Unidad I Tipos de Datos en C

Transcripción

1 Tipos de Datos en C 1. El concepto de los tipos de datos. 2. Tipos de datos básicos del C. 3. Modificadores de tipo. 4. Declaración de variables. 5. Inicialización de variables. 6. Declaración de identificadores constantes. 7. Variables globales y locales. 8. Operadores. 9. Jerarquía de los operadores. 10. Compatibilidad y conversión de tipos de datos. 11. Ejercicios. Página 1

2 Tipos de Datos 1. El concepto de los tipos de datos Un programa escrito en cualquier lenguaje de programación emplea variables y constantes para almacenar datos útiles para la aplicación. Estos datos pueden ser introducidos desde una entrada como el teclado y se almacenan temporalmente en la memoria del computador. Una vez que se encuentran en la memoria pueden ser operados en el microprocesador y desplegados en una salida como la pantalla del monitor. En C, las variables y las constantes deben ser declaradas antes de ser utilizadas. Variable Una variable es un identificador declarado por el programador. Su propósito es el de reservar un espacio en memoria (RAM) donde se almacenará un dato de determinado tipo. El dato almacenado en esta variable puede variar durante la ejecución del programa. Constante Una constante es un valor fijo que no puede ser alterado por el programa. Algunos ejemplos de constantes son: A (constante carácter), 5 (constante entera), (constante real), "Esto es un texto" (constante cadena de texto). La computadora tiene diferentes maneras de representar los datos. Algunos de estos pueden ser: Enteros. Reales. Un carácter. Una secuencia de caracteres (cadena de texto). Falso ó Verdadero (booleano). Si las variables y constantes reservan espacio en la memoria para almacenar un dato, Cuánto es el espacio que se reserva? Esto dependerá del tipo de dato al que pertenezca la variable ó la constante. 2. Tipos de datos básicos del C Los tipos de datos básicos del C son: Tipo dato Tipo dato en C Tamaño en bytes Rango del tipo de dato Carácter char 1 Byte Entero int 2 Bytes Flotante (decimal) float 4 Bytes 3.4E E+38 Doble double 8 Bytes 1.7E E+308 Sin Valor void Sin valor Página 2

3 Computación para Ingenierías II Ing. Franz Mercado Lorberg 3. Modificadores de tipo Estos rangos de los tipos de datos básicos pueden cambiar cuando se aplican los modificadores de tipos de datos. Existen cuatro modificadores de tipos de datos: signed unsigned long short Al combinar los modificadores con los tipos de datos se obtienen las siguientes combinaciones válidas: Modificador + Tamaño en Tipo dato bits Rango unsigned char 1 Byte signed char 1 Byte unsigned int 2 Bytes signed int 2 Bytes short int 2 Bytes unsigned short int 2 Bytes signed short int 2 Bytes long int 4 Bytes signed long int 4 Bytes long double 10 Bytes 3.4E E Declaración de variables La sintaxis para declarar variables es: [Modificador de tipo] TipoDeDato Variable1 [, Variable2 [, Variable3 [, VariableN]]] ; Importante: Los elementos que se encuentran entre corchetes [] son opcionales. Los puntos suspensivos representan "y así consecutivamente". También debe tener presente que todas las variables en la misma línea de la declaración son del mismo tipo. char Letra; int Valor; float IVA, IT, IUE; unsigned int Numero_Estudiantes; long double Ganancia_Ultimo_Mes; // IVA, IT e IUE son de tipo flotante // Impuesto al Valor Agregado // Impuesto a las Transacciones // Impuesto a las Utilidades de las Empresas Página 3

