GL-PCS2201-L05M FUNCIONES Y LA ESTRUCTURA DEL PROGRAMA EN LENGUAJE C

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1 GL-PCS2201-L05M FUNCIONES Y LA ESTRUCTURA DEL PROGRAMA EN LENGUAJE C CARRERA: INGENIERÍA DE EJECUCIÓN EN ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA TÉCNICO EN ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA ASIGNATURA: PCS2201 PROGRAMACIÓN DE COMPUTADORES SEMESTRE: II PROFESOR: GUILLERMO BADILLO A. 1. Introducción La siguiente actividad tiene como finalidad familiarizar al alumno con los conceptos básicos de funciones y la estructura del programa 2. Objetivos Al completar esta guía el alumno será capaz de: Describir el concepto de función. Trabajar con funciones que devuelven valores Realizar llamados a función por valor y por referencia Comprender el concepto de variables locales y variables globales. Comprender los conceptos de parámetros y argumentos. Conocer el concepto de recursividad 3. Duración Siete días. 4. Prerrequisitos Antes de realizar esta guía el alumno debe haber realizado satisfactoriamente la guía GL-PCS2201 L04M SENTENCIAS DE CONTROL DE PROGRAMA DEL LENGUAJE C 5. Bibliografía previa Autor: Kernighan Brian & Ritchie Dennis. Título: El Lenguaje de Programación C Editorial: Prentice Hall. Capítulo Marco teórico Funciones Las Funciones son bloques de código de C, y es el lugar donde ocurren todas las actividades del programa. Este guía examina estas características, incluyendo los argumentos de las funciones, los valores que retornan, prototipos, y recursividad. La forma general de una Función La forma general de una función es tipo_retorno nombre_función (lista de parámetros) 1

2 cuerpo de la función el tipo de retorno especifica el tipo de dato que devuelve la función. Una función puede retornar cualquier tipo de dato excepto un arreglo. La lista de parámetros es una lista de variables con su nombre y tipo separadas por coma. Los parámetros reciben los valores de los argumentos cuando se llama una función. Una función puede no contener parámetros, en cuyo caso la lista está limpia. Una lista de parámetros limpia se puede especificar colocando la palabra reservada (keyword) void dentro de los paréntesis. La sentencia return La sentencia return tiene dos importantes usos. Primero, provoca una salida inmediata de la función, segundo puede ser usado para retornar un valor. Retornando desde una Función Una función cuando finaliza su ejecución puede retornar de dos formas a quién la llamó. La primera es cuando la última sentencia en la función se ha ejecutado y, conceptualmente, la función finaliza cuando se encuentra con el paréntesis de llave,. Por ejemplo, esta función toma una dirección a un string como su parámetro y muestra el string en forma inversa: void pr_reverse(char *s) register int t ; for(t = strlen(s) 1; t >= 0; t --) printf( %c, s[t]); Una vez que se ha mostrado el string, no hay más que hacer en la función, por lo tanto retorna al lugar desde donde fue llamada. Actualmente, este método de terminar la ejecución de una función. No es muy utilizado. La mayoría de las funciones utilizan la sentencia return para parar la ejecución de la función. Una función puede contener varias sentencias return. Por ejemplo, la función find_substr(), retorna ya sea la posición de inicio de un substring dentro de un string o 1 si no encuentra uno. int find_substr (char *s1, char *s2) register int t; char *p, *p2; for(t = 0; s1[t]; t++) p= &s1[t]; p2=s2; while(*p2 && *p2 = = *p) p++ ; p2++ ; if (!*p2) /* el substring fue encontrado*/ return; return 1; /*no se encontró el substring*/ 2

