CONTENIDO DE LA LECCIÓN 15

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1 CONTENIDO DE LA LECCIÓN 15 FUNCIONES SOBRECARGADAS 1. Introducción 2 2. Sobrecarga de una función Ejemplos 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, Cuando utilizar la sobrecarga de funciones 6 4. Plantillas de funciones Ejemplo Examen breve Lo que necesita saber 9 7. Preguntas y problemas Problemas

2 LECCIÓN 15 FUNCIONES SOBRECARGADAS INTRODUCCIÓN Anteriormente, si tenía una función llamada sumarvalores() que trabajaba con dos valores enteros y si deseaba utilizar otra función similar pero que trabajara con tres valores enteros, debía de definirla con nombre distinto. Para eliminar la necesidad de duplicar funciones, C++ le permite definir múltiples funciones con el mismo nombre. Durante la compilación, C++ examina el número de argumentos de cada función y utiliza la función correcta. El proceso de definir varias funciones para que el compilador seleccione la correcta se le conoce con el nombre de sobrecarga de funciones. Objetivos de esta lección: Utilizar y saber cuando usar funciones sobrecargadas. Las funciones sobrecargadas es una característica de C++ que no tiene C. SOBRECARGA DE UNA FUNCIÓN C++ permite definir varias funciones con el mismo nombre, siempre y cuando tengan diferentes grupos de parámetros (cuando menos en lo que concierne a sus clases) Esta capacidad se llama sobrecarga de funciones. Cuando se llama a una función sobrecargada, el compilador de C++ selecciona la función adecuada examinando el número, clases y orden de los argumentos de la llamada. La sobrecarga de funciones se utiliza normalmente para crear varias funciones con el mismo nombre que realicen tareas similares, pero sobre distintas clases de datos. La sobrecarga de una función es importante para la programación en C++. Cuando una función está sobrecargada, está diseñada para funcionar de manera diferente cuando se suministra con diferente número de argumentos o clases de datos de argumentos. En otras palabras, la misma función exhibe diferente comportamiento con un número diferente de argumentos o clases de datos de argumentos. De esta manera, una función dada se comportará de una manera cuando se suministre un argumento y de una forma completamente diferente cuando sean dos los argumentos suministrados. De hecho, hasta ahora hemos utilizado muchos operadores sobrecargados, incluyendo el operador de inserción de flujo << y el operador de extracción de flujo >>. Ejemplo 15.1 El siguiente programa: SOBRECAR.CPP, ilustra el concepto de sobrecarga de funciones. 15-2

3 /* El siguiente programa: SOBRECAR.CPP, ilustra el concepto de sobrecarga de funciones en C++. */ #include <iostream.h> //Para cout y cin // funciones prototipo int area(int); int area(int, int); float area(float); // Define las variables argumento de la función int lado = 3; int longitud = 4; int ancho = 5; float radio = 6.25; // Llamadas de función cout << "El área del cuadrado es : " << area(lado) << endl; cout << "El área del rectángulo es: " << area(longitud, ancho) << endl; cout << "El área del círculo es : " << area(radio) << endl; // Fin de main() // Esta función calcula el área de un cuadrado int area(int l) return l * l; // fin de area() // Esta función calcula el área de un rectángulo int area(int largo, int ancho) return largo * ancho; // Fin de area() // Esta función encuentra el área de un círculo float area(float r) return * r * r; // Fin de area() Observe la sección de prototipo de la función. Lo primero que se ve son tres diferentes prototipos para area() En el primer prototipo, area() requiere un solo argumento entero y regresa un valor entero. En el segundo, area() requiere dos argumentos enteros y regresa un valor entero. En el tercero, area() requiere un solo argumento de punto flotante y regresa un valor de punto flotante. Observando las definiciones de la función en la parte final del programa, encontrará que la función sencilla area() se define tres veces en forma diferente para hacer tres cosas distintas. La forma en que area() se comportará se determina por el número y las clases de argumentos suministrados cuando se le llama. Si se proporciona un solo argumento entero cuando se llama a area(), regresará el área de un cuadrado. Si se suministran dos argumentos enteros en la llamada, area() regresará el área de un rectángulo, que no es un cuadrado. Sin embargo, si se suministra un solo argumento de punto flotante en la llamada, area() regresará el área de un círculo. Aquí está el resultado de la ejecución del programa: El área del cuadrado es : 9 El área del rectángulo es: 20 El área del círculo es :

