TEMA 3: EL LENGUAJE C: PRESENTACIÓN

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1 TEMA 3: EL LENGUAJE C: PRESENTACIÓN Historia del lenguaje C Características del lenguaje C Estructura de un programa en C El editor de textos: elementos Funciones: de usuario y de librería Librerías de C Compilación, enlazado y ejecución de programas Depuración de programas Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 1

2 1.- Historia del Lenguaje C El lenguaje C fue creado en por Denis Ritchie en los laboratorios Bell como evolución del lenguaje BCPL creado por Martin Richards y del lenguaje B creado por Ken Thompson usando el UNIX como sistema operativo. En apareció una primera definición del lenguaje C en la obra El lenguaje de Programación C de Brian W.Kernighan y Dennis M. Ritchie. A partir de esa fecha, el lenguaje C ha seguido evolucionando y su éxito internacional ha llevado en al Instituto Estándares Americano (ANSI) a crear un comité que elaborase un estándar de C llamado C ANSI o C norma ANSI. La Programación Orientada a Objetos da lugar a la creación del lenguaje C++ como superconjunto del lenguaje C. A partir de este momento surgen diferentes productos que si bien respetan las normas del C ANSI incorporan nuevas utilidades. 2.- Características del Lenguaje C Es un lenguaje de propósito general usado tanto para la programación de sistemas como para aplicaciones tecnico-científicas, de bases de datos,... Es de nivel intermedio puesto que combina elementos de los lenguajes de alto nivel con elementos del lenguaje ensamblador (direcciones, números,...) Es modular, permite la compilación separada de los módulos de un programa Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 2

3 Es estructurado, soporta las estructuras básicas (secuencial, alternativa y repetitiva) permitidas en programación estructurada. Es un lenguaje de sintaxis corta y potente. Es muy portable, permite crear programas en un entorno y con sólo recompilarlos ser usados en otro entorno. 3.- Estructura de un programa en C Todo programa en C se compone de 2 partes: 1) CABECERA: La cabecera contiene: a) Las directivas del preprocesador b) Las declaraciones globales c) Los prototipos de las funciones 2) CUERPO: Está constituido por la función main que es el programa principal, y las demás funciones del usuario si las hay. La única función que es obligatoria es la función main ( ). Es decir todo programa empezará por la ejecución de la función main. Cada función (incluyendo la función main) debe contener: Una cabecera de la función, que consta del nombre de la función, seguido de una lista adicional de parámetros encerrados con paréntesis. Los parámetros son elementos que representan información que se le pasa a la función desde otra parte del programa. La función main no suele llevar parámetros, aunque sí puede llevarlos (se verá en temas posteriores). Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 3

4 A continuación de la cabecera y encerrados entre llaves, va la declaración de variables y constantes locales (correspondería al ENTORNO de la función) Y a continuación, se colocan las instrucciones o sentencias que contienen el código de la función ( sería el ALGORITMO propiamente dicho). Cada sentencia o instrucción en C termina en ;. Gráficamente sería: PROGRAMA EN C CABECERA - Directivas del preprocesador - Declaraciones globales - Prototipos de funciones CUERPO FUNCIÓN PRINCIPAL MAIN -Declaración de variables locales -Sentencias o instrucciones de la función main FUNCIÓN a -Declaración de variables locales -Sentencias o instrucciones de la función a... FUNCIÓN n -Declaración de variables locales -Sentencias o instrucciones de la función n Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 4

