LENGUAJE C. Además, permite manejar los elementos típicos de la programación de sistemas: bits, bytes y direcciones.

Transcripción

1 LENGUAJE C El lenguaje B, precursor del C, era un lenguaje sin tipos desarrollado por Martin Richards, en 1967, para programación de sistemas. El lenguaje C fue diseñado por Dennis Ritchie, de los Laboratorios Bell en Se diseñó para ser el lenguaje de los sistemas operativos UNIX y se creó para superar las limitaciones del lenguaje B, utilizado por Ken Thompson para producir la versión original de UNIX en La definición del C apareció en 1978: apéndice "C Reference Manual" del libro "The C programming Language"de Brian W. Kernighan y Dennis M. Ritchie (Ed. Prentice-Hall). En 1983, se publicó otro estándar: "The C Programming Language-Reference Manual" (Lab.Bell) escrito por Dennis M. Ritchie. Es un lenguaje de nivel intermedio, al combinar elementos de lenguajes de alto nivel (tipos, bloques,...) con la funcionalidad de los ensambladores. Además, permite manejar los elementos típicos de la programación de sistemas: bits, bytes y direcciones. Estructura y formato del programa. Los programas se construyen con los siguientes elementos: Comentarios. Directivas para el procesador. Definiciones de funciones. Expresiones formadas con constantes, variables, funciones y operadores. Sentencias. Los comentarios Son líneas que ignora el compilador pero sirven para documentar los programas. Empiezan con: /* y terminan con: */. Pueden abarcar varias líneas. Ejemplo: /* Ejercicio 1 Programa que indica el menor de los números primos introducidos */ En el ejemplo anterior se indica para qué sirve el programa que vamos a realizar. Directivas para el procesador. Son órdenes que el procesador interpreta antes de que el código fuente sea compilado. El procesador produce un programa escrito en C que es lo que se compila después. Deben empezar con el símbolo " # " en la primera columna. Ejemplos: # define PI # define EQ == # include<stdio.h> # include<math.h>

2 En este ejemplo, se incluyen dos directivas, como include, que hace que se incluyan en el programa las funciones de biblioteca. Éstas realizan operaciones y cálculos de uso frecuente, como devolver el valor absoluto de un número, convertir mayúsculas en minúsculas, o la función stdio.h, necesaria para leer y escribir datos necesarios para la ejecución del programa. La directiva define crea una constante simbólica, en donde se asigna un significado a una variable. En el caso anterior, se ha definido el significado de PI como , y así no se tiene que volver a poner el valor numérico cada vez que el número π sea necesario. Los datos y variables en lenguaje C. Existen distintos tipos de datos y variables en este lenguaje: Tipo Contenido Rango char Dato de tipo carácter De 0 a 255 (1 Byte) int Números enteros con signo De a (2 Bytes) float Números decimales De 3.4*10-38 a 3.4* (4 Bytes) double Números con mucha precisión De 1.7* a 1.7* (8 Bytes) Existe otro tipo, el void, que se emplea para declarar funciones que no devuelven ningún parámetro o declarar funciones sin parámetros. Además de este tipo de variables, existen unos modificadores de tipos que especifican con mayor detalle el tamaño de las variables. Por ejemplo: signed: para poner signo a los valores. Ejemplo: signed char x; define a x como variable tipo carácter con valores entre -128 a 127 unsigned: para eliminar el signo. Ejemplo: unsigned int x; define a x como variable tipo entero con valores entre 0 y (2 bytes con valores positivos). Todas las variables deben ser declaradas antes de ser empleadas, y pueden ser locales o globales. Las variables globales son aquellas que se declaran antes de la función main(), y se entienden en todo el programa. Las variables locales sólo se entienden dentro de la función en la que han sido definidas. Ejemplo: #include <stdio.h> int a=0; float b, c; char num1; int main(){ char E;.. int segunda(){ int as_1=6;.. Las variables a, b, c y num1 van a ser entendidas en todo el programa. Sin embargo la variable E sólo tendrá sentido en la función main(), y la variable as_1 sólo tiene sentido en la función segunda(). A las variables se les puede asignar un valor inicial, como en el ejemplo, a=0 ó as_1=6. Como se ve en el ejemplo anterior, se ha definido una función dentro de la función main(). Las funciones también pueden ser de tipo int, float, etc., y devolver o no un valor después de su ejecución. Palabras reservadas. El lenguaje C contiene una lista de palabras reservadas, que no pueden emplearse para definir constantes, variables o funciones:

3 auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct type def union unsigned void volatile while Esto es debido a que estas palabras reservadas, también denominadas comandos o keywords, tienen otros significados. Las expresiones. Son expresiones matemáticas o lógicas que forman parte de las funciones. Una expresión se forma combinando constantes, variables, operadores y llamadas a funciones. Ejemplos: 3 s = s + 1 también: s+=1 z = z*4 también: z*=4 n == 0 (== es el operador que compara dos valores) ++i o i++ es i=i+1 Con expresiones se forman sentencias, con sentencias se forman funciones y con funciones se construye un programa completo. A continuación se reúnen los operadores aritmético-lógicos más comunes: Visión básica de las funciones. Un programa escrito en C está formado por una o varias funciones. Cada función expresa la realización del algoritmo que resuelve una de las partes en que se ha descompuesto el problema completo en cuestión. En el método de análisis descendente, un problema complejo se descompone sucesivamente en partes cada vez más simples hasta que resulta trivial su programación. Con el lenguaje C, cada una de esas partes se resuelve con una función. Formalmente, una función tiene un nombre y está formada por un conjunto de sentencias que se ejecutan devolviendo un valor al medio que la invoca.

4 Todo programa debe contener la función "main", que es la invocada desde el procesador cuando comienza la ejecución del programa. La función "main" controla la ejecución del resto del programa. Su sintaxis es la siguiente: int main() { conjunto de definiciones de variables y expresiones matemáticas Existen dos funciones de vital importancia, son printf y scanf. Ambas son necesarias para mostrar datos en pantalla o introducir datos en el programa para su ejecución, respectivamente. La función printf Es la función que se necesita para mostrar los resultados del programa en pantalla. Su formato es: 4 printf( cadena de texto, lista de argumentos) La cadena de texto entre comillas aparece literalmente en la pantalla. Si queremos mostrar, por ejemplo, Hola, como estás, pondríamos prinf( Hola, como estás ). No obstante, se emplea para mostrar resultados. Si queremos mostrar el resultado de una variable (por ejemplo, la variable s) después de un cálculo, escribiríamos printf( El resultado es %d, s). Donde aparece el término %d se sustituiría por el valor de la variable s, y en este caso en formato de número entero. Otros formatos serían: %f: para valores tipo float %u: entero sin signo %c: tipo carácter %ld: entero largo con signo %lu: entero largo sin signo %lf: tipo double Además, se pueden escribir más variables, separándolos de comas. Ejemplo: printf( resultados: s=%f y h=%f,s,h) Aquí se han introducido dos variables: s y h. Se pueden introducir otros modificadores, como las secuencias de escape. Si ponemos \n, es como si pusiéramos un intro. Ejemplo: printf( Resultados:\n s=%f y h=%f,s,h) Daría algo así: Resultados: S=4.1 y h=6.32 (los datos me los he inventado). La función scanf Es necesaria para introducir datos desde el teclado. Su sintaxis es la siguiente, por ejemplo: Scanf( %f,&s): En este ejemplo va a leer el valor de la variable s y le va a dar un formato de número float. Ejercicios iniciales: 1. Realizar un programa que calcule la superficie y el perímetro de un rectángulo a partir de su base y altura. Los datos de base y altura se deben introducir por medio del teclado. 2. Realiza un programa para calcular el área de un circulo a partir de su radio, empleando la directiva del procesador define para asignar el valor al parámetro PI. 3. Realizar un programa que realice el cuadrado y el cubo de un número. Este se debe introducir por el teclado.

5 4. Realizar un programa que convierta los grados Fahrenheit a grados Celsius. La ecuación que relaciona ambos es: F = ( 9 ) (C + 32). Donde F es la temperatura en Fahrenheit y C en Celsius. 5 LA SENTENCIA IF Esta es una sentencia de selección: toma una decisión basada en el resultado de una condición. Su formato general es el siguiente: if(expresión){ sentencia 1; sentencia 2; sentencia n; else{ sentencia 1; sentencia 2; sentencia n; 5 La expresión suele ser una comparación. Si la expresión es verdadera, se ejecutan las sentencias del bloque del if, y en caso contrario, las del bloque else. Si sólo existe una sentencia tanto en el if como en el else, no es necesario poner corchetes. Los operadores que se emplean en las comparaciones son los clasificados como De relación, Lógicos y De igualdad de la tabla de la hoja cuatro. Ejemplo: Escribe un programa en el que se indique si un número es mayor o menor que cero: #include <stdio.h> int num; int main(){ printf("introduce un numero entero: "); scanf("%d",&num); if(num>=0) printf("el numero es positivo"); else printf("el numero es negativo"); Ejercicio 5: Crear un programa en C que pida el ingreso de un número entero, y que el programa sea capaz de decidir si la cifra introducida es igual o mayor que 0, o menor que cero. Ejercicio 6: Escribir un programa en Lenguaje C que solicite el ingreso de un número entero positivo por teclado (nunca negativo). Si el número es menor que 12 lo incremente en uno y lo multiplique por diez; si el número ingresado es mayor o igual que 12 lo multiplique por diez y luego lo incremente en uno. Mostrar el resultado por pantalla. Estructura de if anidados. A veces es necesario controlar más de dos opciones. Te propongo el siguiente ejercicio: Ejercicio 7: Escribir un programa que decida cuál de los tres números introducidos es el mayor.