4 Ejemplo 15.2 Obviamente, se podría decir que area() tiene sobrecarga de trabajo, porque realiza tres tareas diferentes, dependiendo del número y las clases de datos de los argumentos usados en su llamada. La sobrecarga se usa donde las tareas son muy similares y difieren sólo en el número de argumentos requeridos por la función o las clases de datos de argumentos. Sin la sobrecarga, se tendría que inventar diferentes nombres para cada tarea similar en lugar de uno solo, además sería necesario recordarlos todos. La sobrecarga de una función se relaciona con el concepto de polimorfismo, que es una de las piedras angulares de la programación orientada a objetos, como se verá en otro semestre. Se menciona en este momento para que se comprenda el concepto. La sobrecarga de una función no está disponible en el lenguaje C. El siguiente programa: POTENCIA.CPP, se vale de la función sobrecargada cuadrado() para calcular el cuadrado de una int y el cuadrado de una double. /* El siguiente programa: POTENCIA.CPP, ilustra el uso de la sobrecarga de funciones. */ #include <iostream.h> //Para cout y cin int cuadrado(int x) return x * x; //Fin de cuadrado() double cuadrado(double y) return y * y; //Fin de cuadrado() cout << "El cuadrado del numero 7 clase integer es : " << cuadrado(7) << endl; cout << "El cuadrado del numero 7.5 clase double es: " << cuadrado(7.5) << endl; //Fin de main() Ejemplo 15.3 El siguiente programa: SUMA.CPP, por ejemplo, sobrecarga la función sumarvalores() La primera función suma dos valores de clase int. La segunda función suma tres valores. Durante la compilación, el compilador C++ determina la función correcta a utilizar: /* El siguiente programa: SUMA.CPP, ilustra el uso de sobrecarga de funciones. */ #include <iostream.h> //Para cout y cin int sumarvalores(int a, int b) return(a + b); //Fin de sumarvalores() int sumarvalores(int a, int b, int c) return(a + b + c); //Fin de sumarvalores() 15-4

5 cout << " = " << sumarvalores(200, 801) << endl; cout << " = " << sumarvalores(100, 201, 700) << endl; //Fin de main() Ejemplo 15.4 De manera similar: el siguiente programa, MSJSCA.CPP, sobrecarga la función mostrarmensaje() El primero despliega un mensaje por omisión si no se da ningún parámetro. El segundo despliega el mensaje pasado y el tercero despliega dos mensajes: /* El siguiente programa: MSJSCA.CPP, ilustra el uso de sobrecarga de funciones. */ #include <iostream.h> //Para cout y cin void mostrarmensaje(void) cout << "Mensaje por omisión: Rescatado por C++" << endl; //Fin de mostrarmensaje() void mostrarmensaje(char *mensaje) cout << mensaje << endl; //Fin de mostrarmensaje() void mostrarmensaje(char *primero, char *segundo) cout << primero << endl; cout << segundo << endl; //Fin de mostrarmensaje() mostrarmensaje(); mostrarmensaje(" He sido Rescatado!"); mostrarmensaje(" C++ no es tan difícil!", " La sobrecarga es fácil!"); //Fin de main() Las funciones sobrecargadas se distinguen por sus firmas una firma es una combinación del nombre de la función y de sus clases de parámetros. El compilador codifica cada identificador de función, el número y clase de sus parámetros (lo que a veces se conoce como deformación de nombres o decoración de nombres), permitiendo el enlace a prueba de clases de datos. El enlace a prueba de clases de datos asegura que se llame a la función sobrecargada correcta y que los argumentos concuerden con los parámetros. El compilador detecta y reporta los errores de enlace. Ejemplo 15.5 El siguiente programa: DEFORMA.CPP, se compiló con el compilador C++ de Borland. En lugar de mostrar la salida, mostraremos los nombres de función deformadas que se generaron en el lenguaje ensamblador C++ de Borland. Cada nombre deformado comienza seguido por el nombre de la función. La lista de parámetros deformados comienza con $q. En la lista de parámetros de la función nada2(), zc representa una char, i representa una int, pf una float * y pd una double *. En la lista de 15-5

