05 Funciones en lenguaje C. Diego Andrés Alvarez Marín Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales

Transcripción

1 05 Funciones en lenguaje C Diego Andrés Alvarez Marín Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales 1

2 Temario Programación funcional Declaración (prototipos) y definición de funciones Ambito de las variables Variables auto Variables static Llamada a función (paso de parámetros por valor y por referencia) Funciones variádicas Llamado de funciones usando punteros a funciones Funciones recursivas La función main() Las funciones getopt() y getopt_long() return; La función exit() 2

3 Divide y vencerás: la programación funcional Divida un problema grande en muchos problemas pequeños 3

4 Encabezado Inclusión de librerías Prototipos de funciones Declaración de constantes y variables globales Funcion main() Definición de las funciones

5 Declaración de funciones o prototipos de funciones La declaración/los prototipos de funciones son opcionales, pero se recomienda fuertemente, para evitar alertas (warnings) en la compilación. Estas se deben poner antes del primer uso de la función. tipo_que_retorna nombre_de_funcion(lista_de_parametros); Si la función no retorna nada entonces el tipo_que_retorna debe ser void nombre_de_funcion: puede ser cualquier identificador válido lista_de_parametros: pueden ser cero (void) o más parámetros separados por comas. 5

6 Declaración de funciones o prototipos de funciones Se deben colocar antes del main(), con el objeto que el programa sepa que las funciones existen. De hecho los archivos *.h están llenos de prototipos de funciones, y las funciones como tal están en otros archivos *.c. Ejemplo de prototipo: double area_trapecio(double B, double b, double h); o simplemente: double area_trapecio(double, double, double); 6

7 Declaración de funciones Ejemplos: Los nombres de las variables en la declaración no necesitan ser iguales a aquellos en la definición (aunque se aconseja por orden). Cuando se crean librerías, las declaraciones se ponen en un archivo.h y se llaman utilizando un #include 7

8 Que pasa si no se declaran las funciones: 8

9 Definición de funciones tipo_que_retorna nombre_de_funcion(lista_de_parametros) { }; cuerpo de la función tipo_que_retorna y nombre_de_funcion deben ser los mismos especificados en la declaración. 9

10 Ambito de variables (variable scope) El ámbito determina en que partes de un programa se puede utilizar una variable. Esto sirve para que se pueda volver a definir una variable con un mismo nombre en diferentes partes del programa sin que hayan conflictos entre ellos. 10

11 Ambito de variables (variable scope) Si una variable es declarada dentro de un bloque (método/función/procedimiento), ésta será válida solo dentro de ese bloque y se destruirá al terminar el bloque. Adicionalmente, la variable no podrá verse ni usarse fuera del bloque (en el exterior del bloque). La variable dentro del bloque es una variable local (variable auto) y solo tiene alcance dentro del bloque que se creó y sus bloques hijos, pero no en bloques hermanos ni padres. Una variable definida fuera de cualquier bloque es una variable global y cualquier bloque puede acceder a ella y modificarla. 11

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13 Ambito de las variables Las variables se dividen en funciones globales y locales. Las variables locales sólo existen en el bloque en el cual se definieron { } y se deben declarar antes de utilizarlas: Aquí existe tmp Aquí existe tmp y tmp2 Aquí ya no existe tmp2 Aquí no existe ni tmp ni tmp2

14 Ambito de variables por bloques Las variables (locales) sólo existen en el bloque en el cual se definieron. Los bloques se definen por { } Si aquí se hace una referencia a b, aparecería un error de compilación

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16 Variables auto auto es una palabra reservada de C que se supone que sirve para definir las variables locales. Como este es el comportamiento implícito de las variables en una función, dicha palabra nunca se usa. Dicha palabra es inútil y existe porque la heredó el lenguaje C de su predecesor, el lenguaje B.

17 Variables static Las variables static son locales a la función en la que se definieron, pero existen durante toda la ejecución del programa. Solo se inicializan la primera vez.

18 Paso de parámetros: por valor o por referencia Por valor: se hace una copia local de la información dentro de la función y por lo tanto el valor original no cambia. Por referencia: se transfiere la dirección de memoria de la variable con un puntero y por lo tanto cualquier cambio a la variable hecha por la función se observa en la función llamante. Se hace para cambiar el valor de la variable, o cuando los datos a pasar son muy grandes y se quiere acelerar los cálculos o conservar la memoria. 18

19 Declaración de la función Definición de la función Llamado de la función x se está pasando por valor y se está pasando por referencia z es la salida de la función 19

20 Funciones variádicas Son funciones que toman un número variable de argumentos, que de algún modo se debe saber con antelación. Se necesita especificar al menos un parámetro de un tipo de dato conocido. Los siguientes parámetros son opcionales y pueden variar en cantidad y en tipos de datos. Se definen usando la librería stdarg.h. Ver: 20

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22 Llamado de funciones a través de punteros a funciones Un puntero a función es un tipo de puntero el cual en vez de referirse a datos, se refiere a la dirección del código ejecutable correspondiente a una función el cual se encuentra dentro de la memoria. Al invocar la función a la cual el puntero apunta, se ejecuta dicho código. Aparentemente su uso es complicado, pero si se domina su uso, pueden ser fuente de una programación extremadamente eficiente y elegante. Ver: 22

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25 Funciones recursivas Son funciones que se llaman a si mismo. Se debe poner mucho cuidado al escribir una función recursiva que esta no se debe llamar a si misma indefinidamente; debe haber un punto en el que la función en verdad retorne un valor. De lo contrario la función agotará toda la memoria de pila disponible en el computador y este terminará. 25

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27 La función main() Es obligatoria ya que es el punto de entrada al programa. El standard C permite los siguiente formas de invocar a main(): No es necesario escribir una declaración para main(). Debe retornar siempre un int

28 Valores que retorna main() 0 = EXIT_SUCCESS indica que el programa terminó correctamente. 1 = EXIT_FAILURE indica que el programa terminó con un error Estas constantes estan definidas en stdlib.h

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31 main() con parámetros Ver: argc contiene en número de parámetros (incluye el nombre del programa mismo) argv los parámetros argv[0] es el primer elemento del arreglo Es lo mismo que char **argv

32 La función getopt() Está definida en unistd.h, se utiliza para procesar opciones en línea de comandos, tal y como es común en la aplicaciones de consola. Soporta opciones de un caracter: -a múltiple opciones especificadas al mismo tiempo: -a -b y -c se especifican como -abc opciones con argumentos: -a arg, -i 3 Ver: $ man 3 getopt (en Linux y MacOS)

33 La función getopt_long() Está definida en getopt.h, es una versión avanzada de getopt(). Soporta opciones como: un caracter: -a o de un nombre --name múltiple opciones especificadas al miso tiempo: -a -b y -c se especifican como -abc opciones con argmumentos -a arg, --name=arg, -i 3 Ver: $ man 3 getopt (en Linux y MacOS)

34 return Termina al ejecución de una función y retorna el control a la función que la llamó return valor_a_retornar; valor_a_retornar es opcional. Si el tipo de retorno de la función es void, entonces no se puede retornar una expresión, pero si se puede usar el return solo. Es una mala práctica de programación no retornar un valor en funciones que se dijo que se iba a retornar un valor.

35 return 35

36 void exit (int exitcode); Está definida en stdlib.h exit(exit_success); es equivalente a return 0; exit(exit_failure); es equivalente a return 1; 36

37 Uso de la memoria RAM Código del programas se guarda en el segmento de código (code segment) Variables globales y static se crean en el segmento de datos (data segment); si no se han inicializado se guardan en el.bss Variables locales (variables auto) (variables creadas en bloques {}), llamados de funciones se crean en la pila (stack). La pila tiene un tamaño limitado por el sistema operativo. Memoria dinámica (malloc) se toma del móntón (heap) y se accede usando punteros. 37

38 Funciones inline Con esta palabra, definida en C99, se solicita al compilador (si es posible) que inserte el cuerpo completo de la función en cada lugar donde se llama esta, en vez de generar código que llame a la función. El compilador no está obligado a cumplir esta instrucción. Esta instrucción es útil para incrementar la velocidad del código y se utiliza generalmente con funciones muy pequeñas. Bjarne Stroustrup, el creador de C++, sugiere que no se deben emplear macros (#define) para hacer funciones pequeñas sino que se deben utilizar funciones inline. 38

39 Material basado en: Wikipedia