Informática y Programación Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles Curso 2010/2011

Transcripción

1 Módulo 2. Fundamentos de Programación Informática y Programación Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles Curso 2010/2011 1

2 CONTENIDO Tema 1. Conceptos generales de algorítmica Tema 2. Sentencias de control Tema 3. Conjuntos dimensionados Tema 4. Programación estructurada Tema 5. Ficheros 2

3 Sentencias de control En el cuerpo de un algoritmo se especifican ordenadamente las distintas acciones de la que este se compone. En general, estas acciones se denominan sentencias o instrucciones. Podemos clasificarlas en tres tipos: sentencias secuenciales. sentencias condicionales. sentencias repetitivas. Cualquier algoritmo se puede realizar con estas sentencias 3

4 Sentencia secuencial Es el tipo de sentencia más simple, consiste en la ejecución consecutiva las instrucciones del algoritmo, es decir, secuencialmente una instrucción detrás de otra. Se puede escribir de dos formas distintas, de forma vertical una después de otra. <acción 1> // primera acción o sentencia a ejecutar <acción 2> // segunda acción o sentencia a ejecutar <acción n> // última acción o sentencia a ejecutar O de forma horizontal separándolas por comas. < acción 1 >, < acción 2 >, < acción N > Diagrama de flujo: Utilizado para expresar de forma gráfica un algoritmo. acción 1 acción 2 acción n 4

5 Sentencia secuencial Cabecera Declaración de variables Cuerpo secuencial Cierre Entrada datos Salida datos Algoritmo Cálculos variable real a, b, c, d, e, x, y Escribir( Introduzca x, y ) Leer(x,y) a = x + y b = x / y c = x - y d = x * y e = y * y Escribir(a, b, c, d, e) fin Algoritmo Inicio Leer x,y a=x+y b=x/y c=x-y d=x*y e=y*y Escribir a,b,c,d,e Fin 5

6 Sentencias condicionales Permiten controlar el flujo de ejecución. Se especifica una condición que se evalúa y dependiendo de su resultado, verdadero o falso, ejecutará una acción (o grupo de), o bien otra acción distinta (o grupo de). Tipos: Sentencia condicional simple (si, entonces, fin si) Sentencia condiciona doble (si, entonces, si no, fin si) Sentencia condicional múltiple (según, fin según) 6

7 Sentencia condicional simple Se emplea en el caso que no queramos realizar ninguna acción cuando la condición no se cumple. La sintaxis contiene las palabras reservadas si, entonces, fin si que delimitan la condición y la acción o acciones a realizar. si <Condición> entonces // <Condición> es un predicado o expresión lógica fin si <Acción> //< Acción> es una o un conjunto de acciones // a ejecutar cuando <Condición> es verdadera 7

8 Sentencia condicional simple Algunas operaciones matemáticas, como el cálculo de un algoritmo, requieren que los operadores sean positivos. Un ejemplo de uso de la sentencia condicional simple es el algoritmo que comprueba si el dato de entrada es mayor que cero. Algoritmo Mayor Cero variable real x Escribir( Introduzca un número. ) Leer(x) si x > 0 entonces Escribir( Número mayor que cero. ) fin si fin Algoritmo 8

9 Sentencia condicional doble Se emplea cuando queremos realizar un grupo de acciones si la condición se cumple y otro grupo de acciones distintas cuando la condición no se cumple. Sintaxis si <Condición> entonces si no fin si <Acción 1> <Acción 2> // <Condición> es un predicado o expresión lógica // < Acción 1> es una o un conjunto de acciones a // ejecutar cuando <Condición> es verdadera //< Acción 2> es una o un conjunto de acciones a // ejecutar cuando <Condición> es falsa 9

10 Sentencia condicional doble Como ejemplo, un algoritmo que comprueba antes de realizar la operación de división, si el denominador es igual a cero. Algoritmo Divide dos números variable real a, b, r Escribir( Introduzca los valores de las variables a y b ) Leer(a,b) si b == 0 entonces Escribir( Error: División por cero ) si no r = a / b Escribir( Resultado=, r) fin si fin Algoritmo 10