3 Retornando valores Todas las funciones excepto las tipos void, retornan un valor. Este valor de retorno se especifica por la sentencia return. Considere la siguiente función que retorna un valor entero. #include <stdio.h> int mul(int a, int b); int main(void) int x,y,z; x = 10; y = 20; z = mult(x, y); /* 1*/ printf ( %d,mul(x,y));/*2*/ mul(x,y); /*3/ return 0; int mult(int a, int b) return a*b; En la línea 1, el valor retornado de mult() es asignado a z. En la línea 2, no es asignado a nada, pero es usado por la función printf(). Finalmente, en la línea 3, el valor de retorno se pierde, ya que no está siendo asignado a nada o no es usado como parte de una expresión. Qué significa que la función main () retorne? La función main() retorna un valor entero al proceso que la está llamando, que generalmente es el sistema operativo. Al retornar un valor desde main() es equivalente a llamar a la función exit(). Un valor de retorno igual a 0 indica que el programa terminó en forma normal. Cualquier otro valor indica que ocurrió algún error en la salida del programa. Argumentos de la función Si una función aceptará argumentos, se deben declarar los parámetros que recibirán estos argumentos. La declaración de los parámetros debe ocurrir antes de usar la función. int mul(int a, int b); //declaración de la función tipo_de_retorno nombre parámetros Llamado por valor, llamado por referencia En el lenguaje C, existen dos formas de pasar los argumentos a una función. La primera es llamada por valor. Este método copia el valor de un argumento en los parámetros formales de la función. En este caso los cambios hechos en los parámetros no tienen efecto en los argumentos. La segunda forma es la llamada por referencia. en este método, la dirección de un argumento es copiada en el parámetro. Dentro de la función, la dirección se usa para acceder al argumento actual usado en la llamada. Esto significa que los cambios hechos en los parámetros afectan los argumentos. Por defecto C usa el llamado por valor para pasar los argumentos. programa: Considere el siguiente #include <stdio.h> int sqr(int x); int main(void) int t = 10; 3

4 printf( %d %d, sqr(t), t); return 0; int sqr (int x) x = x * x; return x; En este ejemplo, el valor del argumento a sqr(), 10, es copiado en el parámetro x. Cuando la asignación x = x *x toma lugar, solamente la variable local x es modificado. La variable t, usada para llamar a sqr(), aún mantiene el valor 10. por lo tanto, la salida es Creando una llamada por referencia Ud. Puede crear un llamado por referencia pasando un puntero del argumento en vez de pasar el valor del argumento mismo. Debido a que se pasa la dirección del argumento a la función, el código dentro de esta puede cambiar el valor del argumento fuera de la función. Los punteros son pasados a las funciones de la misma manera que los argumentos. Por supuesto que necesita declarar los parámetros como punteros. Por ejemplo la función swap(), intercambia los valores de variables tipo entero apuntadas por sus argumentos. void swap(int *x, int *y) int temp; temp = *x; // graba el valor a la dirección de x *x = *y; // pone y en x *y = temp; // pone x en y la función swap() está disponible para intercambiar los valores de dos variables apuntada por x e y debido a que sus direcciones (no sus valores) son pasadas. Dentro de la función, el contenido de las variables son accesadas usando las operaciones estándar de punteros, y sus valores son intercambiados. Recuerde que cualquier función que use punteros en sus parámetros, debe ser llamada con la dirección de los argumentos. El siguiente programa muestra la forma correcta de llamar a swap(): #include <stdio.h> void swap(int *x, int *y); int main(void) int x,y; x = 10; y = 20; printf( los valores de x e y antes del cambio :%d %d\n,x,y); swap(&x, &y); //llamado a la función printf( los valores de x e y después del cambio :%d %d\n,x,y); return 0; void swap(int *x, int *y) int temp; temp = *x; // graba el valor a la dirección de x *x = *y; // pone y en x 4

5 *y = temp; // pone x en y la salida del programa es: los valores de x e y antes del cambio: los valores de x e y después del cambio: Note que el operador de dirección (&) junto a los argumentos es pasado cuando se realiza el llamado a la función, swap(&x, &y); Recursividad Una función puede llamarse así misma. Una función es recursiva si una sentencia en el cuerpo de la función llama a la función que la contiene. Un simple ejemplo de la función factr() que obtiene el factorial de un número entero. El factorial de un número N es el producto de todos los números desde 1 hasta N. Por ejemplo el factorial de 3! es 1x2x3, o sea 6. /* obtiene el factorial de un número en forma recursiva */ int factr(int n) /* recursivo*/ int answer; if(n ==1) return (1); answer = factr(n-1)*n; //recursividad, se llama a si misma return(answer); /* obtiene el factorial de un número en forma no recursiva (normal)*/ int fact(int n) /* no recursivo*/ int t, answer; answer=1; for (t=1; t<=n; t++) answer = answer*(t); return(answer); la operación de la función no recursiva fact() debería estar clara. Esta utiliza un ciclo iniciando en 1 y finalizando en el número, y progresivamente multiplica cada número moviendo el producto. La operación de la función recursiva factr() es un poco más compleja. Cuando factr() es llamada con el argumento de 1, la función retorna 1, de lo contrario retorna el producto de factr(n-1)*n. Para evaluar esta expresión, factr() es llamada con n-1. esto sucede hasta que n es igual a 1 y el llamado a la función comienza retornando. Al calcular el factorial de 2, el primer llamado a la función factr() provoca un segundo llamado a realizar con el argumento de 1,. Este llamado retorna 1, el cual es multiplicado por 2 (el valor original de n). La respuesta es entonces 2. 5

