El lenguaje C. Introducción

Transcripción

1 El lenguaje C Introducción

2 Construcción de programas Escribir el/los fuente/s (*.c) Incluir los archivos de encabezado (*.h) Compilar Enlazar (linking)

3 Palabras claves auto double int struct break else long switch case enum register typedef char extern return union const float short unsigned continue for signed void default goto sizeof volatile do if static while

4 Estructura de un programa # include <stdio.h> // variables externas a usar int main() { printf( Hello, world."); return 0; } Directiva al preprocesador

5 Estructura de un programa #include <stdio.h> int main() { /* Comentario ignorado por el compilador */ int index; index = 13; printf("the value of the index is %d\n", index); index = 27; printf("the value of the index is %d\n", index); return 0; }

6 Estructura de un programa «grande» n Uso de archivos cabecera (.h) por lo general sólo contienen definiciones de tipos de datos, prototipos de funciones y comandos del preprocesador de C n Uso de varios archivos.c por lo general con un preámbulo consistente de las definiciones de constantes, cabeceras a incluir, definición de tipos de datos, declaración de variables globales y externas (e inicializacion), y una o más funciones

7 Estructura de un programa «grande» n División en directorios Por lo general agrupando los archivos relacionados o bajo cierta lógica n Uso de make y makefile Para una fácil y consistente compilación n Uso de macros en make típicamente usadas para guardar nombres de archivos fuente, nombres de archivos objeto, opciones del compilador o links a bibliotecas

8 Tipos de datos n char (1 byte) n int (2 bytes) n float (4 bytes) n double (8 bytes) n void n short long signed - unsigned

9 Constantes n 2323 int n 5656L long n n n 78.56float 89e-2float 56.9Ldouble n 033 octal n 0xf1 hexadecimal n 0xFUL unsigned long (15 en decimal)

10 Constantes n n caracter n \000 carácter (representado en octal) n \xhh carácter (representado en hexa) \a alerta \\ barra \b blanco \? Pregunta \f fin de linea \ Comilla simle \n Nueva linea \ Doble comilla \r Carriage return \v Tab vertical \t Tab horizontal

11 Constantes n Enumeración: es una lista de valores enteros constantes. Es una opcion al #define. enum opcion {SI,NO,TALVEZ}; //SI vale 1, NO vale2, y así sucesivamente. enum dia {LUNES=1, MARTES=2,...DOMINGO= F } dia k; k=lunes; k=3;

12 Identificadores nel primer carácter debe ser una letra, después puede haber letras, números o guión bajo. nes sensible a mayúsculas y minúsculas. nhasta 31 caracteres.

13 Variables n Deben declararse antes de utilizarse y pueden ser: n externas: se definen sólo una vez, fuera de toda función y se declaran extern (implícita o explicitamente) en cada función que las vaya a utilizar, siendo comunes a todas. Son inicializadas a 0 por omisión. n internas (o automáticas): son declaradas dentro de una función y solo existen en ellas. No tienen una inicialización por omisión, quedan indefinidas en su valor inicial si no se las inicializa explícitamente.

14 Variables n Las variables pueden ser: n estáticas: son visibles sólo dentro del archivo fuente (externas) o función (internas) en donde se declaran. Las estáticas internas mantienen su valor en sucesivos llamados a la función. Son inicializadas a 0 por omisión. Se deben inicializar con un valor o una expresión constante. n register: le indica al compilador que la variable será muy usada. El compilador decidirá si será almacenada en un registro. No poseen inicialización por omisión.

15 Calificadores de tipo n Sirven para dar características especiales a los objetos (variables) que están siendo declarados: nconst: se puede inicializar, pero después no puede cambiarse el valor nvolatile: le indica al complilador que su contenido puede variar mas allá del flujo del programa (no son optimizables)

16 Calificador de tipo volatile int z=8; int main() { for (int k=1;k<=100;k++){ printf("z vale%d\n", z); } } Y si Z cambia su valor por factores externos?

17 Ejemplos const y volatile const double e = const char msg [] = warning: int strlen (const char []); const int hex = 0x80A; /* 2058 en decimal */ const int oct = 012; /* 10 en decimal */ volatile int k=2; La comillas dobles definen una cadena volatile unsigned char

18 Arreglos y Cadenas int digitos [10]; int valores[] = {3,4,5,6,7}; // longitud 5 char patron [] = salida ; es equivalente a: char patron [] = { s, a, l, i, d, a, \0 } // longitud 7

19 Operadores aritméticos Operador Nombre definicion * Multiplicación Multiplica x por y / Division Divide x por y % Modulo Resto de x dividido y + Suma Suma x mas y - Susbtracción Resta y de x ++ Incremento ++X X++ -- Decremento --X X-- - Negación Multiplica x por -1 + Suma unaria