11 Sentencia condicional múltiple Las sentencias condicionales se pueden anidar, permitiendo expresar múltiples acciones dentro del algoritmo. si <Condición 1> entonces si no <Acción 1> si <Condición 2> entonces <Acción 2> si no <Acción 3> fin si <Acción 4> fin si // Se ejecuta cuando <condición 1> sea verdadera // Se ejecuta cuando <condición 2> sea verdadera // y <condición1> falsa // Se ejecuta cuando <condición 2> sea falsa // y <condición1> falsa // Se ejecuta cuando <condición 1> sea falsa 11

12 Sentencia condicional múltiple Las sentencias condicionales múltiples también se pueden expresar en forma de diagrama de flujo: 12

13 Sentencia condicional múltiple Sentencia según es una sentencia condicional cuya sintaxis compacta las múltiples condiciones que se necesitan. Sintaxis: según <Expresión> // debe tomar valores enteros o carácter caso <Valor1>: <Acción 1> caso <Valor2>: <Acción 2> caso <Valor3>: <Acción 3>... en otro caso // se ejecuta si <Expresión> toma el valor <Valor1> // se ejecuta si <Expresión> toma el valor <Valor2> // se ejecuta si <Expresión> toma el valor <Valor3> <Acción N> // se ejecuta si <Expresión> toma valor distinto a los anteriores fin según 13

14 Sentencia condicional múltiple En la sentencia según cuando <Expresión> adquiere el <Valor1> se realiza la <Acción 1>, cuando adquiere el <Valor2> se realiza la <Acción 2>, y así sucesivamente. Finalmente, en caso de tomar otro valor no especificado se realiza la <Acción N>. Diagrama: 14

15 Sentencia condicional múltiple Escribir un algoritmo que muestre un mensaje que indique si el día es laborable o fin de semana dependiendo del valor numérico introducido por teclado (de 1 a 7, siendo 1 el lunes y 7 el domingo. Cualquier otro número se mostraría un mensaje de error) Algoritmo Laborable o no variable entera dia Escribir( Introducir el numero de día de la semana: ) Leer(dia) según dia caso 1: Escribir( Laborable Lunes ) caso 2: Escribir( Laborable Martes ) caso 3: Escribir( Laborable Miércoles ) caso 4: Escribir( Laborable Jueves ) caso 5: Escribir( Laborable Viernes ) caso 6: Escribir( Fin de semana Sábado ) caso 7: Escribir( Fin de semana Domingo ) en otro caso: escribir( Error ) fin según fin Algoritmo 15

16 Ejercicios sentencias condicionales 1. Realizar un algoritmo que devuelva el valor absoluto de un número entero dado. 2. Escribir un algoritmo que indique si un número es par. 3. Escribir un algoritmo que determine si un número es múltiplo de 2 y de Realizar un algoritmo que lea dos números enteros en las variables a y b, y se asegure de guardar en la variable a el mayor de ambos. 5. Realizar un algoritmo que lea un número entero e indique si es mayor, menor o igual a Escribir un algoritmo que solicite dos números enteros y muestre el mayor de ellos por pantalla. El algoritmo indicará la situación cuando los dos números sean iguales. 7. Escribir un algoritmo que pida una calificación y la muestre por pantalla en formato Apto o No Apto según si es mayor, igual o menor que Realizar un algoritmo que calcule 1/x. 16

17 Ejercicios sentencias condicionales 9. Algoritmo para calcular 10.Realizar el algoritmo que resuelva una ecuación de segundo grado. ax 2 x y + bx + c 11.Escribir un algoritmo para resolver sistemas de ecuaciones de dos incógnitas. 12.Realiza un algoritmo que lea cinco números enteros y escriba los mayores que la media. 13.Realiza un algoritmo que lea dos números, a y b, e indique si a es mayor que b o no. = 0 ax + by = c dx + ey = f 17

18 Ejercicios sentencias condicionales 14.Realizar un algoritmo que lea tres valores enteros y muestre por pantalla el máximo y el mínimo de ellos. 15.Realizar un algoritmo que lea tres números enteros y los ordene de mayor a menor. 16.Escribir un algoritmo que solicite la calificación de un examen (un número real entre 0 y 10) y muestre por pantalla la calificación en formato Suspenso, si la nota es menor que 5, Aprobado si está entre 5 inclusive y 7 sin incluir, Notable si está entre 7 inclusive y 9 sin incluir, Sobresaliente si está entre 9 inclusive y 10 sin incluir y Matrícula de honor si la nota es igual a Escribir un algoritmo que tras leer el número del día de la semana, escriba por pantalla su nombre. 18.Escribir un algoritmo que, dado el número del mes y la información de si el año es bisiesto, muestre por pantalla el número de días del mes. 19.Escribir un algoritmo que, tras leer la fecha de nacimiento de una persona, imprima por pantalla su signo zodiacal. 18