6 7. Actividades a realizar 7.1. Actividad 1: CREACIÓN Y MANEJO DE FUNCIONES EN C a. Equipos requeridos - 1 Computador PC con sistema operativo Windows XP o Windows Software Microsoft Visual Studio.Net (Visual C++) b. Número de alumnos sugerido por equipo Se recomienda realizar esta actividad en forma individual c. Instrumentos requeridos - No Hay d. Herramientas requeridas - No Hay e. Descripción y procedimiento Las funciones dividen tareas grandes de computación en varias más pequeñas, y permiten la posibilidad de construir sobre lo que otros ya han hecho, en lugar de comenzar desde cero. Para el desarrollo de la guía realizaremos un programa que obtenga el área de tres figuras geométricas: Triángulo, Círculo y el Cuadrado. Para lo cual desarrollaremos tres funciones distintas que realicen estos cálculos. 1.- Abra Visual Studio.NET Cree un nuevo proyecto de Visual C++ tipo aplicación de Consola. 2.- Guarde el proyecto con el nombre G5_A1_Funciones. 3.- En el editor de código y antes de las directivas al preprocesador inserte unas líneas de comentario donde describa el objetivo del programa la fecha de creación y el autor del programa. 4.- Declaración de funciones: de acuerdo a la estructura del programa en C, declare una función de tipo float, de nombre AreaTriangulo y con dos parámetros de tipo float, de nombre base y el otro de nombre altura. Ej: float AreaTriangulo(float base, float altura); 5.- Declare una función de tipo float, de nombre AreaCirculo y con un parámetro de tipo float, de nombre radio. Ej: float AreaCirculo(float radio); 6.- Declare una función de tipo float, de nombre AreaCuadrado y con un parámetro de tipo float, de nombre lado. Ej: float AreaCuadrado(float lado); 7.- Verifique con la figura 1 las acciones del paso 4 al 6. 6

7 Figura 1: bloque de código para la declaración de funciones 8.- Note que estas declaraciones se deben realizar antes de la función main y que el tipo de dato float permite ingresar valores decimales. 9.- En la función principal escriba un sentencia que imprima a pantalla el string Programa Cálculo de Área. No olvide terminar el string con el carácter de control no imprimible \n (Nueva línea) Declare las siguientes variables locales a main: b, h, r y l como float y op como char Ahora agregue una sentencia que imprima a pantalla Calculo a realizar: T-Triangulo, C- Circulo, U-Cuadrado. La idea de este punto es que UD cree una opción de menú, en donde dé la opción a un usuario para que seleccione la actividad a ejecutar. Note que puede usar números para las tres opciones, (Ejemplo: 1 Area Triangulo, 2 Area Circulo, etc). Aplique creatividad Inserte una sentencia con la función getche() para tomar el valor entrado por teclado y asígnelo a la variable op. Esto también lo puede realizar con la función scanf() Note que la función getche () toma un carácter desde teclado sin esperar que el usuario presione Enter En este punto implemente el código de las funciones inmediatamente después de la función main Se muestra el código para la función Areatriangulo () float AreaTriangulo (float base, float altura) float areat = (base * altura)/2; return areat; 16.- Salve el proyecto desde la opción Guardar Todo. 7

8 17.- UD deberá programar el código para las otras funciones, luego depurar, compilar el código y luego ejecutar el programa. Realice esta acción sin la ayuda del profesor ATENCIÓN: En este momento debe llamar al profesor para que corrobore su trabajo, NO DEBE CONTINUAR CON EL PRÓXIMO PASO HASTA QUE EL PROFESOR LO AUTORICE Realizada la actividad pase a la actividad de evaluación. f. Guía de auto evaluación para el alumno 1.- Cuál es la diferencia entre los parámetros y los argumentos de una función? 2.- Diseñe una función que obtenga la potencia de un número ( X Y ) y retorne un valor de tipo double a la función principal (main( )) 3.- Qué significa programación modular? 4.- Cuáles son las funciones para tomar un carácter ingresado desde el teclado? 5.- Cómo se declara una función que retorna un entero y recibe dos valores flotantes? 8