20 Acceso a datos y elementos de array Operador Nombre Ejemplo Definición [] Elemento de array. Selección de miembro -> Selección de miembro X[6] PORTD.2 pstruct->x 7mo elemento de x 2do bit de PORTD Miembro x de la estructura apuntada por pstruct * Indirección *p Contenido de la memoria localizada en la dirección p & Dirección de &x Direccion de la variable x

21 Operadores lógicos Operador Ejemplo Definición > x > y 1 si x es mayor que y, en caso contrario es 0 >= x >= y 1 si x es mayor o igual a y, en caso contrario es 0 < x < y 1 si x es menor que y, en caso contrario es 0 <= x <= y 1 si x es menor o igual a y, en caso contrario es 0 = = x == y 1 si x es igual que y, en caso contrario es 0!= x!= y 1 si x no es igual que y, en caso contrario es 0

22 Operadores lógicos!!x 1 si x es 0, en caso contrario es 0 && x && y 0 si x o y es 0, en caso contrario 1 x y 0 si x e y son 0, en caso contrario 1

23 Operadores de bits Operador Nombre Ejemplo Definición ~ NOT ~x Cambia 1 por 0, y 0 por 1 & AND x&y AND bit a bit de x e y OR x y OR bit a bit de x e y ^ XOR x^y XOR bit a bit de x e y << Desp. Izq. x<<2 Bits de x los desplaza 2pos. a la izquierda >> Desp. Der. x>>2 Bits de x los desplaza 2pos. a la derecha

24 Sentencias de control n while n do...while n for n if..else n break n continue n switch

25 Sentencia while y do-while // ejemplo while while( condicion ){ sentencia; } // ejemplo do-while do{ sentencias; } while( condicion )

26 Sentencia for for( condicion inicial; control; variacion ){ } // ejemplo: for( i = 0; i < 10; i++){ cont += i; }

27 Sentencia if 1: if (something_is_true) { /* do something */ } 2a: if (something_is_true) { /* do one thing */ } else { /* do something else */ } 2b:? (something_is_true) : : /* do one thing */ /* do something else */

28 Sentencia switch switch (integer value) { case 1: statement1; break; /* optional line */ case 2: statement2; break; /* optional line */... default: default statement break; /* optional line */ }

29 break y continue break rompe la secuencia de un ciclo while, do-while, switch o for, saltando a la primera sentencia externa al bloque. continue retoma el control en la próxima iteración de un ciclo ciclo while, do-while o for

30 Funciones n En general un programa en C son muchas funciones de pequeño tamaño, y no pocas funciones de gran tamaño. n La comunicación entre las funciones es por los argumentos, valores de retorno y a través de variables externas. n Los argumentos son pasados por valor.

31 Estructuras de datos n struct: Colección de variables de distinto tipo, agrupadas bajo un nombre. En memoria puedo almacenar cualquier variable del tipo struct que se defina rótulo opcional struct point{ int x; int y; };... struct point pt = {3,5}; printf ( %d, %d, pt.x, pt.y); struct { int pulsefrec; unsigned char pulsewdith; } pulser1, pulser2; ó struct pwm{ int pulsefrec; unsigned char pulsewdith; } pulser1, pulser2;

32 Estructuras n Las estructuras se pueden anidar : struct rect { struct point p; struct point z; } ;... struct rect ventana; ventana.p.x =25;

33 Estructuras y funciones n Las estructuras se puede pasar como argumentos de funciones. struct point pt = {3,5}; struct point *pp; pp = &pt; n pasar la estructura completa (pt): void funcion( struct point w) n pasar un componente de la estructura (pt.x): void funcion( int w) n pasar un puntero a una estructura (pp) void funcion( struct point *w)

34 Arreglos de estructuras struct message { int emisor; int receptor ; char datos [50]; } struct message buffer[50]; buffer[0].emisor=0;

35 Uniones n n n n n Es semejante a una estructura, pero los campos que declaramos en una unión ocupan todos la misma posición de memoria. Solo se puede almacenar un campo por vez. Cuando se define una unión solo se reserva espacio para almacenar el campo de mayor tamaño. Permite manejar distintos tipos de datos en una misma área de almacenamiento El programador es responsable del uso debiendo asignar y recuperar coherentemente.

36 Uniones union ejemplo { int entero; //16 bits char caracter; //8 bits } mi_var; mi_var. entero =0; // solo se puede incializar mediante el primer miembro mi_var. caracter = A ; //(como el carácter ASCII de A es 65, mi_var.entero vale 65, es decir ) mi_var. entero= 65; // pero no es seguro que mi_var.caracter sea una A

37 Campo de bits n n Es un conjunto de bits adyacentes, agrupados, en una palabra. Los bits se manipulan según su tipo declarado struct { } control;... unsigned int ctrl_compresor :1; unsigned int ctrl_cinta :1; unsigned int ctrl_quemador :1; Puede ser cualquier numero de bits control.ctrl_compresor=1; //enciende el compresor

38 Creación de tipos de datos nla instrucción typedef crea una definicion de un tipo de datos: typedef int Longitud; hace que Longitud sea un sinónimo de int. Luego se puede hacer: Longitud k; lo que declara k del tipo Longitud, con todas sus características.