5 Vamos a ver un ejemplo de un programa en C para identificar cada una de estas partes: /* DIRECTIVAS DEL PREPROCESADOR */ #include <stdio.h> #define PI CABECERA /* DECLARACIÓN DE VARIABLES GLOBALES */ int numero, resultado; /* DECLARACIÓN DE PROTOTIPOS DE FUNCIONES */ int menu (void); void sumar (void); void restar (void); void multiplicar (void); void dividir (void); /* FUNCIÓN PRINCIPAL MAIN */ void main (void) cabecera función main /* DECLARACIÓN DE VARIABLES LOCALES */ int opcion; /* SENTENCIAS O INSTRUCCIONES DE LA FUNCIÓN MAIN */ do clrscr(); /*borrar pantalla*/ opcion = menu (); switch (opcion) case 1: sumar(); break; case 2: restar (); break; case 3: multiplicar (); break; case 4: dividir (); break; case 5: break; default: printf( OPCIÓN INCORRECTA ); CUERPO /* FUNCIÓN QUE MUESTRA EL MENÚ PRINCIPAL */ int menu (void) cabecer a de la función menú /* DECLARACIÓN DE VARIABLES LOCALES */ int op; /* SENTENCIAS DE LA FUNCIÓN MENU */ printf ( 1.- Sumar números\n ); printf ( 2.- Restar números\n );...continúa en la página Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 5

6 ...continuación función menú... printf ( 3.- Multiplicar números\n ); printf ( 4.- Dividir números\n ); printf ( Elija una opción-> ); op = getchar(); /* FUNCIÓN QUE SUMA VARIOS NÚMEROS HASTA QUE SE TECLE EL CERO */ void sumar (void) ) cabecera de la función sumar /* DECLARACIÓN DE VARIABLES LOCALES */ int resu, num; /* SENTENCIAS DE LA FUNCIÓN SUMA */ resu = 0; printf ( Introduzca un número (0 para terminar): ); scanf ( %d, &num); while (num!=0) resu = resu + numero; printf ( Introduzca un número (0 para terminar): ); scanf ( %d, &num); /* FUNCIÓN QUE RESTA VARIOS NÚMEROS*/ void restar (void) /* FUNCIÓN QUE MULTIPLICA VARIOS NÚMEROS*/ void multiplicar (void) /* FUNCIÓN QUE DIVIDE VARIOS NÚMEROS*/ void dividir (void) Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 6

7 3.1.- Estruct. de un prog. C: La Cabecera - DIRECTIVAS DE COMPILACIÓN Son instrucciones al compilador que serán procesadas o interpretadas por el PREPROCESADOR Siempre empiezan por el símbolo #. El PREPROCESADOR es un programa que se ejecuta antes del programa COMPILADOR y que modifica el contenido de un fichero FUENTE teniendo en cuenta las directivas Las DIRECTIVAS se pueden clasificar en: a) Las que permiten incorporar ficheros fuente (# include) Ej: # include <stdio.h> b) Las que permiten definir símbolos y macros (#define) Ej: #define PI #define cuadrado(x) x*x c) Las que permiten realizar una compilación condicional Las DIRECTIVAS MÁS USADAS son: 1) DIRECTIVA include: Indica al compilador que lea el archivo fuente que viene a continuación de ella y su contenido lo inserte en la posición donde se encuentra dicha directiva. Estos archivos que se incluyen contienen la declaración de funciones, variables y constantes usadas por el programador y se les llama ARCHIVOS CABECERA. Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 7

8 Los ARCHIVOS CABECERA tienen la extensión.h y contienen código fuente en C. Pueden ser del usuario o venir con el compilador (en el directorio include). Las directiva #include se suele poner al principio del programa. La sintaxis del #include es: #include <fichero.h> o #include fichero.h donde: - Si se usa la primera forma: el fichero debe estar en el directorio por defecto - Si se usa la 2º forma, el fichero debe estar en el directorio actual, o si se indica la ruta, en la ruta indicada. Normalmente, todo programa en C lleva la directiva: #include <stdio.h> que le indica al compilador que debe introducir la información que se encuentra en el fichero STDIO.H. Este archivo contiene las funciones de E/S de los datos. Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 8

9 2) DIRECTIVA define: Permite definir constantes y macros. Su sintaxis es: #define identificador valor A partir de la definición, el programador puede usar el identificador en cualquier parte del programa. Ej: #define TRUE 1 #define FALSE 0 Al compilar, el compilador sustituye el identificador por la valor especificado en #define, pasando a compilar el resto. Para anular una macro definida se usa: #undef identificador Ej.: #undef TRUE 3) DIRECTIVAS DE COMPILACIÓN Y OTRAS: Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 9