6 Estructura de varios if. También podemos escribir estructuras en los que utilicemos la estructura if, else if.else if, else. Puede acompañarse de los operadores lógicos y de igualdad vistos anteriormente. Se utiliza para contemplar varias opciones posibles. Veamos el siguiente ejemplo, en el que en función del valor del dato introducido, el programa lo clasifica en un intervalo u otro: #include<stdio.h> int main(){ int num; printf("introduce un numero del 1 al 1000: "); scanf("%d",&num); if(num>=1&&num<100) printf("tu numero es menor que 100"); else if(num>100&&num<500) printf("tu numero esta comprendido entre 101 y 499"); else if(num>500&&num<=1000) printf("tu numero esta comprendido entre 501 y 1000"); else if(num==100 num==500) printf("tu numero es 100 o 500"); else Define el intervalo entre 1 y 99, mediante el operador lógico AND (&&) printf("tu numero no está en el intervalo comprendido entre 1 y 1000"); El operador lógico es la función OR 6 En este ejemplo, else nos sirve para contemplar las operaciones no contempladas en los casos recogidos por el if y los elseif. Ejercicio 8: Realiza un programa que, en función de la nota numérica obtenida, lo traduzca a Bien, Notable, etc. (Suspenso por debajo de 5, Suficiente entre 5 y 6, Bien entre 6 y 7, Notable entre 7 y 8.5, y entre 8.5 y 10, Sobresaliente).

7 LA CONDICIÓN MÚLTIPLE switch. La sentencia switch se usa cuando hay que elegir entre más de dos alternativas. Como se ha visto en el ejercicio anterior, el if comienza a ser incómodo. Su construcción es como la siguiente: switch(variable){ case constante 1: secuencia de sentencias case constante 2: secuencia de sentencias default: secuencia de sentencias En este caso, se da opción a que la variable tenga varios valores. Dependiendo de su valor (constante 1 ó constante 2 en el ejemplo, se ejecutará la secuencia de comandos correspondiente hasta encontrar un break. Si ninguno de los valores está contemplado, se ejecuta la secuencia de comandos contenidos en default. Los valores de la variable de control sólo pueden ser de tipo int o char. El siguiente ejemplo nos permite introducir dos números y decidir si se suman, restan, multiplican o dividen: #include<stdio.h> float num1,num2; int opcion; int main(){ printf("introduce el primer numero: "); scanf("%f",&num1); printf("\nintroduce el segundo numero: "); scanf("%f",&num2); printf("escoge una de las opciones siguientes (1, 2, 3, 4):"); printf("\n 1: Suma"); printf("\n 2: Resta"); printf("\n 3: Producto"); printf("\n 4: Division\n"); scanf("%d",&opcion); switch(opcion){ case 1: printf("\nla suma es: %f", num1+num2); case 2: printf("la resta es: %f", num1-num2); case 3: printf("el producto es: %f", num1*num2); case 4: printf("la division es: %f", num1/num2); default: printf("tascolao, bacalao"); 7 Ejercicio 9: Realiza un programa que pida un número del 1 al 7 y diga el día de la semana correspondiente. Repite este programa con letras de la a a la g. (Ejercicio 8b). Ejercicio 10: Realiza un programa que pida una letra y detecte si es una vocal o no, y diga cuál es en caso afirmativo.