4 Tipos de Datos Importante: Una buena práctica de programación consiste en emplear nombres representativos para los identificadores de variables, constantes, funciones, arreglos, etc. El nombre de variable X no es claro y no se sabe que tipo de dato almacena dentro de sí. El nombre de variable Sueldo es útil pues ayuda a entender el valor que se almacena y también da una idea del tipo de dato al que corresponde dicha variable. 5. Inicialización de variables En C es fundamental inicializar las variables antes de empezar a utilizarlas. La inicialización consiste en asignar un valor a la variable por primera vez. Si no se realiza esto, la variable toma un valor arbitrario dentro del rango de valores válidos especificado por el tipo de dato al que pertenece. Si la variable toma un valor arbitrario, es posible que el programa al acumular resultados en esa variable obtenga resultados no esperados. Es posible realizar la inicialización de la variable al momento de declararla. // Buena práctica de programación char Caracter = Z ; int Contador = 0; float Haber_Basico = 1000; // Mala práctica de programación int Sumatoria; double Pago_Electricidad; 6. Declaración de identificadores constantes Para especificar que un identificador no va a cambiar su valor (constante), se utiliza la palabra reservada const que se antepone al tipo de dato. const int VALOR = 100; Otra manera de trabajar con constantes es utilizar la directiva del compilador define. #define SUELDO 500 Importante: Para diferenciar los identificadores constantes de otros identificadores de variables o de funciones, es común utilizar mayúsculas para el nombre de la constante. Cuando se utiliza define, no se requiere utilizar el operador de asignación ( = ) y tampoco es necesario terminar la instrucción con punto y coma ( ; ). Página 4

5 Computación para Ingenierías II Ing. Franz Mercado Lorberg 7. Variables globales y locales Variables Globales Las variables globales son aquellas que son declaradas fuera de las funciones (incluyendo la función principal). Sus características son: Pueden ser utilizadas por cualquier función del programa. Mientras la aplicación se está ejecutando, las variables globales existen. Su segmento de memoria corresponde al de "Segmento de Variables Globales y Estáticas". float Venta1; float Venta2; // Variables globales printf("introduzca el monto de la primera venta: "); scanf("%f", &Venta1); printf("introduzca el monto de la segunda venta: "); scanf("%f", &Venta2); printf("las ventas son: %5.2f y %5.2f", Venta1, Venta2); Variables Locales Las variables locales son aquellas que son declaradas dentro de las funciones (incluyendo la función principal). Sus características son: Pueden ser utilizadas únicamente por la función en la que han sido declaradas. Existen mientras se ejecuta la función donde han sido declaradas. Su segmento de memoria corresponde al de "Segmento de Pila". float Venta1; float Venta2; // Variables locales printf("introduzca el monto de la primera venta: "); scanf("%f", &Venta1); printf("introduzca el monto de la segunda venta: "); scanf("%f", &Venta2); printf("las ventas son: %5.2f y %5.2f", Venta1, Venta2); Página 5

6 Tipos de Datos Se conoce como ámbito de la variable ó alcance de la variable al hecho de que la variable sea global ó local. No hay problema alguno al combinar variables globales con locales. float Venta2; // Variable global float Venta1; // Variable local printf("introduzca el monto de la primera venta: "); scanf("%f", &Venta1); printf("introduzca el monto de la segunda venta: "); scanf("%f", &Venta2); printf("las ventas son: %5.2f y %5.2f", Venta1, Venta2); Importante: No pueden existir dos variables con el mismo nombre en el mismo ámbito. Pero sí en distintos ámbitos. La variable local tiene mayor peso al momento de ser utilizada. int Cantidad = 5; // Variable de ámbito global int Cantidad = 22; // Variable de ámbito local printf("el valor almacenado en cantidad es: %i", Cantidad); // La anterior instrucción mostrará en la pantalla Operadores El operador le indica al compilador que ejecute algún tipo de operación aritmética, relacional, lógica ó a nivel de bits y trabajan con uno ó más operandos. Los operadores pueden ser unitarios (trabaja con un solo operando) ó binarios (requieren de dos operandos). Un operando puede ser una variable, un valor constante ó un identificador constante declarado con la directiva del procesador define. Contador + 1 Operando Operador Operando Página 6