19 Sentencias repetitivas La sentencia repetitiva, iterativa, o bucle, permite describir, con una notación compacta, la situación en la que se quiere realizar una acción varias veces dentro de un algoritmo. El número de repeticiones, también llamadas iteraciones, depende del cumplimiento de una condición. Si la condición es falsa, el procesador sale de la sentencia repetitiva y continúa ejecutando las acciones situadas a continuación de la sentencia iterativa. Tipos: mientras (mientras hacer, fin mientras) repetir (repetir, hasta que); (repetir mientras) para (para, desde, hasta, paso, hacer, fin para) 19

20 Sentencia mientras El número de repeticiones lo determina la condición escrita en la cabecera de la sentencia. La acción solo se ejecuta si se cumple la condición, es decir, si esta se evalúa como verdadera; en caso contrario, se continúa en la acción situada fuera del bucle tras el fin mientras. Sintaxis: mientras <Condición> hacer // <Condición es una expresión lógica <Acción> fin mientras // conjunto de acciones a realizar repetidamente... // el algoritmo continua aquí cuando sale del bucle 20

21 Sentencia mientras Ejemplo: Algoritmo para la clasificación de libros. Las acciones que están situadas dentro de la sentencia repetitiva se ejecutarán siempre que queden libros en la estantería (condición de la sentencia repetitiva). Algoritmo Clasificar libros mientras queden libros por clasificar hacer Coger un libro Rellenar ficha papel Pegar ficha al libro Rellenar ficha ordenador Colocar libro en pila clasificados fin mientras fin algoritmo 21

22 Sentencia mientras Ejemplo: Algoritmo que muestra los números del 1 al 100 utilizando la sentencia mientras. Algoritmo Muestra del 1 al 100 variable rentera i i = 1 mientras i <= 100 hacer Escribir(i) i = i + 1 fin mientras fin algoritmo 22

23 Sentencia repetir La condición a evaluar está situada al final de la sentencia. La acción, se ejecuta al menos una vez. Mostramos dos variantes para expresar la condición Sintaxis A: repetir <Acción> hasta que <Condición> Sintaxis B: repetir <Acción> mientras <Condición> // conjunto de acciones a ejecutar dentro del bucle // conjunto de acciones a ejecutar dentro del bucle 23

24 Sentencia repetir Ejemplo: Algoritmo que muestra del 1 al 100 utilizando la sentencia repetir. Algoritmo Muestra naturales variable entera i i = 1 i = 1 repetir Escribir(i) Algoritmo Muestra naturales variable entera i repetir Escribir(i) i = i + 1 i = i + 1 hasta que i> 100 mientras i<= 100 fin algoritmo fin algoritmo La solución es muy parecida a la ofrecida con la sentencia repetitiva mientras salvo que la condición de parada, si se utiliza la sintaxis A, varía ligeramente (ahora es i>100) al evaluarse al final del bucle. 24

25 Analogía entre sentencias repetir y mientras Relación entre el repetir y mientras Algoritmo con repetir repetir <Acción> hasta que <Condición> Algoritmo con mientras <Acción> mientras <Condición> hacer <Acción> fin mientras Utilizaremos la sentencia repetitiva repetir siempre que queramos que la acción se realice al menos una vez. En cualquier otro caso puede utilizarse la sentencia mientras. 25

26 Sentencia para Se utiliza cuando queremos repetir una misma acción un número determinado de veces. Usa una variable contadora que va desde un valor inicial hasta un valor final, realizando una iteración cada vez y modificando el contador según lo indicado en paso. 26