6 parámetros de la función nada1(), i representa una int, f una float, zc una char y pi una int *. Las dos funciones cuadrado() se distinguen por sus listas de parámetros; una especifica d de double y la otra i de int. Las clases de regreso de las funciones no se especifican en los nombres deformados. La deformación de nombres de función es especifica del compilador. Las funciones sobrecargadas pueden tener diferentes clases de retorno, pero deben tener distintas listas de parámetros. /* El siguiente programa: DEFORMA.CPP, ilustra el concepto de deformación de nombres. */ int cuadrado(int x) return x * x; //Fin de cuadrado() double cuadrado(double y) return y * y; //Fin de cuadrado() void nada1(int a, float b, char c, int *d) //Cuerpo de la función vacía. //Fin de nada1() char *nada2(char a, int b, float *c, double *d) return 0; //Cuerpo de la función vacía. //Fin de main() public _main El compilador sólo utiliza las listas de parámetros para hacer la distinción entre las funciones con el mismo nombre. Las funciones sobrecargadas no necesitan tener el mismo número de parámetros. Los programadores deben tener cuidado al sobrecargar funciones con parámetros predeterminados, pues esto puede provocar ambigüedades. CUANDO UTILIZAR LA SOBRECARGA DE FUNCIONES Uno de los usos más frecuentes de la sobrecarga es el uso de una función para obtener un resultado, aún cuando el número de parámetros puedan diferir. Por ejemplo, suponga que su programa tiene una función llamada diasemana(), la cual retorna el día actual de la semana (0 para domingo, 1 para lunes,..., 6 para sábado). Su programa puede sobrecargar la función de tal manera que retorne el día correcto de la semana si se pasa como parámetro un día juliano o si se pasa el día, mes o año: 15-6

7 int diasemana(int diajuliano) // enunciados int diasemana(int mes, int dia, int año) // enunciados PLANTILLAS DE FUNCIONES Las funciones sobrecargadas normalmente sirven para efectuar operaciones parecidas en las que intervienen lógicas de programación diferentes sobre tipos de datos distintos. Si la lógica de programación y las operaciones son idénticas para todos los tipos de datos, esto puede lograrse de manera más compacta y práctica mediante plantillas de funciones. El programador escribe una sola definición de plantilla de función. Con base en los tipos de argumento proporcionados en las llamadas a esta función, C++ genera automáticamente funciones de plantilla que se encargan de cada tipo de llamada. Por lo tanto, la definición de una sola plantilla de función define una familia de soluciones completa. Todas las definiciones de plantillas de función inician con la palabra clave template, seguida por una lista de parámetros formales de tipo para la plantilla de función, encerrada entre paréntesis angulares (< y >) Cada parámetro formal de tipo está precedido por la palabra clave class. Los parámetros formales de tipo son tipos integrados o tipos definidos por el usuario que se utilizan para especificar los tipos de los argumentos de la función, el tipo de regreso de la función y para declarar variables dentro del cuerpo de la definición de la función. A continuación se coloca la definición de la función y se define como cualquier otra función. La siguiente definición de plantilla de función será utilizada en el siguiente programa. template <class T> T maximum(t valor1, T valor2, T valor3) T max = valor1; if(valor2 > max) max = valor2; if(valor3 > max) max = valor3; return max; Esta plantilla de función declara un solo parámetro formal de tipo T como el tipo de datos que la función maximum probará. Cuando el compilador detecta una llamada a maximum en el código del programa fuente, el tipo de los datos pasados a maximum se sustituye por T en toda la definición de la plantilla y C++ crea una función completa que determina el máximo de tres valores del tipo de datos especificado. Después se compila la nueva función. Por lo tanto, las plantillas en realidad son medios para generar código. En el programa PLANTILLA.CPP, se 15-7