8 Las sentencias repetitivas, iteraciones o bucles. En lenguaje C tenemos tres maneras de realizar cálculos repetitivos: son los denominados bucles, y que son de tres tipos: while, do while y for. Los bucles while y do while. Tiene la siguiente sintaxis: while(expresión){ Sentencia1; Sentencia 2; Sentencia n; Funciona repitiendo las instrucciones contenidas entre sus llaves mientras sea cierta la expresión que se evalúa entre paréntesis. Como en los if-else, si sólo existe una sentencia, no es necesario poner llaves 8 Los bucles son estructuras repetitivas que dependen de algún valor, y por ello se suelen usar en ellos los contadores y acumuladores. Un contador es una variable cuyo valor se incrementa o disminuye en un valor fijo en cada repetición. Un acumulador es una variable que se va incrementando o disminuyendo en un valor en cada iteración. Este valor no tiene por qué ser constante. Veamos el siguiente programa, que lo que hace es sumar 20 números introducidos con el teclado: #include<stdio.h> int main(){ int contador=1; float num, suma=0; while(contador<=20){ printf("introduce la cifra %d:",contador); scanf("%f",&num); suma=suma+num; contador++; printf("\nla suma es %f: ",suma); Como contador, se ha introducido la variable contador, y como acumulador, la variable suma. Como la expresión de while depende del valor del contador, éste debe tener un valor inicial. La variable suma, que es el acumulador, también debe iniciar su valor, para no partir de algún valor aleatorio que le dé el programa. El bucle do while es muy parecido al anterior, pero la condición se sitúa al final del bucle. El ejemplo anterior sería ahora de la siguiente manera: Int contador=1; float num, suma=0; do { printf("introduzca el numero %d: ",contador); scanf("%f",&num); suma=suma+num; contador++; while(contador<=10) printf("\nla suma de los numeros que has introducido es: %f",suma); Esta variante provoca que las sentencias comprendidas entre do y while se ejecuten por lo menos una vez (si por ejemplo, damos como valor inicial 11 a la variable contador. En el caso de haber usado el bucle while, no se habrían ejecutado sus sentencias ni una sola vez).

9 Ejercicio 11: Empleando la sentencia while o do while, escribe un programa que realice la media aritmética de un número variable de números. El resultado aparecerá en pantalla como La media de los x datos es y. El bucle for. Incorpora en una sola sentencia el contador, su condición y su incremento, separados por punto y coma dentro de la condición. En lo demás es completamente análogo al bucle while. Su sintaxis es la siguiente: int VAR; for (VAR = Vi; VAR<Vf; VAR++ ) { Instrucción 1; Instrucción 2; Instrucción n; Donde Vi y Vf son los valores inicial y final de la variable VAR. 9 Ejercicio 12: Crear un programa, utilizando el bucle for, que calcule la tabla de multiplicar de un número. En pantalla se podrá presentar el resultado de la siguiente manera (por ejemplo): Ejercicio 13: Crear un programa que calcule el factorial de un número. El resultado se dará de la siguiente manera (p.ej. para el 5): El factorial de 5 es 120 Ejercicio 14: Crear un programa que diga si un número es par o impar. La librería math.h En muchas ocasiones es necesario introducir librerías en nuestro programa. Estas librerías son programas ya realizados. No obstante, deben estar incluidos entre las bibliotecas de nuestro compilador, de aquí la importancia de tener un entorno actualizado. Una de las más importantes es la función math.h, que es un archivo de cabecera de lenguaje C, y que permite realizar funciones matemáticas básicas, más allá de la suma, resta, producto y división. Como todo archivo de cabecera o librería se debe incorporar a nuestro programa como #include <math.h>. En la tabla siguiente se indican algunas de las funciones matemáticas que realiza. De otra manera, deberíamos programarlas nosotros mismos dentro de nuestro programa: Función Descripción acos() Realiza el arcocoseno del argumento asin() Realiza el arcoseno del argumento atan() Realiza la arcotangente del argumento cos() Realiza el coseno del argumento exp() Realiza la función e x (siendo x la variable del argumento (ej.: exp(x)) \log() Logaritmo neperiano (en base e) log10() Logaritmo en base 10 pow(x,y) Potencia, x es la base e y el exponente sin() Realiza el seno del argumento sqrt() Raiz cuadrada tan() Realiza la tangente del argumento

10 Ejercicio 15: Realiza un programa que calcule las dos soluciones de una ecuación de segundo grado. Debe quedar del tipo de la imagen de la derecha: Ejercicio 16: Realiza un programa que calcule las 10 primeras potencias de un número (de x 1 a x 10 ). Debe quedar del tipo de la imagen de la derecha: 10 Ejercicio 17: Realizar un programa que calcule la raíz cúbica, el logaritmo o el seno de un número, indicando la opción elegida (recuerda el argumento de las funciones trigonométricas se expresa en radianes). Ejemplo: