamao del cdigo

Preproceso y Bibliotecas

PreprocesoBibliotecas

Herramientas de Desarrollo II

Compilacin separadaArchivador y bibliotecasConstructor y otras


Compilacin y montajeSon etapas separadas

Compilacin: traducir de formato fuente a formato objeto (lenguaje mquina, ms lista de referencias externas no resueltas)

Montaje: enlazar ficheros objeto entre s y con las bibliotecas necesarias, resolviendo todas las referencias externas

Se produce un ejecutable: en formato interno apto para situar el proceso en memoria para su ejecucin


Compilacin separada En la figura:

Compilacin separada de los mdulosmain.cpp y prim.cpp

Montaje de los objetos con las bibliotecasmain.o, prim.o y libstdc++ y otras (libm, libc)

Obtencin del fichero ejecutableprimes


Diagrama de fases

prim.h

prim.cpp

main.cpp

cmath

iostream

g++ -c

g++ -c

main.o

prim.old primes

cstdlib

libc.a

libm.a

Mdulos de

usuario

Ficheros estndar

de cabecera

Compilacinseparada

Ficheros objeto

Bibliotecas estndar Montaje Ejecutable

Dependen

Fich Herram Producto

Auto

entre si

Leyenda

libstdc++.a


Extensiones Le indican al compilador el contenido de

fichero, y el tratamiento que debe realizar: .c .cpp Fuentes de C y C++

Deben ser preprocesados, compilados y ensamblados .h Fichero de cabecera de C o de C++

(/usr/include y /usr/include/c++) Declaraciones de tipos de datos, prototipos y clases Deben ser preprocesados

.o Fichero objeto Deben ser enlazados (resueltos sus smbolos)

.a .so Bibliotecas esttica y dinmica Para resolver smbolos de funciones estndar usadas


Bibliotecas Utilizar cdigo probado, no reinventar

Consultar el manual Usar fichero(s) de cabecera

#include /* en C */#include // en C++ del std::

Montar contra la biblioteca (opcin l) libc.a Biblioteca estndar de C

Tiras de caracteres, entrada y salida estndar, etc. El montaje contra esta biblioteca es automtico

libm.a Biblioteca de clculo matemtico sqrt, pow, hypot, cos, atan, etc. Hay que incluir o Hay que montar con la opcin -lm


ar Manage Archive Para crear nuestras propias bibliotecas

-d Elimina ficheros -r Aade (o reemplaza) ficheros -u Igual que -r slo si es ms nuevo -t Muestra el contenido -v Verbose -x Extrae ficheros


Constructor Permite automatizar el proceso de

construccin de un programa que est convenientemente descompuesto en mltiples mdulos

Herramienta make


make Application Maintainer Determina qu partes de un programa

deben recompilarse Debe conocer las dependencias entre

los ficheros: Un fichero debe actualizarse si alguno de

los que depende es ms nuevo Makefile

Contiene las reglas de dependencia y mandatos para actualizarlo


Makefile I# Esto es un comentario CC=gcc # Esto son macros CFLAGS=-g OBJS2=test.o prim.o

all: primes test # Esta es la primera regla

primes: main.o prim.o # Esta es otra regla gcc -g -o primes main.o prim.o -lm # Este es el mandato asociado

test: $(OBJS2) # Aqu usamos las macros ${CC} ${CFLAGS} -o $@ ${OBJS2}

main.o prim.o test.o : prim.h # Esta es una dependencia.

clean: # Esta no depende de nada, es obligatoria. rm -f main.o ${OBJS2}


Makefile II Las lneas con mandatos deben tabuladas

make Dispara la primera regla make clean Explicitando la regla a disparar

La regla objetivo dispara sus dependencias recursivamente

Macros especiales $@, $*, $


Otras herramientas Existen variedad de herramientas tiles para

el desarrollador de cdigo gprof Realizar un perfil de ejecucin

Indica dnde se pierde el tiempo Dice qu optimizar

gcov Verificacin del programa Asegura que el 100% del cdigo han sido comprobado

indent Indentacin de ficheros fuente en C Da estilo uniforme al cdigo Es muy parametrizable

Programacin en C++Nmero de diapositiva 2ContenidosEl Entorno UNIXQu es UNIX?Cmo es UNIX!Cmo es Linux!UsuarioIGrupoIIPrivilegiosIIISuperusuarioIVSesin de trabajoIIntrprete de mandatosIIMandatosIIIman [what]Manual PagesProcesosIConcurrenciaIIJerarquaIIIrbol de FicherosITipos de objetoIIpwdPrint Working Directorycd [dir]Change Directoryls [-opt] [dirs...]List DirectoryDescriptores de ficheroIDescriptores estndarIIQu es programar?Cmo es un ordenador por dentro?Qu sabe hacer un ordenador?Para qu se usan los ordenadores?Ciclo de vida del softwareI Ciclo de vida del softwareIICiclo de vida del softwareIIICiclo de programacinICiclo de programacinIIEn resumenHerramientas de DesarrolloIEditorEl cdigo fuente CompilacinErrores y WarningsgccGNU C CompilerDepuradorIDepuradorIIFichero coregdb prog [core]GNU debuggerTcnicas de programacinTrminos abstractosEjercicioRazonamiento descendenteEjercicioModularizacinEjercicioEstructuras de ProgramacinEstructuras de ProgramacinSecuenciaISecuencia (ordinograma)IISecuencia (pseudocdigo)IIISecuencia (cdigo C++)IVSeleccinISeleccin IF-THENIISeleccin IF-THEN-ELSEIIISeleccin SWITCHIVIteracinIIteracin WHILEIIIteracin DO-WHILEIIIIteracin FORIVEstilo de CodificacinEstilo de codificacinNombradoINombrado MALIINombrado BIENIIIIndentacinIIndentacin MALIIIndentacin BIENIIIComentariosIComentarios MALIIComentarios BIENIIIRestriccionesIRestriccinIIRestriccinIIIRestriccinIVbreak y continue1break y continue2RestriccinVTipos y estructuras de datosVariables y constantesDeclaracin de variablesNombradoINombradoIImbito de vidaVisibilidadEjemplo de mbito y visibilidadModificadores de variablesTipos de datosValor y formatoTipos bsicosSin tipoLgicoCarcterEnteroModificadores de tipos enterosRealEnumeradoPunteroPuntero Ej.Paso de referencias por valor1Paso de referencias por valor2Vectores y matricesPunteros y ArraysTiras de caracteresPunteros y StringsEstructurasPunteros y StructsIIUnionesIUnionesIIConversin explcita de tipoDefinicin de nuevos tiposEstructuras dinmicasIMemria dinmicaIMemria dinmicaIIEstructuras dinmicasIIListasrbolesTablas HashOperadoresOperadores AritmticosEj. AritmticosOperadores de AsignacinOperadores de Comparaciny LgicosEj. Comparacin y LgicosOperadores de BitEj. De BitOperador sizeof()Operador TernarioFunciones y ParmetrosEl programa principalIArgumentos de invocacinIArgumentos de invocacinIIArgumentos de invocacin IIIFuncin ProcedimientoIFuncionalidadesIIFuncin descripcinIIIFuncin declaracinIVFuncin invocacinVFuncin definicinVIEjercicioSolucinEjercicioSolucinFuncin recursividadVIIEjercicioSolucinFuncin recursividadVIIIPaso de argumentos por valorModificadores de funcin Preproceso y BibliotecasHerramientas de DesarrolloIICompilacin y montajeCompilacin separadaDiagrama de fasesExtensionesBibliotecasarManage ArchiveConstructormakeApplication MaintainerMakefileIMakefileIIOtras herramientas

Programación en C++ -...

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