27 Sentencia para Sintaxis: para <Contador> desde <ValorInicial> hasta <ValorFinal> paso <valor> hacer <Acción> fin para Cuando el valor del paso no se especifica se toma el valor 1 quedando: para <Contador> desde <ValorInicial> hasta <ValorFinal> hacer <Acción> // conjunto de acciones a repetir fin para La variable <Contador> toma valores desde <valorinicial> hasta <valorfinal>, en la primera iteración toma el valor <valorinicial>. Al final de cada iteración la variable <Contador> se incrementa en 1. El bucle finaliza cuando la variable <Contador> supera el <valorfinal> 27

28 Sentencia para Ejemplo: Algoritmo que muestra del 1 al 100 utilizando la sentencia para. Algoritmo Muestra naturales variable rentera i, N para i desde 1 hasta N hacer fin para fin algoritmo Escribir(i) Note que la variable auxiliar utilizada como contador va desde un valor inicial hasta uno final, utilizando un incremento, pero no tiene que ser siempre de menor a mayor, en el ejemplo de los naturales, podemos ir desde N hasta 1 con una construcción: 28 para i desde N hasta 1 paso -1 hacer

29 Analogía entre sentencias para y mientras Construir la sentencia para con una mientras <variablecontadora> = <valorinicial> mientras <variablecontadora> <valorfinal> hacer <Acción> <variablecontadora> = <variablecontadora> + <incremento> fin mientras Cuando usar mientras o para? Se suele utilizar la sentencia repetitiva para siempre y cuando sepamos, de antemano, el número exacto de iteraciones que se van a ejecutar. En cualquier otro caso elegiremos la sentencia mientras o repetir. 29

30 Sentencia para Ejemplo: Calcular la suma de los primeros 100 números impares con la siguiente sumatoria: 100 i= 1 ( 2i 1) = Algoritmo Suma 100 primeros impares variable entera i, suma suma = 0 para i desde 1 hasta 100 hacer suma = suma + 2*i -1 fin para Escribir ( Suma=, suma) fin Algoritmo 30

31 Traza de algoritmo: suma de los primeros 10 números impares Tabla de análisis de las variables Variable Función Valor inicial Valor final i Variable contadora 1 10 suma Variable que contiene la suma del los 10 primeros impares 0 Valor resultado 31

32 Traza de algoritmo: suma de los primeros 10 números impares Tabla de la traza Algoritmo Bloque de datos Terminal i suma Inicialmente suma = suma + 2*i suma = suma + 2*i suma = suma + 2*i suma = suma + 2*i suma = suma + 2*i Suma= 100 fin de ejecución - 32

33 Sentencia repetitiva La misma acción repetitiva puede hacerse utilizando distintas sentencias: mientras, para o repetir. Algoritmo Suma 100 primeros impares variable entera i, suma suma = 0 para i desde 1 hasta 100 hacer suma = suma + 2*i -1 fin para Escribir ( Suma=, suma) fin Algoritmo Algoritmo Suma 100 primeros impares variable entera i, suma suma = 0 i = 0 mientras i <= 100 hacer suma = suma + 2*i -1 i = i +1 fin mientras Escribir ( Suma=, suma) fin Algoritmo Algoritmo Suma 100 primeros impares variable entera i, suma suma = 0 i = 0 repetir suma = suma + 2*i -1 i = i +1 hasta que i>100 Escribir ( Suma=, suma) fin Algoritmo 33

34 Sentencia repetitiva Ejemplo: Algoritmo que calcula el factorial de un número dado, con la sentencia para Algoritmo Factorial variable entera a, factorial, c Escribir ("Introduzca el número: ) Leer (a) factorial = 1 para c desde 2 hasta a hacer factorial = factorial*c fin para Escribir ("El factorial de", a, " es: ",factorial) fin Algoritmo Cómo lo haría con las otras sentencias repetitivas? 34

35 Anidamiento de sentencias Dentro de una sentencia puede haber otras sentencia y dentro de esta otra y así sucesivamente, es lo que se conoce como anidamiento de sentencias. si condición1 entonces acción1 para i desde 1 hasta n hacer acción2 si condición2 entonces acción3 fin si fin para si no acción4 fin si 35

36 Anidamiento de sentencias Algoritmo Escribir naturales variable entera num variable entera salir = 1 mientras salir <> 0 hacer //Se repite hasta que el usuario inserta 0 Escribir( Introduzca un número ) Leer(num) Escribir( Los números son:,num) para i desde 1 hasta num hacer Escribir( i) fin para Escribir( Desea salir? (0-si, 1-no) ) Leer(salir) fin mientras fin Algoritmo 36

