Unidad IV: Funciones

Transcripción

1 Definición de Función: Unidad IV: Funciones Una función es un miniprograma dentro de un programa. Es un conjunto de líneas de código bajo un solo nombre, que realizan una tarea específica y puede retornar un valor, y que un programa puede utilizar una o más veces para ejecutar dichas sentencias. Las funciones pueden tomar parámetros que modifiquen su funcionamiento. Las funciones son utilizadas para descomponer grandes problemas en tareas simples y para implementar operaciones que son comúnmente utilizadas durante un programa y de esta manera reducir la cantidad de código. Cuando una función es invocada se le pasa el control a la misma, una vez que esta finalizó con su tarea el control es devuelto al punto desde el cual la función fue llamada. Las funciones ahorran espacio, reducen repeticiones y hacen más fácil la programación, proporcionando un medio para dividir un proyecto grande en módulos pequeños más manejables. 1

2 Parámetros de una Función: Cuando se invoca a una función, en ocasiones es necesario enviarle algunos elementos indispensables para realizar su tarea. Estos elementos, enviados en la invocación, se llaman parámetros actuales, y son valores pasados a las mismas ya sea como constantes literales o como variables, aunque se pueden definir funciones que no reciban parámetros. Existen dos formas en C++ de pasar parámetros a una función; por referencia o por valor. El hecho es que si en una declaración de función se declaran parámetros por referencia, a los mismos no se les podrá pasar valores literales ya que las referencias apuntan a objetos (variables o funciones) residentes en la memoria. Por otro lado, si un parámetro es declarado para ser pasado por valor, el mismo puede pasarse como una constante literal o como una variable. Los parámetros pasados por referencia pueden ser alterados por la función que los reciba, mientras que los parámetros pasados por valor o copia no pueden ser alterados por la función que los recibe, es decir, la función puede manipular a su antojo al parámetro, pero ningún cambio hecho sobre este se reflejará en el parámetro original. Parámetros por Valor: Paso por valor o paso por copia significa que cuando C++ compila la función y el código que llama la función, la función recibe una copia de los valores de los parámetros actuales. Si se cambia el valor de un parámetro 2

3 variable local, el cambio sólo afectará a la función y no tiene efecto fuera de la función. En este caso, la función invocada no podrá modificar los valores de las variables utilizadas como parámetros actuales, sino que trabajará con las copias que se le envían. Estas copias son recibidas en los parámetros formales, los cuales se comportan como variables locales pertenecientes a la función invocada. Al igual que las variables locales, una vez que termina la ejecución de la función invocada, las variables pertenecientes a los parámetros formales se destruyen; y por lo tanto, se pierden los valores que envió el módulo invocador. La función que se muestra a continuación, llamada cuadrado() es un clásico ejemplo que muestra el paso de parámetros por valor, en ese sentido la función cuadrado() recibe una copia del parámetro n. En la misma función se puede observar que se realiza un calculo ( n*n ), sin embargo el parámetro original no sufrirá cambio alguno, esto seguirá siendo cierto aún cuando dentro de la función hubiera una instrucción parecida a n = n * n; o n*=n;. Función Principal: void main (void ) double n; cout<< Introduzca un numero: ; cin>>n; Función cuadrado: cout<< La potencia al cuadrado de <<n<< es: <<cuadrado(n); double cuadrado (double n) return n*n; 3

4 Parámetros por Referencia: Cuando una función debe modificar el valor del parámetro pasado y devolver este valor modificado a la función llamadora, se ha de utiliza el método de paso de parámetro por referencia o dirección. En este método el compilador pasa la dirección de memoria del valor del parámetro a la función. Cuando se modifica el valor del parámetro (la variable local), este valor queda almacenado en la misma dirección de memoria, por lo que al retornar a la función llamadora la dirección de la memoria donde se almacenó el parámetro contendrá el valor modificado. En C++, el paso de parámetros por referencia se realiza creando un alias del identificador de la variable que forma el parámetro actual. Para mostrar un ejemplo del paso de parámetros por referencia, se puede retomar el caso de la función cuadrado, salvo que en esta ocasión se cambiará ligeramente la sintaxis para definir la misma. Veamos: Función Principal: void main (void ) double n; cout<< Introduzca un numero: ; cin>>n; cout<< La potencia al cuadrado de <<n<< es: <<cuadrado(n); Función cuadrado: double cuadrado (double &m) m=m*m; return n; 4

5 Tipo de Dato de Retorno: El valor que devuelve una función por defecto es de tipo int, en caso contrario se debe especificar el tipo de dato devuelto por la función. En el ejemplo que se muestra a continuación de cabeceras de funciones, ambas expresiones son equivalentes: int calculo (int a, int b) calculo (int a, int b) (Cuerpo de la función) (Cuerpo de la función) Muchas funciones no devuelven resultados. La razón es que se utilizan como subrutinas para realizar una tarea concreta. Una función que no devuelve un resultado, se denomina Procedimiento. Para indicar al compilador que una función no devuelve ningún resultado, se utiliza el tipo de dato void. Por otro lado, en los procedimientos se puede omitir la instrucción return o colocarse seguido del punto y como (;). Los siguientes ejemplos son equivalentes: void calculo (int a, int b) void calculo (int a, int b) int c; int c; c= a + b; c= a + b; cout<< Resultado: <<c; cout<< Resultado: <<c; return; 5

6 Declaración o Definición de una Función: La declaración de una función implica reservarle espacio de almacenamiento en memoria, de acuerdo al tipo de dato a retornar. Es en la declaración donde se incluye el cuerpo de la función. La sintaxis o formato general de la definición de una función es el siguiente: tipo identificador (lista de argumentos) bloque de sentencias; Donde tipo es el tipo de dato que va a retornar la función, e identificador es el nombre de la función. La existencia de argumentos dependerá de la tarea que va a realizar la función, pero el par de paréntesis es requisito indispensable para indicar el inicio y el fin de la función. Esta definición de la función puede ir antes de o después de main. Si está después de main, es necesario declarar el prototipo de la función antes del main. Prototipo de una Función: El prototipo le indica al compilador que más adelante encontrará la declaración de tal función, y que por el momento, tome nota de las 6

7 características de ella, como son: el tipo de dato que retorna, su nombre y los tipos de argumentos que va a recibir. Los prototipos contienen la misma cabecera de la función, con la diferencia de que los prototipos deben culminar con punto y como (;) y que los nombres de los parámetros se pueden omitir. Con los prototipos, no habrá ningún problema en invocar a la función en un bloque de programa ubicado antes del lugar donde se encuentra escrita su declaración puesto que le permite al compilador validar que el número y los tipos de datos de los argumentos reales o actuales de la llamada a la función son los mismos que el número y tipo de argumentos formales o ficticios en la función llamada. Si se detecta una inconsistencia, se visualiza un mensaje de error. Sintaxis: tipo identificador (lista de argumentos); Ejemplo: double cuadrado (double); Llamada de una Función Las funciones, para poder ser ejecutadas, han de ser llamadas o invocadas. Cualquier expresión puede contener una llamada a una función que redirigirá el control del programa a la función nombrada. Normalmente la llamada a una función se realizará desde la función principal main (), aunque naturalmente también podrá ser llamada por otra función. En ese caso, la función que llama a otra función se denomina función 7

8 llamadora y la función controlada se denomina función llamada. Existen distintas maneras de llamar a una función, a continuación se muestran algunos ejemplos: cout<< El resultado es: <<calculo(a,b); x = calculo(a,b)*(y-2); Mostrándolo directamente Dentro de un cálculo (solo para casos en que devuelve valores numéricos) if (bisiesto(a)==true) Como argumento de una condición while (calculo(a,b)>0) Para llamar a un procedimiento solo se coloca su nombre y entre paréntesis los argumentos o parámetros de entrada. Ejemplo: main () calculo(x,y); Ámbito El ámbito o alcance de una variable determina cuáles son las funciones que reconocen ciertas variables. Si una función reconoce una variable, la variable es visible de esa función o se encuentra dentro de su ámbito o zona. Existen cuatro tipos de ámbitos: programa, archivo fuente, función y bloque. Se puede designar una variable para que este asociada a uno de estos ámbitos. Tal variable será invisible fuera de su ámbito y sólo se puede acceder a ella en su ámbito. 8

9 Ámbito del Programa: Las variables que tienen ámbito de programa pueden ser referenciadas por cualquier función del programa completo, a estas variables se les llama variables globales. Y para hacer una variable global esta debe declararse al principio de un programa, fuera de cualquier función. Si se declara una variable global, cualquier línea del resto del programa, no importa cuántas funciones y líneas de código le sigan, podrán utilizar esa variable. Ejemplo de declaración de variables globales: int x, y; // variable global main () (Bloque de Instrucciones) Ámbito del Archivo Fuente: Una variable que se declara fuera de cualquier función y cuya declaración contiene la palabra reservada static tiene ámbito de archivo fuente. Las variables con este ámbito se pueden referenciar desde el punto del programa en que están declaradas hasta el final del archivo fuente. Si un archivo fuente tiene más de una función, todas las funciones que siguen a la declaración de la variable pueden referenciarla. Ejemplo: stactic int x, y; main () (Bloque de Instrucciones) Ámbito de una Función: 9

10 Una variable que tiene ámbito de una función se puede referenciar desde cualquier parte de la función. Las variables declaradas dentro del cuerpo de la función se dice que son locales a la función. Las variables locales no se pueden utilizar fuera del ámbito del a función en que están definidas porque existen en memoria sólo cuando la función esta activa, es decir, mientras se ejecutan sus sentencias. Ejemplo: void calculo (int x,y) int i, sum=0; // variables locales de la función calculo for (i=0; i<=x; i++) sum+=y; cout<< El resultado es: <<sum; Ámbito de Bloque: Una variable declarada en un bloque tiene ámbito de bloque y puede ser referenciada en cualquier parte del bloque, desde el punto en que está declarada hasta el final del bloque. Las variables locales declarada dentro de una función tienen ámbito de bloque, no son visibles fuera de dicho bloque. Ejemplo: void calculo (int x,y) if (x>y) int i, // variable local del bloque del if for (i=0; i<=10; i++) funcion(i); // aquí ya no es visible i Sobrecarga de Funciones: 10

11 Es una de las características más sobresalientes en el mundo de la programación y C++ soporta esta propiedad. La sobrecarga permite declarar funciones con el mismo nombre, pero con diferente lista de argumentos (distintos tipos y/o distinta cantidad). Las funciones sobrecargadas pueden coincidir en tipo, pero al menos uno de sus parámetros tiene que ser diferente, de lo contrario el compilador no se lo permitirá. Para poner un ejemplo se considera el caso de dos funciones cuyo nombre será divide, ambas regresarán el cociente de dos números, salvo que una de ellas operará sobre números enteros y la otra lo hará sobre números reales (de punto flotante). Nota: cuando en los programas se hace una llamada a una función sobrecargada, el compilador determina a cual de las funciones invocar en base al tipo y número de parámetros pasados a la función. // divide enteros int divide(int a, int b) cout << "división entera" << endl; if (b!=0) return a/b; // divide reales double divide(double a, double b) cout << "división real" << endl; if (b!=0) return a/b; void main() cout << divide(10, 3) << endl; 11

12 cout << divide(10.2, 3.5) << endl; Recursividad de Funciones Es una función que se llama a sí misma ya sea directa o indirectamente. La recursividad directa es el proceso por el que una función se llama a sí misma desde el propio cuerpo de la función. La recursividad indirecta implica más de una función. La recursividad permite resolver un problema, de hecho sabe como resolver los casos más sencillos (casos bases). Si la función es llamada mediante un caso base, ésta devuelve el resultado. Si el problema es más complejo, la función lo divide en 2 partes conceptuales: una parte que sabe resolver y otra que no sabe resolver. Debido a que este nuevo problema se parece al origina, la función llama una nueva copia de ella misma, que se encargará del problema más pequeño, es decir, llamada recursiva o paso de recursión. Ejemplo: Realizar el factorial de n (n!). Donde n!= n * (n-1) * (n-2) * 1 Es decir, 4!= 4*3*2*1= 24 o lo que es igual a 4!= 4*3! Además 1! =1 pero 0!=1 y n! no existe. 4! 4*3! 3*2! 2*1! 1 Entonces se puede expresar con la siguiente función recursiva: double factorial (int num) if (num>1) 12