7 Computación para Ingenierías II Ing. Franz Mercado Lorberg a) Operador de asignación El operador que se emplea para asignar un valor a una variable es el igual ( = ). int Numero = 77; // Declaración e inicialización de variable int Sumatoria; // Declaración de la variable // Asignación del valor 0 a la variable Sumatoria = 0; printf("la suma parcial es: %i", Sumatoria); b) Operadores aritméticos Operador Descripción Ejemplo + Suma Suma = ; Resta Resultado = 22 40; - Menos unitario Valor = 44; * Producto Productoria = 2 * 4; int / int División con resultado entero Cantidad = 80 / 10; float / float División con resultado flotante Cantidad = / 27.0; % Módulo Resto = 16 % 7; La operación de módulo se refiere al valor que es el residuo de la división: Resultado = 23 % 5; (Paso 1) (Paso 2) (Paso 3) Entonces a la variable Resultado se le asignará valor de 3 que es el resultado de 23 módulo 5. c) Operadores de incremento, decremento y otros del C El lenguaje C introduce un conjunto nuevo de operadores con el propósito de simplificar el proceso de codificación. El operador más representativo es el de incremento unitario ( ++ ), por eso no es de extrañar que la siguiente versión de C (programación estructurada) se denomina C++ (programación orientada a objetos). Página 7

8 Tipos de Datos Operador Descripción Ejemplo ++ Incremento unitario Contador++; Decremento unitario Contador ; Sumar el contenido de la variable de la izquierda Sumatoria += 2-4; += con la expresión de la derecha. El resultado se almacena en la variable de la izquierda. Restar el contenido de la variable de la izquierda Cantidad = 80 / 10; = con la expresión de la derecha. El resultado se almacena en la variable de la izquierda. Multiplicar el contenido de la variable de la izquierda Cantidad = / 27.0; *= con la expresión de la derecha. El resultado se almacena en la variable de la izquierda. /= Dividir el contenido de la variable de la izquierda con la expresión de la derecha. El resultado se almacena en la variable de la izquierda. Resto = 16 % 7; int Numero1 = 6, Numero2 = 4; int Resultado; Numero1++; // Equivalente a Numero1 = Numero1 + 1; Numero2 ; // Equivalente a Numero2 = Numero2-1; // Desplegará "Los valores son: 7 y 3" printf("los valores son: %i y %i", Numero1, Numero2); Numero1 *= 3; Numero2 += Numero ; // Desplegará "Los valores son: 21 y 29" printf("\nlos valores son: %i y %i", Numero1, Numero2); Los operadores ++ y pueden ser utilizados antes ó después del nombre de la variable. ++Contador; // Pre-incremento equivale a Contador = Contador + 1; Contador++; // Post-incremento equivale a Contador = Contador + 1; Sin embargo hay que tener mucho cuidado cuando se combina el operador de asignación con el pre y post incremento al igual que con el pre y post decremento. Página 8

9 Computación para Ingenierías II Ing. Franz Mercado Lorberg int Valor1 = 5, Valor2; Valor2 = ++Valor1; printf("%i y %i", Valor1, Valor2); // Valor1 es 6 y Valor2 es 6 int Valor1 = 5, Valor2; Valor2 = Valor1++; printf("%i y %i", Valor1, Valor2); // Valor1 es 6 y Valor2 es 5 Estos resultados se deben a la jerarquía de los operadores de asignación y de pre y post incremento (la jerarquía de los operadores se encuentra en el punto 9 de este capítulo). d) Operadores relacionales o de comparación Operador Descripción Ejemplo > Mayor que Resultado = 5 > 4; >= Mayor o igual que Resultado = 2 >= 8; < Menor que Resultado = 7 < -4; <= Menor o igual que Resultado = 66 <= 66; == Igual a Resultado = 101 == 34;!= No igual a (distinto de) Resultado = 201!= 56; El resultado de comparar dos operandos por medio de un operador relacional devuelve uno de dos posibles resultados: Verdad (un valor distinto de cero, por lo general es 1) ó Falso (el valor es 0). Resultado = 5 > 4; printf("\n5 es mayor que 4 es %i", Resultado); Resultado = 7 < -4; printf("\n7 es menor que -4 es %i", Resultado); Página 9