10 Permiten compilar porciones del código fuente de un programa selectivamente. Son: #if, #else, #endif, #ifdef, #ifndef, #line, #error, Estruct. de un prog. C: La Cabecera - DECLARACIONES GLOBALES Indican al compilador que las funciones definidas por el usuario, o variables así declaradas se pueden usar en todo el programa: SON VARIABLES GLOBALES O FUNCIONES GLOBALES O CONSTANTES GLOBALES. Siempre se sitúan antes de la función main ( ) Estruct. de un prog. C: La Cabecera - PROTOTIPOS DE FUNCIONES Todo programa en C consta de una función principal main() y de una COLECCIÓN DE FUNCIONES En un programa corto, el programa completo puede incluirse totalmente en la función main(). En un programa largo, como se tienen muchas líneas de código, resulta imposible incluirlo completamente en la función. Se deja en la función main() una serie de llamadas a las funciones definidas por el usuario. Y se crean a parte, las funciones del usuario. Una función es un conjunto de declaraciones e instrucciones que se agrupan baja un mismo nombre por el que pueden ser llamadas y, que pueden recibir o no valores de entrada y devolver o no valores de salida. Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 10

11 TODA FUNCIÓN DEBE SER: DECLARADA (prototipo de función) y DEFINIDA (indicar el conjunto de declaraciones e instrucciones que la componen) La declaración de una función o PROTOTIPO incluye sólo la cabecera de la función La utilidad de los prototipos es informar al compilador del nombre, nº y tipo de parámetros de una función. Ejemplo: int maximo (int, int); - informa de que habrá una función de nombre maximo, - que devolverá un entero y, - que se le pasarán como parámetros 2 enteros Estruct. de un prog. C: El Cuerpo - FUNCIÓN PRINCIPAL main( ) Cada programa en C tiene una función principal main( ) que es el programa principal. Su sintaxis es: void main (void ) Bloque de sentencias o instrucciones... Las sentencias incluidas entre las llaves:... se llaman bloque. Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 11

12 Un programa SÓLO PUEDE TENER UNA FUNCIÓN main ( ) Esta función main ( ) normalmente no lleva parámetros ni devuelve nada. Pero puede devolver un valor y también puede llevar parámetros Estruct. de un prog. C: El Cuerpo - FUNCIONES DEL USUARIO A continuación de la función main ( ) se colocan todas las definiciones de todas la funciones de usuario que haya en el programa. Una DEFINICIÓN DE UNA FUNCIÓN tiene la forma: tipo_devuelto nombrefunción ( lista_parametros) declaración de variables locales; sentencias; return (expresión_a_devolver); El número de definiciones de funciones que haya, debe coincidir con el número de prototipos de función que se haya situado en la cabecera del programa. Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 12

13 4.- El editor de textos: elementos Etapas o fases en la creación de un programa Las fases o etapas necesarias para crear un programa son: Si hay errores de compilación se vuelve al editor PROGRAMA FUENTE (.c,.cpp) PREPROCESADOR PROGRAMA FUENTE (.c,.cpp) COMPILADOR Archivos cabecera (. h) Se hace con un EDITOR DE TEXTOS PROGRAMA OBJETO (.obj,.o) Está en lenguaje máquina ENLAZADOR O LINKER BIBLIOTECA DE FUNCIONES PROGRAMA Profesora: Mª Alejandra Tomás EJECUTABLE Fdez 13 (.exe)

14 4.2.- Entorno Integrado VISUAL C Contiene las opciones para: nuevo, abrir, cerrar, guardar e imprimir el fichero fuente Para: compilar, linkar y ejecutar Para: Depurar LINKAR EJECUTAR Ventana de proyectos o Workspace COMPILAR Ventana del editor: donde escribimos el código C Ventana de salida (output): muestra resultados y errores de compilar, linkar, Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 14