13 else return num*factorial(num-1); return 1; Autoevaluación 1) Una función es: a) Una función es un programa dentro de un miniprograma; b) Una variable es un símbolo que representa un elemento no especificado de un conjunto dado. c) Una función es un miniprograma dentro de un programa ; d) Son declaraciones o abstracciones de objetos 2) Existen dos formas en C++ de pasar parámetros a una función : a) Sobrecargando la funcion. b) Anidadas y simples c) Por referencia o valor d) Por valor 3) Dada la siguiente funcion: double cuadrado (double n) return n*n; Representa una función de: a) Paso de parámetro por valor b) Paso de parametro por referencia c) Anidada d) Sobrecargada 4) Las variables que pueden ser referenciadas por cualquier función del programa completo son: a) Variable con ámbito de bloque b) Variable con ámbito a Archivo Fuente. c) Variable con ambit local 13

14 d) Variable con ámbito de programa 5) una función que se llama a sí misma ya sea directa o indirectamente, se llama:. a) Función Amiga b) Función inline. c) Función Recursiva o recursividad d) Function redundante 6) Indique cuales prototipos de función son correctos: a) Void principal (int a, float b, char d); b) Int int function (int a, int b); c) Float imprime (int); d) Cadena char (); e) Double (int a; int b; float c); f) Char leer (Boolean x); 7) Una función que no devuelve un resultado, se denomina: a) Funcion main b) Sobrecarga de funcion c) Funcion recursiva d) Procedimiento 8) La función principal utilizada en c++ y c se: a) Funcion public static void main() b) Funcion main() c) Funcion srtcpy() d) Funcion principal(.) 9) Cuando una función debe modificar el valor del parámetro pasado y devolver este valor modificado a la función llamadora, se denomina a) Funcion con pase de parámetros por valor b) Funcion Friend c) Funcion Inline; d) Funcion con pase de parámetro por referencia; 14

15 e) Todas las anteriores 10) Indica al compilador que más adelante encontrará la declaración de tal función: 1. c 2. c 3. a 4. d 5. c 6. a,c 7. d 8. b 9. d 10. a a) Prototipo de una función b) Ámbito de un función c) Precompilado de una función d) #define Respuestas 15

16 Ejercicios 1. Realice un programa en c++ utilizando funciones que permita determinar el máximo común divisor de dos enteros 2. Realice un programa en c++ que permita determinar si un número es par e impar utilizando funciones. 3. Realice un programa en c++ utilizando funciones recursivas que permita calcular el factorial de un número. 4. Realice un programa que permita leer una letra en minúscula y la convierta a mayúscula 5. Se desea llevar el control de pagos por primas y bonos del personal que labora en universidad. Realice un programa en c++ que utilizando funciones permita: a. Calcular la prima de antigüedad teniendo en cuenta los siguiente: Prima antigüedad = 1,5% * sueldo básico *Años de Servicio b. Calcular el bono de fin de año dada la siguiente formula: Bono fin de año= (sueldo básico * )+(Primas * 3.258) c. Calcular el bono vacacional dada la siguiente formula: Bono Vacacional = (sueldo básico * ) + (Primas * 2.896) d. Calcular el sueldo mensual a pagar de una trabajador. Teniendo en cuenta que el costo de la hora es 35 Bs. 6. Se desea crear un programa que permita calcular las raíces de una ecuación de segundo grado. 16

17 Soluciones /* 1.Realice un programa en c++ utilizando funciones que permita determinar el máximo común divisor de dos enteros*/ #include <iostream> using namespace std; int mcd(int x, int y) int resultado; while ((x!=0) && (y!=0)) if (x>=y) x=x%y; else y=y%x; if (x==0) resultado=y; else resultado=x; return resultado; int main() int num1, num2; cout<<"maximo comun divisor de dos numeros"<<endl; cout<<"ingrese el primer numero: "; cin>>num1; cout<<"ingrese el segundo numero: "; cin>>num2; cout<<"el maximo comun divisor de estos numeros es: "<<mcd(num1,num2)<<endl; system("pause"); 17