10 Tipos de Datos Resultado = 201!= 56; printf("\n201 no es igual a 56 es %i", Resultado); Importante: En C un valor numérico que representa el valor booleano de Falso es el 0. El valor numérico que representa el valor booleano de Verdad es cualquier número distinto de 0. e) Operadores lógicos Operador Descripción Ejemplo && Y lógico Resultado = 5 && 0; O lógico Resultado = 2 0;! No lógico ó Negación (unitario) Resultado =! 5; La tabla de verdad de estos operadores es: p q p && q p q! p int Valor1 = 5, Valor2 = 0, Resultado; Resultado = Valor1 && Valor2; printf("\n%i Y %i es %i", Valor1, Valor2, Resultado); Resultado = Valor1 Valor2; printf("\n%i O %i es %i", Valor1, Valor2, Resultado); Resultado =! Valor1; printf("\nla negación de %i es %i", Valor1, Resultado); f) Operadores a nivel de Bits Puesto que C es un lenguaje de nivel medio, puede manipular datos a nivel de bits tal y como lo haría el lenguaje ensamblador a bajo nivel. Operador Descripción Ejemplo & Y a nivel de bits Resultado = 5 & 4; O a nivel de bits Resultado = 2 0; ^ O exclusivo Resultado = 1 ^ 5; Complemento a uno Resultado = ~ 1; >> Desplazamiento a la Derecha Resultado = 6 << 2; << Desplazamiento a la Izquierda Resultado = 58 >> 4; Página 10

11 Computación para Ingenierías II Ing. Franz Mercado Lorberg P Q P ^ Q Tabla de verdad del O exclusivo int Valor1 = 6, Valor2 = 2, Resultado; Resultado = Valor1 & Valor2; // Y a nivel de bits printf("\n%i Y %i es %i", Valor1, Valor2, Resultado); Resultado = Valor1 Valor2; // O a nivel de bits printf("\n%i O %i es %i", Valor1, Valor2, Resultado); Resultado = Valor1 << Valor2; // 6 desplazamiento izquierda 2 printf("\n%i desplazado a izquierda %i es %i", Valor1, Valor2, Resultado); En el ejemplo anterior el valor 6 se desplaza a la izquierda 2 posiciones, entonces transformemos el valor 6 en base decimal a una base binaria: El resultado obtenido después del desplazamiento es 24. Recuerde que los bits que salen fuera del conjunto se pierden (parte izquierda del anterior ejemplo) y los nuevos bits que ingresan al conjunto tienen el valor de cero (parte derecha del anterior ejemplo). g) Punteros Un puntero es un tipo de variable que generalmente apunta a la dirección de memoria de otra variable. El conocer la dirección de memoria de una variable permite desarrollar algoritmos altamente eficientes. En C los punteros tienen dos funciones principales: Proporcionan una manera rápida de acceder a los elementos de un arreglo. Permiten a las funciones de C modificar los argumentos de llamada. Página 11

12 Tipos de Datos & Es un operador unitario que devuelve la dirección de memoria del operando. * Es un operador unitario que devuelve el contenido de la dirección de memoria del operando. Este operador es complemento de &. void main(void) int Origen, Destino; int *Temp; Origen = 55; Temp = &Origen; Destino = *Temp; printf("los valores son: %i y %i", Origen, Destino); Para mostrar el contenido de una variable puntero por medio de printf( ), se debe utilizar el especificador de tipo %p. printf("la dirección de la variable es: %p", Puntero); 9. Jerarquía de los operadores La jerarquía de los operadores no es más que el orden en el que se ejecutan las operaciones. Los operadores de mayor orden se ejecutan primero y los operadores de menor orden se ejecutan al final. int Resultado; Resultado = * 3 / 5; printf("el resultado es: %i", Resultado); // Resultado = 3 Importante: Es fundamental notar que los paréntesis tienen el mayor orden, así es que los paréntesis pueden alterar el orden en el que se ejecutan las operaciones. Recuerde que cuando los operadores están en un mismo nivel se ejecutan de izquierda a derecha. Página 12