15 EJERCICIOS DE EDITOR, COMPILADOR Y DEPURADOR 1.- Copia en el editor de textos el siguiente programa en C que muestra en pantalla el saludo HOLA QUE TAL. Compílalo y ejecútalo: #include <stdio.h> void main (void) printf( HOLA QUE TAL ); 2.- Modifica el ejercicio 1 y quita el ; que hay al final de la línea : printf( HOLA QUE TAL ). Guarda el nuevo ejercicio y compílalo. Observa el error de compilación que te da por quitar ese ; 3.- Copia en el editor de textos el siguiente programa en C que pide 2 nº enteros, los suma y muestra su resultado en pantalla. Compílalo y ejecútalo: /* Programa que pide 2 nº enteros, los suma y muestra su resultado */ #include <stdio.h> void main (void) int a, b; //declaro 2 variables enteras a y b printf ( Dame 2 nº enteros: ); scanf ( %d %d,&a,&b); //recojo los 2 nº que me da el usuario printf ( \nla suma de %d + %d = %d, a, b, a+b); //muestro en pantalla el resultado Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 15

16 5.- Funciones de usuario y de librería Una función es un conjunto de declaraciones e instrucciones que se agrupan baja un mismo nombre por el que pueden ser llamadas y, que pueden recibir o no valores de entrada y devolver o no valores de salida. TIPOS DE FUNCIONES: - DE USUARIO - DE LIBRERÍA FUNCIONES DE USUARIO: Las crea el programador, pudiendo crear su biblioteca de funciones. Se definen con una determinada sintaxis Por cada función de usuario habrá un prototipo (es la cabecera de la función) FUNCIONES DE LIBRERÍA: Son funciones que vienen ya definidas en C Las hay de muchos tipos: de entrada y salida, Librerías o Bibliotecas de C Una librería o biblioteca es un conjunto probado, documentado y compilado, de funciones que pueden ser invocadas desde cualquier programa que permita hacer uso de ellas. Suelen tener la extensión.lib El lenguaje C se acompaña de un cierto número de LIBRERÍAS que incluyen funciones que realizan varias operaciones y cálculos de uso frecuente. Cada librería de las que incluye el C viene acompañada de su fichero cabecera (se llama igual que la librería, pero extensión.h). En este fichero se incluyen los prototipos de las funciones de la biblioteca y declaraciones de constantes y demás variables necesarias para poder usar las funciones de la biblioteca correspondiente. Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 16

17 A una función de una biblioteca se accede igual que a una función de usuario (mediante una llamada). Pero, para poder realizar la llamada NECESITAMOS CONOCER EL PROTOTIPO DE LA FUNCIÓN para poder pasarle correctamente los parámetros. Además,EL PROGRAMA QUE VA A USAR ESA FUNCIÓN (no nosotros) NECESITA SABER INFORMACIÓN ADICIONAL SOBRE CONSTANTES, TIPOS DE DATOS,... QUE SE LA PROPORCIONA EL ARCHIVO CABECERA DE ESA LIBRERÍA DONDE SE ENCUENTRA LA FUNCIÓN DESEADA. Por eso, necesitamos indicar el archivo cabecera de la librería donde se encuentra la función que vamos a usar. 7.- Compilación, enlazado y ejecución de programas Una vez escrito un programa con un editor se pasará a: 1) Compilar (en el caso de C, dar esta orden supone que empiece a funcionar el preprocesador y posteriormente el compilador propiamente dicho) 2) Linkarlo o enlazarlo: El enlazador realiza una comprobación más estricta de tipos de datos y demás consideraciones sobre la carga del programa y añade el código de las bibliotecas empleadas a nuestro programa objeto, creando un ejecutable. 3) Si no hubo ningún error en las fases anteriores, se pasa a ejecutar el programa. 4) Si al ejecutar el programa se detectan errores que hasta ahora no se habían detectado, se pasa a la fase de DEPURACIÓN DEL PROGRAMA. 8.- Depuración de Programas El proceso de encontrar errores en un programa listo para ejecutar se le llama DEPURACIÓN DEL PROGRAMA. Para la depuración de programas se usa un software especial llamado DEBUGGER O DEPURADOR. Cuando se detecta un error lógico en un programa ya compilado, se debe ejecutar dicho programa PASO A PASO (siguiendo su traza) hasta el punto en que se observe que un valor calculado difiere del valor esperado Profesora: Mª Alejandra Tomás Fdez 17

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