Laboratorio 3 Tema 5. Estructuras Iterativas

Transcripción

1 Laboratorio 3 Tema 5. Estructuras Iterativas Los computadores tienen la capacidad de repetir la ejecución de secuencias de instrucciones a gran velocidad y con alto grado de confiabilidad, para este fin se definen en los lenguajes de programación Estructuras de Control Iterativas. Su objetivo es permitir la expresión de la repetición de una secuencia de instrucciones. En existen tres estructuras iterativas: el while (equivalente al Mientras), el do while (equivalente al Repetir) y el for (equivalente al Para), las cuales serán explicadas a continuación. Mientras La estructura iterativa mientras, a diferencia del repetir, evalúa la condición antes de ejecutar las instrucciones. Por lo tanto, es posible que nunca se ejecute el cuerpo de la misma. El siguiente diagrama de flujo muestra el funcionamiento del mientras. Diagrama de Flujo Como existe una traducción directa a, no es necesario analizar otro diagrama de flujo. La traducción se puede realizar de la siguiente manera. Mientras <condición> hacer fmientras while (<condición>){ GDAyP pág. 1

2 Repetir La estructura iterativa repetir posee la característica de ejecutarse una o más veces, es decir, el cuerpo de la estructura siempre se ejecuta al menos una vez antes de evaluar la condición. Repetir Hasta <condición>; Diagrama de Flujo do { while (<condición>); Diagrama de Flujo Cuando se traduce un Repetir a se utiliza el do while, ya que es una estructura iterativa equivalente que posee la característica de ejecutar su cuerpo de instrucciones antes de evaluar la condición. Sin embargo, su validación no es exactamente igual que el Repetir utilizado en pseudocódigo. El do while utiliza una condición de control para el ciclo del tipo mientras, por lo tanto se hacen las instrucciones mientras la condición es verdadero (se sale del ciclo cuando se hace falso); en cambio el Repetir utiliza una condición del tipo hasta, se repiten las instrucciones mientras que la condición es falso y se sale del ciclo cuando se hace verdadero. Un truco simple es negar la condición original del Repetir del pseudocódigo al traducirlo al do.. while. GDAyP pág. 2

3 Repetir Hasta <condición>; do{ while (<condición>); Para Las estructuras iterativas Repetir y Mientras, son poderosas herramientas que nos permiten indicarle a la computadora algoritmos de complejidad arbitraria. Sin embargo, un patrón que emerge de forma natural durante la programación es mover una variable de control desde un valor inicial hasta un valor final en incrementos regulares. Por ejemplo, contar del 1 al 100 de 3 en 3. No hay nada que nos impida realizar este tipo de secuencias utilizando las estructuras anteriores, pero el patrón es tan común que se desarrolló una estructura iterativa especial para este tipo de iteraciones. La estructura iterativa para tiene la peculiaridad de asociar una variable de control a nuestra iteración, dicha variable representa donde nos encontramos dentro de nuestra iteración general y la estructura se encarga de actualizar su valor y verificar si se alcanzó condición deseada. A continuación se muestra la sintaxis de las estructuras para (pseudocódigo) y for () junto con sus diagramas de flujo. Estos diagramas pueden parecer más complejos de lo que en realidad son, sin embargo, es sumamente importante entender cómo funcionan las estructuras en cada caso para poder realizar una traducción correcta. Entero var; Para <var>=<valor1> hasta <final> en <inc> hacer Diagrama de Flujo GDAyP pág. 3

4 for(<inic>; <cond>; <act>){ Diagrama de Flujo Lo primero que se debe notar es que la estructura del pseudocódigo es más rígida, es decir, solo puede realizar iteraciones que involucran una variable de control, un incremento y una condición que utiliza el incremento para ver si se está intentado subir hacia el valor final o bajar hacia el mismo. Por otra parte, el diagrama de flujo de es demasiado ligero, ya que se compone simplemente de tres expresiones que son ejecutadas en ciertos momentos. Como se desea traducir una iteración escrita en pseudocódigo a, es necesario obtener las expresiones correctas para que ambos diagramas de flujo sean equivalentes. Obtener las expresiones para la inicialización y la actualización no presenta mayor complejidad, ya que el primer diagrama nos muestra exactamente lo que deseamos colocar allí. Para la condición podríamos hacer lo mismo, simplemente colocar lo que muestra el primer diagrama. Sin embargo, el valor del incremento nunca se modifica, por lo tanto es mejor tener dos reglas de traducción, uno cuando el incremento es positivo y uno cuando es negativo (si el incremento es cero el ciclo nunca avanza). Nombre <inic> <cond> (cuando inc > 0) <cond> (cuando inc < 0) <act> Expresión Var = inicial; Var <= final; Var >= final; Var = Var + inc; Por lo tanto, tenemos los siguientes ejemplos de traducciones de pseudocódigo a : GDAyP pág. 4