39 Ejemplos de creación de tipos de datos typedef struct { int coor_x; int coor_y; } Complejo; crea el tipo Complejo que es análogo a la estructura definida en este caso.

40 Ejemplos de creación de tipos de datos typedef unsigned char byte; //crea el tipo byte typedef union { byte Byte; struct { byte b0 :1; byte b1 :1; byte b2 :1; byte b3 :1; } Bits; } Control; //crea el tipo Control luego: Control Z; Z.Byte= 4; Z.Bits.b2= Z.Bits.b2;

41 Entrada/Salida n n El C no tiene instrucciones específicas para I/O. Existen un conjunto de funciones para I/O desarrolladas y agrupadas en la biblioteca (library) estándar (ANSI): stdio.h #include <stdio.h> //incluye en el programa todas las funciones de la librería.

42 Salida con formato n int printf( Cadena de control, variables, operaciones,...); printf( La salida es %6.1f:,temp); campo

43 Entrada con formato n n int scanf( Cadena de control, variable, variable,...); La variable o variables que se van a introducir tendrán que ir acompañadas delante del nombre por el signo & (son punteros).

44 Ejemplo E/S #include <stdio.h> main() { int edad; debe ser lo suficientemente grande char nombre[20]; printf( Introduce nombre: \n ); scanf( %s, nombre); printf( Introduce edad: \n ); scanf( %d, &edad); printf( Tu nombre es %s y tienes %d años. \n, nombre, edad); }

45 Caracteres de control n d entero decimal n c caracter n s cadena de caracteres n f número de punto flotante con notación decimal n e número de punto flotante con notación exponencial n u entero decimal sin signo n o entero octal sin signo n x entero hexadecimal sin signo (minúsculas) n X entero hexadecimal sin signo (mayúsculas) n p puntero

46 Funciones para manejar caracteres n int getchar(void ): captura caracteres uno a uno desde la entrada estándar char variable; variable=getchar();

47 Funciones para manejar caracteres n int putchar(int): imprime caracteres uno a uno en la salida estandar y devuelve el carácter escrito o EOF si hubo error. char variable= m ; putchar(variable);

48 Proceso de compilación n La compilación de un programa C se realiza en varias fases que normalmente son automatizadas y ocultadas por los entornos de desarrollo: n Preprocesado: consistente en modificar el código en C según una serie de directivas de preprocesador. simplificando de esta forma el trabajo del compilador. n Compilación: que genera el código objeto a partir del código ya preprocesado. n Enlazado: que une los códigos objeto de los distintos módulos y bibliotecas externas (como las bibliotecas del sistema) para generar el programa ejecutable final.

49 Directivas al preprocesador n Facilidad del lenguaje: ninclusión de archivos include ndefinición de macros define noperador ## ninclusion condicional # if!defined...

50 Directivas al preprocesador n Inclusión de archivos: #include nombrearchivo o #include <nombrearchivo> nincluye el contenido del archivo en donde se encuentra el include nel proceso es recursivo

51 Directivas al preprocesador n Sustitución de macros: #define nombre texto_de_reemplazo nreemplza nombre por texto_de_reemplazo en todo el codigo subsiguiente npuede manejar argumentos nla sintaxis debe manejarse con mucho cuidado

52 Directivas al preprocesador n Ejemplo: #define PI #define max(a,b) ((A)>(B)?(A):(B)) Si mas adelante en el código en el código dice: x=max(p+g,pi); Quedará: x=((p+g) > (3.1416)? (p+g) : (3.1416)); Antes de compilar.

53 Directivas al preprocesador #undef nombre n asegura que nombre no será sustituido ## n Concatena argumentos reales durante la sustitucion Ejemplo: #define unir(inicio,fin) inicio ## fin Hace que: A[unir(zapa,tero)]; Pase a ser: A[zapatero];

54 Directivas al preprocesador n Inclusión condicional: #if MICRO == INTEL #define LIBRERIA intel.h #elif MICRO == AMD #define LIBRERÍA amd.h #else #define LIBRERÍA... /*aquí va la definicion de la librería generica*/... #endif #include LIBRERIA

55 Directivas al preprocesador n#ifdef, #IFNDEF nson If especializados que testean si un nombre está definido #ifndef LIBRERÍA #define LIBRERÍA... #endif