8 instancian tres funciones: una espera tres valores int, otra tres valores double y otra tres valores char. La instanciación del tipo int es: int maximum(int valor1, int valor2, int valor3) int max = valor1; if(valor2 > max) max = valor2; if(valor3 > max) max = valor3; return max; Cada parámetro de tipo de la definición de la plantilla debe aparecer cuando menos una vez en la lista de parámetros de la función. El nombre de un parámetro de tipo debe ser único en la lista de parámetros formales de una definición de plantilla particular. Ejemplo 15.6 El siguiente programa: PLANTILLA.CPP, ilustra el uso de la plantilla maximum para determinar el mayor de tres valores int, tres valores double y tres valores char. /* El siguiente programa: PLANTILLA.CPP, ilustra el uso de la función de plantilla maximum para determinar el mayor de tres valores enteros, tres valores de doble precisión y tres valores de clase caracter. */ #include <iostream.h> //Para cout y cin template < class T > T maximum(t valor1, T valor2, T valor3) T max = valor1; if(valor2 > max) max = valor2; if(valor3 > max) max = valor3; return max; //Fin de la definición de la plantilla maximum() int entero1, entero2, entero3; cout << "Introduzca tres valores de clase entero: "; cin >> entero1 >> entero2 >> entero3; cout << "El máximo valor de clase entero es: " << maximum(entero1, entero2, entero3)<< endl << endl; //Versión int 15-8

9 double doble1, doble2, doble3; cout << "Introduzca tres valores de clase double: "; cin >> doble1 >> doble2 >> doble3; cout << "El máximo valor de clase double es: " << maximum(doble1, doble2, doble3)<< endl << endl; //Versión double char caracter1, caracter2, caracter3; cout << "Introduzca tres valores de clase caracter: "; cin >> caracter1 >> caracter2 >> caracter3; cout << "El máximo valor de clase caracter es: " << maximum(caracter1, caracter2, caracter3)<< endl << endl; //Versión char //Fin de main() EXAMEN BREVE 32 LO QUE NECESITA SABER Antes de continuar con la siguiente lección, asegúrese de haber comprendido los siguientes conceptos:!"la sobrecarga de funciones le permite a sus programas proporcionar varias vistas a la misma función.!"durante la compilación, C++ determina qué función invocar basado en el número y tipo de parámetros pasados.!"es posible definir varias funciones con el mismo nombre, pero con distintos tipos de parámetros. A esto se le llama sobrecarga de funciones. Cuando se llama una función sobrecargada, el compilador selecciona la función adecuada examinando el número y el tipo de los argumentos de la llamada.!"las funciones sobrecargadas pueden tener distintos valores de devolución y deben tener distintas listas de parámetros. Dos funciones que sólo difieran en el tipo de devolución generarán un error de compilación.!"las plantillas de función permiten crear funciones que llevan a cabo las mismas operaciones sobre distintos tipos de datos; la plantilla de función se define una sola vez. PREGUNTAS Y PROBLEMAS PROBLEMAS 1. Escriba un programa que, por medio de una plantilla de función llamada min, determine el menor de dos argumentos. Pruebe el programa con pares de números enteros, de carácter y de punto flotante. 2. Codifique un programa que, mediante una plantilla de función llamada max, determine el mayor de tres argumentos. Pruebe el programa con pares de enteros, de carácter y de punto flotante. 3. Determine si los siguientes segmentos de programa contienen errores. Por cada error, explique la forma de corregirlo. Nota: es posible que algunos de los segmentos de programa no tengan errores. 15-9

10 a) template <class A> int sum(int num1, int num2, int num3) return num1 + num2 + num3; b) void printresults(int x, int y) cout << La suma es: << x + y << \n ; return x + y; c) template <A> A producto(a num1, A num2, A num3) return num1 * num2 * num3; d) double cubo(int); int cubo(int); EXAMEN BREVE Cuando se sobrecarga una función, Qué determina el comportamiento de la función? RESPUESTA EXAMEN BREVE Cuando se sobrecarga una función, la clase de datos de regreso así como el número y clases de datos de los parámetros de la función determinarán como se realizará la función