9 g. Pauta de evaluación de la actividad 1 (Guía 5) Habilidades U/ Programación. Logrado No Logrado Descripción Programa correctamente el código fuente según la estructura del lenguaje C/C++. (uso de funciones) U/ Compilación. El programa logra compilar correctamente y sin errores. U/ Ejecución. El programa se ejecuta en forma correcta y sin errores. U/ Ayuda Usa correctamente las herramientas de ayuda y de depuración del IDE de Visual C++. Determinación de la falla y/o actividad Primer intento Segundo intento Tercer intento Descripción Falla y/o Actividad Determina una falla o realiza la actividad de forma satisfactoria Descuento (si se aplica) Actitudes Logrado No Logrado Descripción Orden Limpieza Cuidado Seguridad Autocontrol Mantiene su espacio de trabajo ordenado, mientras realiza la experiencia y se comporta en forma ordena mientras realiza las actividades. Mantiene su espacio de trabajo limpio mientras realiza la experiencia y se preocupa de que quede limpio al finalizar la actividad. Realiza la experiencia cuidando no producir daños físicos y materiales a los componentes, compañeros y a él mismo, los cuales son intrínsicos a la actividad. Observa las normas de seguridad al trabajar en un laboratorio de computación. Se mantiene controlado a pesar de los intentos fallidos y ante la presión del tiempo para realizar las actividades Actividad 2: CREACIÓN DE FUNCIONES RECURSIVAS EN C a. Equipos requeridos - 1 Computador PC con sistema operativo Windows XP o Windows Software Microsoft Visual Studio.Net (Visual C++) b. Número de alumnos sugerido por equipo Se recomienda realizar esta actividad en forma individual c. Instrumentos requeridos - No Hay d. Herramientas requeridas - No Hay 9

10 e. Descripción y procedimiento Las funciones recursivas son aquellas que pueden llamarse a sí misma ya sea directa o indirectamente. Considere un algoritmo de ordenamiento (quicksort). Dado un arreglo, un elemento se selecciona y los otros se particionan en dos subconjuntos aquellos menores que el elemento de la partición y aquellos mayores o igual a él. El mismo proceso se aplica recursivamente a los dos subconjuntos. Cuando un subconjunto tiene menos de dos elementos no necesita ya de ningún ordenamiento; esto detiene la recursividad. Para la actividad usaremos el código para obtener el factorial de un número en forma recursiva. 1. Cree un nuevo proyecto de Visual C++ tipo aplicación para consola. 2. Guarde el proyecto con el nombre de G5A2_Recursividad 3. En el editor de código y antes de las directivas al preprocesador inserte unas líneas de comentario donde describa el objetivo del programa la fecha de creación y el autor del programa. 4. en la función principal (main) programe las sentencias necesarias en donde solicite la usuario que ingrese un número, tome el valor ingresado y lo asigne a una variable de tipo entero. 5. Implemente la siguiente función que obtiene el factorial de un número: int factr(int n) /* recursivo*/ int answer; if(n ==1) return (1); answer = factr(n-1)*n; //recursividad, se llama a si misma return(answer); 6. Vuelva a la función principal y realice el llamado a la función factr pasandole el valor ingresado por el usuario. 7. imprima el valor devuelto por la función factr. 8. no se olvide de declarar la función factr en el bloque de declaración de funciones. 9. Salve el proyecto desde la opción Guardar Todo. 10. ATENCIÓN: En este momento debe llamar al profesor para que corrobore su trabajo, NO DEBE CONTINUAR CON EL PRÓXIMO PASO HASTA QUE EL PROFESOR LO AUTORICE. 11. Inicie la depuración y ejecute el programa, y verifique que obtenga la consola de salida mostrada en la figura 1. Figura 1: Consola de salida función recursiva 12. Verifique que el código escrito por UD coincida con el siguiente bloque de código: #include "conio.h" #include "stdio.h" int factr(int n); /* recursivo*/ int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 10