5 Para i=0 hasta n hacer for(i=1; i<=n; i=i+1){ Para i=0 hasta n en 3 hacer Para i=n hasta 1 en -1 hacer Para i=n hasta n/2 en -4 hacer for(i=1; i<=n; i=i+3){ for(i=n; i>=1; i=i-1){ for(i=n; i>=n/2; i=i-4){ Los incrementos son expresiones muy comunes en la programación, por ello, provee formas un poco más compactas para realizar dichos incrementos. Es muy posible que al estudiar algoritmos expuestos en libros o en páginas web nunca vea incrementos escritos como se mostró anteriormente. Existen dos tipos de expresiones para incrementos, la primera funciona para cualquier tipo de incremento y la segunda únicamente cuando se desea incrementar en 1. Cada una de estas expresiones tiene además una versión para decrementos en lugar de incrementos. Original Compacto Var = Var + inc; Var += inc; Var = Var inc; Var-=inc; Var = Var + 1; ++Var; Var++; Var = Var 1; --Var; Var--; Como se puede ver los incrementos en 1 tiene dos formas, la diferencia práctica de cada uno de ellos es sutil y poco relevante para nuestro caso. Por lo tanto, no se explicará sus diferencias en este laboratorio pero se invita a los estudiantes a estudiarlas en libros o páginas web. Por GDAyP pág. 5

6 ahora, basta con entender que ambos representan incrementos en uno de la variable y podemos utilizar la forma que más nos llame la atención. Utilizando las formas compactas de incremento, los ejemplos anteriores se pueden escribir como sigue. Para los casos de incrementos en 1 o decrementos en -1 se muestran tres veces, uno con la forma compacta genera y uno con cada forma compacta de incremento 1. Esto con la intención de mostrar que todas son válidas. Para i=0 hasta n hacer for(i=1; i<=n; i++){ Para i=0 hasta n en 3 hacer Para i=n hasta 1 en -1 hacer Para i=n hasta n/2 en -4 hacer for(i=1; i<=n; i+=3){ for(i=n; i>=1; i--){ for(i=n; i>=n/2; i-=4){ GDAyP pág. 6

7 EJERCICIOS A PROGRAMAR LABORATORIO 3 En este laboratorio debes desarrollar programas capaces usar la lectura y escritura estándar, declaración de variables, acciones elementales, prioridad de operadores, estructuras de control condicional (Si y Selección) y estructuras iterativas o ciclos (Para, Mientras, Repetir) propios de, creando programas que compilen y corran en el entorno Linux. Ejercicios: todos deben agregarse en el mismo archivo.cpp, el cual debe compilar NOTA: en todos los ejercicios debe solicitarse los valores de entrada al usuario, leerlos y realizar las validaciones necesarias en los datos de entrada. 1. Leer una secuencia de números enteros de ocho (8) dígitos, que representan fechas de nacimiento en el formato ddmmaaaa. Cada fecha es suministrada por el usuario y la secuencia se termina si se lee el valor -1. Para cada número (o fecha) suministrado por el usuario: 1.1. Separarlo en la fecha correspondiente, considerando el día, mes y año de nacimiento 1.2. Validar la fecha, se debe mostrar cada fecha incorrecta, la cantidad de fechas válidas e inválidas 1.3. Para las fechas correctas, indicar el promedio de edad Considere en sus validaciones que el año de las fechas debe estar entre 1900 y Dado un número entero cualquiera, en la máxima representación aceptada para enteros en, indicar: 2.1. Cuántos dígitos tiene el número Promedio de los dígitos con valor par 2.3. Cantidad de dígitos con valor impar 2.4. Suma del valor de sus dígitos 2.5. Indicar si la suma de sus dígitos es un número primo 3. Calcula el valor de siguiente expresión, con valores n, x, z dados por el usuario y de tipo entero. Considere en su solución que el valor de n debe ser mayor o igual a 1, mientras que el valor de z puede ser cualquier valor entero. Realice las validaciones necesarias sobre los valores de entrada. Utilice un ciclo Mientras para calcular la primera parte de la expresión y un ciclo Repetir para calcular la segunda parte. Obviamente, se debe utilizar los ciclos equivalentes al Mientras y al Repetir en. 1/5* n n x * z i1 j1 primera parte i x j z 2 segunda parte GDAyP pág. 7