18 /*2. Realice un programa en c++ que permita determinar si un numero es par e impar utilizando funciones.*/ #include <iostream> using namespace std; void NumPar(int num) if ((num%2)==0) cout<<"el numero es Par"<<endl; else cout<<"el numero es ImPar"<<endl; int main() int numero; cout<<"programa para indicar numeros pares o impares"<<endl; cout<<"ingrese el numero: "; cin>>numero; NumPar(numero); system("pause"); /*3. Realice un programa en c++ utilizando funciones recursivas que permita calcular el factorial de un numero*/ #include <iostream> using namespace std; int factorial(int num) int resultado=1; if ((num==0) (num==1)) resultado = 1; else resultado=num * factorial(num-1); // Es aqui donde se observa la 18

19 recursividad return resultado; int main() int numero; cout<<"factorial de un numero"<<endl; cout<<"ingrese el numero: "; cin>>numero; cout<<"el factorial es: "<<factorial(numero)<<endl; system("pause"); /*4. Realice un programa que permita leer una letra en minúscula y la convierta a mayúscula*/ #include <iostream> #include <cctype> using namespace std; int main() char letra, may; cout<<"convierte Minuscula a Mayuscula"<<endl; cout<<"teclee la letra a convertir en mayuscula: " ; cin>>letra; may=toupper(letra); cout<<"la letra en mayuscula es: "<<may<<endl; system("pause"); 19

20 /*5. Se desea llevar el control de pagos por primas y bonos del personal que labora en universidad. Realice un programa en c++ que utilizando funciones permita: a. Calcular la prima de antigüedad teniendo en cuenta los siguiente: Prima antigüedad = 1,5% * sueldo básico *Años de Servicio b. Calcular el bono de fin de año dada la siguiente formula: Bono fin de año= (sueldo básico * )+(Primas * 3.258) c. Calcular el bono vacacional dada la siguiente formula: Bono Vacacional = (sueldo básico * ) + (Primas * 2.896) d. Calcular el sueldo mensual a pagar de una trabajador. Teniendo en cuenta que el costo de la hora es 35 Bs */ #include <iostream> using namespace std; double PrimaA(double sb, int anios) return (1.5*sb*anios); double BonoF(double sb, double prima) return ((sb*3.176)+(prima*3.258)); double BonoV(double sb, double prima) return ((sb+3.176)+(prima*2.896)); int main() double sueldo, prima; int anios; cout<<"pago de un trabajador"<<endl; 20

21 cout<<"sueldo Base:";cin>>sueldo; cout<<"años de Servicio:";cin>>anios; prima=primaa(sueldo,anios); cout<<"la prima de antiguiedad es: "<<prima<<endl; cout<<"bono Vacacional: "<<BonoV(sueldo,prima)<<endl; cout<<"bono de Fin de Año: "<<BonoF(sueldo,prima)<<endl; system("pause"); /*6. Se desea crear un programa que permita calcular una ecuación de segundo grado Ecuacion de Segundo Grado ax ^ 2 + bx + c */ #include <iostream> #include <math.h> using namespace std; double ecuacionp(double a, double b, double c) return (-b+sqrt((pow(b,2)-(4*a*c))))/(2*a); double ecuacionn(double a, double b, double c) return (-b-sqrt((pow(b,2)-(4*a*c))))/(2*a); int main() double a,b,c; cout<<"calcular ecuacion de segundo grado"<<endl; cout<<"ingrese el valor de a:";cin>>a; cout<<"ingrese el valor de b:";cin>>b; 21

22 cout<<"ingrese el valor de c:";cin>>c; cout<<"el valor resultado de la ecuacion de 2do grado es: "; cout<<ecuacionp(a,b,c)<<" y "<<ecuacionn(a,b,c)<<endl; system("pause"); 22