11 int num,factorial; printf("ingrese un numero para obtener su factorial: "); scanf("%d",&num); factorial= factr(num); printf("el Factorial del numero %d es %d \n", num, factorial); getche(); return 0; int factr(int n) /* recursivo*/ int answer; if(n ==1) return (1); answer = factr(n-1)*n; //recursividad, se llama a si misma return(answer); 13. Realizada la actividad pase a la actividad de evaluación f. Guía de auto evaluación para el alumno 1.- Qué significa que una función sea recursiva? 2.- En el programa del factorial Cuál es la sentencia o línea de código en donde se programa la recursividad? 3.- Cree una función recursiva que realice la inversión de un número 4.- Cuáles son las ventajas y desventajas de la recursividad? 5.- Qué realiza el siguiente bloque de código?: void printd(int n) if ( n < 0) putchar (' ' ); n = - n; if ( n / 10 ) printd( n / 10); putchar ( n % 10 + ' 0' ); 11

12 g. Pauta de evaluación de la actividad 2 (Guía 5) Habilidades U/ Programación. Logrado No Logrado Descripción Programa correctamente el código fuente según la estructura del lenguaje C/C++. (uso de funciones recursivas) U/ Compilación. El programa logra compilar correctamente y sin errores. U/ Ejecución. El programa se ejecuta en forma correcta y sin errores. U/ Ayuda Usa correctamente las herramientas de ayuda y de depuración del IDE de Visual C++. Determinación de la falla y/o actividad Primer intento Segundo intento Tercer intento Descripción Falla y/o Actividad Determina una falla o realiza la actividad de forma satisfactoria Descuento (si se aplica) Actitudes Logrado No Logrado Descripción Orden Limpieza Cuidado Seguridad Autocontrol Mantiene su espacio de trabajo ordenado, mientras realiza la experiencia y se comporta en forma ordena mientras realiza las actividades. Mantiene su espacio de trabajo limpio mientras realiza la experiencia y se preocupa de que quede limpio al finalizar la actividad. Realiza la experiencia cuidando no producir daños físicos y materiales a los componentes, compañeros y a él mismo, los cuales son intrínsicos a la actividad. Observa las normas de seguridad al trabajar en un laboratorio de computación. Se mantiene controlado a pesar de los intentos fallidos y ante la presión del tiempo para realizar las actividades. 12

13 8. Pauta de evaluación de la guía Rut Alumno Nota Asignatura Programación de Computadores Sigla PCS2201 Sección Nº Guía 5 Nombre FUNCIONES Y LA ESTRUCTURA DE PROGRAMA EN LENGUAJE C Descripción Uso de funciones y funciones recursivas del Lenguaje de programación C/C++ P/ Programación 7 - Logrado 1 - No Logrado 60% Habilidades % Descripción 10% P/ Compilación 20% P/ Ejecución 15% P/ Validación P/ Depuración U/ Ayuda Primer intento: 7 Segundo intento: 4 15% Diseño 30% Funcionamiento 10% 40% Configuración solicitada y/o actividad N1: Tercer intento: 1 Programa correctamente usando variables y expresiones aritméticas siguiendo fielmente la estructura del lenguaje de programación C/C++. Usa correctamente las funciones para una programación modular, bajo el IDE de Visual C++ Realiza correctamente la compilación del código fuente y logra interpretar los errores de compilación. Realiza correctamente la ejecución del programa y logra interpretar los errores de ejecución. Valida correctamente la entrada de datos al programa. Usa las herramientas de Depuración y de Ayuda del IDE de Visual C++. Descripción Realiza el código fuente para un problema matemático bajo la estructura del lenguaje C/C++, solicitado por el profesor de forma satisfactoria. Realiza la explicación del funcionamiento lógico del código fuente solicitado por el profesor de forma satisfactoria. Actitudes : Descuento (si se aplica) en cada ítem - Máximo 3,5 puntos menos de la nota - Logrado - No Logrado Orden 0.5 Limpieza 0.5 Cuidado 1.0 Seguridad 1.0 Autocontrol 0.5 El alumno debe Firma Alumno Descuento Repetir la experiencia Descripción Mantiene su espacio de trabajo ordenado mientras realiza la experiencia y se comporta en forma ordena mientras realiza las actividades Mantiene su espacio de trabajo limpio mientras realiza la experiencia y se preocupa de que quede limpio al finalizar la actividad Realiza la experiencia cuidando no producir daños físicos a los componentes, compañeros y a sí mismo. Observa las normas de seguridad al trabajar en un laboratorio de computación. Se mantiene controlado a pesar de los intentos fallidos y ante la presión del tiempo para realizar las actividades. Pasar a la experiencia siguiente Nota: N1 N2. 13

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