37 Ejercicios 1. Realizar un algoritmo que escriba de veces la frase de la imagen. 2. Escribir un algoritmo que lea un número y muestre por pantalla su tabla de multiplicar. 3. Realizar un algoritmo que calcule la suma de los n primeros números naturales. 4. Escribir un algoritmo que calcule el factorial de un número dado. 37

38 Ejercicios sentencias repetitivas 5. Realizar un algoritmo que calcule el producto de dos números mediante sumas. 6. Realizar un algoritmo que calcule la división entre dos números mediante restas sucesivas. 7. Potencia de un número a través de multiplicaciones. 8. Realizar un algoritmo que lea dos números enteros, a y b, y escriba de menor a mayor los números enteros entre ellos. 9. Realizar un algoritmo que lea dos números enteros, a y b, y escriba los números enteros entre ellos de mayor a menor. 10. Realizar un algoritmo que, de los primeros 100 números naturales, escriba por pantalla los pares. 11. Realizar un algoritmo que lea dos números enteros, a y b, y escriba los números enteros entre ellos múltiplos de Realizar un algoritmo que de los primeros 200 números enteros, escriba los números pares y la media aritmética de los impares. 13. Realizar un algoritmo que, tras leer un número entero, escriba todos sus divisores. 38 Nota: La división entre reales se indica con /, la división entera con div. La función resto con mod. P.e. 3/2=1.5, 3 div 2=1 y 3 mod 2 = 1

39 Ejercicios sentencias repetitivas 14. Realizar un algoritmo que determine si un número es primo. 15. Escribir un algoritmo que lea una lista de números y determine el número de ellos que son positivos y negativos. 16. Realizar un algoritmo que, tras leer un valor entero n, muestre todos los enteros menores que dicho número que cumplan la condición de ser pares y múltiplos de tres, además de la suma de los que no cumplen dicha condición. 17. Realizar un algoritmo que lea números hasta que se introduzca el cero y escriba la media. 18. Realizar un algoritmo que, tras leer un número natural, escriba por pantalla los cinco primeros números impares que sean mayores que dicho número y múltiplos de tres. 19. Realizar un algoritmo que escriba los n primeros elementos de la serie Fibonacci, F i = F i+1 +F i+2 teniendo en cuenta que F 1 = F 2 = Escribir un algoritmo que genere la sucesión 1, 1/2!, 1/3!, 1/4!,, 1/n!. 21. Realizar un algoritmo que calcule el exponencial de un número según la siguiente aproximación: 20 i e x = x i= 0 i! 39

40 Ejercicios sentencias repetitivas 22. Dada la siguiente ecuación realizar el algoritmo que calcule el valor de x, para valores de a y b introducidos por el usuario por teclado. x = b j= 1 a i= 1 i 2 ( j + 3) 23. Realizar un algoritmo que muestra por pantalla horas, minutos y segundos, indefinidamente como lo haría un reloj en formato de 24 horas. 24. Realizar un algoritmo que, tras leer un número de horas, minutos y segundos, realice la cuenta atrás escribiendo en cada momento el tiempo restante, y finalice la cuenta al llegar a cero. 40

41 Ejercicios sentencias repetitivas 25. Escribir un algoritmo que determine los números naturales capicúas de tres cifras. 26. Escribir un algoritmo que genere la siguiente pirámide de dígitos utilizando bucles:

42 Bibliografía Fundamentos de Informática y Programación para Ingeniería. Ejercicios Resueltos para C y Matlab. Modesto Castrillón et al, Paraninfo, Introducción a la informática, A. Prieto Espinosa, A. Lloris Ruiz, J.C. Torres Cantero, McGraw-Hill, Madrid, Programación en C, Byron S. Gottfried, McGraw-Hill, Madrid (1997) - (2ª ed.) Introducción a la informática, A. Prieto Espinosa, A. Lloris Ruiz, J.C. Torres Cantero, McGraw-Hill, Madrid (1989) Una introducción a la programación. Un enfoque algorítmico. J. García Molina et al., Thomson,