13 Computación para Ingenierías II Ing. Franz Mercado Lorberg La jerarquía de los operadores en C es: ( ) [ ] ->.! ++ (tipo) * & sizeof * / % + - << >> < <= > >= ==!= & ^ &&? = += -= *= /=, Mayor jerarquía entonces se ejecutan primero Menor jerarquía entonces se ejecutan al final El ejemplo anterior alterando la jerarquía de los operadores por medio de paréntesis. int Resultado; Resultado = ( (2 + 4) 5 ) * 3 / 5; printf("el resultado es: %i", Resultado); // Resultado = Compatibilidad y conversión de tipos de datos El lenguaje de programación C es poco tipado, por lo tanto es muy flexible y potente a la hora de manipular datos. Algunos programadores consideran que esta es una desventaja debido a que los programadores principiantes pueden cometer errores lógicos que son difíciles de encontrar y depurar. Sin embargo, una vez que se adquieren las habilidades básicas en el manejo de datos y estructuras el C es un lenguaje sumamente dúctil y poderoso, es por esta razón que es uno de los más utilizados a nivel mundial por los programadores de élite. En C, es posible realizar conversiones implícitas (sin que el programador las especifique), explícitas por medio de una máscara (el programador debe especificarlas y son válidas para los tipos de datos básicos) y explícitas por medio de funciones de conversión de tipos. Página 13

14 Tipos de Datos Para realizar conversiones implícitas basta con declarar dos variables de tipos de datos básicos diferentes y asignar el valor de una a la otra. char Caracter = A ; int Numero; Numero = Caracter; // Se asigna un carácter a un entero printf("el valor del carácter es %c y del número es %i", Carácter, Numero); De acuerdo al ejemplo anterior, la variable carácter tendrá el valor de A y la variable número tendrá el valor de 65. Esta equivalencia entre valores numéricos y caracteres es parte de un código denominado ASCII (American Standard Code International Interchange). No es el único tipo de código que se utiliza para representar números en caracteres. Para las conversiones explicitas se debe anteponer el operador (tipo), donde tipo es el tipo de dato básico al que se quiere transformar. char Caracter = A ; int Numero; Numero = (int)caracter; // Se transforma el carácter en un // entero antes de asignarlo a otro // entero printf("el valor del carácter es %c y del número es %i", Carácter, Numero); Para realizar conversiones por medio de funciones se debe utilizar la función apropiada e incluir la librería donde está implementada esa función de conversión. #include <stdlib.h> char Caracter = A ; int Numero; Numero = atoi(carácter);// Se transforma el carácter en un // entero antes de asignarlo a otro // entero printf("el valor del carácter es %c y del número es %i", Carácter, Numero); Página 14

15 Computación para Ingenierías II Ing. Franz Mercado Lorberg 11. Ejercicios Resuelva los siguientes problemas: 1. Calcule el valor que generan las expresiones. a * * 5 b. -2 * 3 / c. ( * 4) / 5 d. 8 * ( (4+4) (2*2) ) / 2 2. Deduzca el valor que contienen las variables después de la ejecución secuencial de las instrucciones. a. A = 4 B = A B = A + 3 b. A = 5 B = A + 6 A = A + 1 B = A 5 c. A = 3 B = 20 C = A + B B = A B A = B Escriba el código fuente en lenguaje C para: 3. Introducir un dato numérico entero desde teclado y almacenarlo en una variable. Despliegue en la pantalla el valor introducido y el respectivo cuadrado del número. 4. Solicitar al usuario los valores correspondientes a una base y una altura. De acuerdo a esos datos calcule el área de un rectángulo y el área de un triángulo. Muestre en la pantalla los resultados obtenidos. 5. Solicitar al usuario el valor correspondiente a un radio y calcule el área y perímetro de un círculo. Muestre en la pantalla los resultados obtenidos. 6. Leer desde teclado cinco números enteros. Muestre la sumatoria y el promedio que generan dichos números. 7. Solicitar un dato que corresponde a una temperatura en grados centígrados y transfórmela en su equivalente en grados Fahrenheit. Muestre ambas temperaturas en la pantalla. 8. Cuáles son los resultados que despliega el siguiente código fuente? #define M 6 Página 15

16 Tipos de Datos main( ) int A, B, C; scanf("%d", &A); scanf("%d", &B); C = 2 * A B; C = C M; B = A + C M; A = B * M; printf("%i\n", A); B = B 1; printf("%i, %i", B, C); Detalle en papel cada uno de los pasos que se realizaron para introducir los valores y los cambios en las variables al ejecutar cada uno de las operaciones. Página 16