8 RESTRICCIONES El laboratorio debe ser desarrollado en, bajo el sistema operativo Ubuntu. Sugerimos la utilización de geany como ambiente de desarrollo en Linux y en Windows sugerimos el uso de Dev. Se debe usar lectura y escritura estándar. Se permite usar tipos de datos básicos, operaciones aritméticas, estructuras de control condicional y estructuras iterativas o ciclos. Se permite el uso de elementos de la Librería Estándar de (stdio, iostream, string, cmath, math, entre otras). Cualquier copia será penalizada para todos los involucrados con la nota de CERO (0) puntos, además del reporte respectivo al Profesor de la Sección y a la Coordinadora de la Materia. Se debe seguir estrictamente el formato de entrada de datos y mensajes de salida cuando se indique en los enunciados, de lo contrario esto repercutirá en su nota. IMPORTANTE: Archivos de laboratorios o proyectos que no cumplan con este formato de nombre NO SERÁN CORREGIDOS. No se aceptarán envíos posteriores con el nombre corregido. NO SE ACEPTARÁN ENVÍOS posteriores a la fecha y hora indicada, correos que no respeten el formato del asunto y del nombre de archivo, o archivos enviados a un correo-e que no sea el del preparador. CONSULTAS: En caso de dudas sobre el enunciado del laboratorios, consultar al Preparador II David Rojas, davidrojas0791@gmail.com. En el sitio web de la materia están publicados los horarios en que los Preparadores darán consultas de laboratorio en Sala de Micros. MATERIAL DE APOYO: En el sitio web de la materia hay enlaces a sitios con información sobre programación con ( Manual Básico : Ejemplos sencillos de : GDAyP pág. 8

9 Cuestionario Laboratorio 3 Tema 5. Estructuras Iterativas (Para, Mientras y Repetir) 1. Cuál de las estructuras iterativas existentes en evalúa la condición antes de ejecutar la instrucción? - for - while - do.. while - Ninguno de los anteriores 2. Existe en el ciclo Repetir? Cuál es el equivalente y cómo funciona? 3. Cuál de los ciclos existentes en se ejecuta al menos una vez, sea cual sea la condición de parada? - for - while - do.. while - Ninguno de los anteriores 4. Si utilizamos un ciclo for Es necesario conocer a priori la cantidad de iteraciones que se van a realizar? - Sí, explicar - No, explicar 5. Los ciclos, al igual que los condicionales, trabajan evaluando expresiones que sólo utilizan los operadores de comparación = y - Verdadero, justificar - Falso, justificar GDAyP pág. 9

10 ENTREGA DEL LABORATORIO El laboratorio es de realización individual y la entrega del mismo será hasta viernes 05 de junio de 2015 a las 11:00 p.m. Se debe enviar el código del proyecto únicamente al Preparador David Rojas, al correo davidrojas0791@gmail.com El asunto del correo-e debe cumplir con el siguiente formato : AyP-Lab3-Sección-Cédula por ejemplo: AyP-Lab3-C Los archivos con la solución a enviar por correo-e (.cpp y cuestionario con sus respuestas) deben guardarse respetando el siguiente formato para su nombre, sin usar acentos o ñ: Lab3-Seccion-NombreyApellido-Cedula.cpp Lab3-Seccion-NombreyApellido-Cedula-cuestionario.pdf por ejemplo, para María Angélica Peñaloza: Lab3-C2-MariaPenaloza cpp Lab3-C2-MariaPenaloza cuestionario.pdf Enviar ambos archivos (.cpp con la solución y.pdf con el cuestionario y sus respuestas) como dos archivos anexos al correo. NO comprimirlos. Los proyectos y laboratorios son actividades de investigación, por ello los alumnos deben iniciar el análisis, diseño y desarrollo de la solución con antelación a la fecha de entrega. No es requisito que la materia o las herramientas a usar en la solución de los proyectos o laboratorios hayan sido vistas en clases. El alumno debe investigar en manuales y tutoriales de lenguaje. GDAyP, 18 de Mayo de 2015 GDAyP pág. 10