Programación 1 Desarrollo de proyectos de programación. Desarrollo de un módulo C++ de biblioteca para trabajar con conjuntos de letras

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Ramón José María Rey Rivero
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1 Programación 1 Desarrollo de proyectos de programación Desarrollo de un módulo C++ de biblioteca para trabajar con conjuntos de letras

Objetivo del proyecto Desarrollo de un módulo C++ de biblioteca para trabajar con conjuntos de letras del alfabeto inglés: Nombre del módulo: conjunto Definición del tipo de datos Conjunto Un dato de

2 Objetivo del proyecto Desarrollo de un módulo C++ de biblioteca para trabajar con conjuntos de letras del alfabeto inglés: Nombre del módulo: conjunto Definición del tipo de datos Conjunto Un dato de tipo Conjunto tendrá como valor un conjunto de letras del alfabeto inglés: A, B, C,, X, Y, Z Colección de operaciones (funciones C++) que faciliten el trabajo con conjuntos de letras del alfabeto, es decir, con datos de tipo Conjunto

3 Plan de trabajo Primera clase de hoy Trabajo de análisis Diseño del módulo Definición y especificación de tipos y funciones Segunda clase de hoy: problemas Escritura del código en papel

4 Análisis Qué es un conjunto? Una colección de elementos distintos Qué es un conjunto de letras del alfabeto inglés? Una colección de letras distintas del alfabeto inglés

5 Análisis. Conjuntos y elementos Conjunto vacío de letras { } Conjuntos con un solo elemento { A } { K } Conjunto con dos elementos { X, H } Conjunto con tres elementos { A, Z, G } Conjunto de las letras vocales { A, E, I, O, U } Conjunto de las letras de la J a la P { J, K, L, M, N, O, P } Conjunto de todas las letras (Conjunto universal) { A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z }

6 Análisis. Pertenencia Ningún elemento (letra del alfabeto) pertenece al conjunto vacío { } A { } B { } C { } Sólo la letra A pertenece al conjunto { A } A { A } B { A } C { A } Solo las cinco letras vocales pertenecen al conjunto { A, E, I, O, U } A { A, E, I, O, U } E { A, E, I, O, U } I { A, E, I, O, U } O { A, E, I, O, U } U { A, E, I, O, U } B { A, E, I, O, U } C { A, E, I, O, U } Y { A, E, I, O, U } Z { A, E, I, O, U }

7 Análisis. Cardinal El cardinal de un conjunto es el número de elementos que pertenecen a él. El cardinal de { } es 0 El cardinal de { A } es 1 El cardinal de { A, E, I, O, U } es 5 El cardinal de { J, K, L, M, N, O, P } es 7 El cardinal de { A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z } es 26

8 Análisis. Unión La unión de dos conjuntos A y B es un conjunto A B tal que pertenecen a A B exclusivamente los elementos que pertenecen a A o que pertenecen a B. { } { A, E, I, O, U } = { A, E, I, O, U } { A, B, C, E } { A, E, I, O, U } = { A, B, C, E, I, O, U } { A, B, H } { Z, Y, H, B } = { A, B, H, Y, Z }

9 Análisis. Intersección La intersección de dos conjuntos A y B es un conjunto A B tal que pertenecen a A B exclusivamente los elementos que pertenecen a A y también a B. { } { A, E, I, O, U } = { } { A, B, C, E } { A, E, I, O, U } = { A, E } { A, B, H, Z, E } { Z, Y, H, B } = { B, H, Z }

10 Análisis. Diferencia La diferencia de dos conjuntos A y B es un conjunto A\B tal que pertenecen a A\B exclusivamente los elementos que pertenecen a A y no pertenecen a B. { } \ { A, E, I, O, U } = { } { A, E, I, O, U } \ { } = { A, E, I, O, U } { A, B, C, E } \ { A, E, I, O, U } = { B, C } { A, E, I, O, U } \ { A, B, C, E } = { I, O, U } { A, B, H } \ { Z, Y, H, B } = { A } { Z, Y, H, B } \ { A, B, H } = { Z, Y }

11 Diseño. Representación Definición de los datos de tipo Conjunto que representan un conjunto de letras del alfabeto inglés: Para ello se definirá un registro con uno o más campos: struct Conjunto {... }; La definición del tipo Conjunto deberá facilitar el diseño algorítmico de las operaciones asociadas al tipo y velar por la eficiencia de estas.

12 Diseño. Operaciones Funciones C++ para facilitar el trabajo con datos de tipo Conjunto. Definición de un dato de tipo Conjunto con un valor bien definido Conjunto vacío Inclusión de una letra en un conjunto Exclusión de una letra en un conjunto Operaciones de consulta de los datos de un conjunto Pertenencia de un elemento a un conjunto Cardinal de un conjunto Operaciones binarias clásicas del álgebra de conjuntos Unión Intersección Diferencia Operaciones de persistencia en ficheros binarios Escritura en un fichero un vector de conjuntos Lectura de un fichero binario un vector de conjuntos Operación para presentar por pantalla los elementos de un conjunto

13 Representación 1. Tabla de booleanos const int MAX_ELEMENTOS = 'Z' - 'A' + 1; /* * Representación de un conjunto de letras del alfabeto inglés: * elemento[0] <=> la letra A pertenece al conjunto * elemento[1] <=> la letra B pertenece al conjunto *... * elemento[max_elementos - 2] <=> Y pertenece al conjunto * elemento[max_elementos - 1] <=> Z pertenece al conjunto */ struct Conjunto { bool elementos[max_elementos]; };

14 Representación 2. Tabla de booleanos con cardinal explícito const int MAX_ELEMENTOS = 'Z' - 'A' + 1; /* * Representación de un conjunto de letras del alfabeto inglés: * elemento[0] <=> la letra A pertenece al conjunto * elemento[1] <=> la letra B pertenece al conjunto *... * elemento[max_elementos - 2] <=> Y pertenece al conjunto * elemento[max_elementos - 1] <=> Z pertenece al conjunto */ struct Conjunto { bool elementos[max_elementos]; int cardinal; };

15 Representación 3. Lista de caracteres const int MAX_ELEMENTOS = 'Z' - 'A' + 1; /* * Representación de un conjunto de letras del alfabeto inglés: * las cardinal primeras componentes de elementos contienen las letras del * alfabeto inglés que pertenecen al conjunto. */ struct Conjunto { char elementos[max_elementos]; int cardinal; };

16 Operaciones. Versión funcional /* * Pre: --- * Post: Ha devuelto un conjunto * vacío de letras del * alfabeto. */ Conjunto vacio();

17 Operaciones. Versión procedural /* * Pre: --- * Post: Ha vaciado el conjunto «A», * haciendo que represente el * conjunto vacío de letras * del alfabeto. */ void vaciar(conjunto& A);

18 Operaciones. Versión funcional /* * Pre: «elemento» es una letra del * alfabeto inglés. * Post: Ha devuelto el conjunto * «A» {«elemento»}. */ Conjunto incluir(const Conjunto A, const char elemento);

19 Operaciones. Versión procedural /* * Pre: «elemento» es una letra del * alfabeto inglés. «A» = A0 * Post: Ha añadido al conjunto «A» la * letra «elemento», haciendo que * represente el conjunto * «A0» U {«elemento»}. */ void incluir(conjunto& A, const char elemento);

20 Operaciones. Versión funcional /* * Pre: --- * Post: Ha devuelto la unión de los * conjuntos «A» y «B». */ Conjunto unir(const Conjunto A, const Conjunto B);

21 Operaciones. Versión procedural /* * Pre: «A» = A0. * Post: «A» = A0 U «B». */ void unir(conjunto& A, const Conjunto B);

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