Introducción a la programación en C

Transcripción

1 AULA POLITÈCNICA / ETSETB Marco A. Peña Basurto José M. Cela Espín Introducción a la programación en C EDICIONS UPC

2 Primera edición: septiembre de 2000 Diseño de la cubierta: Manuel Andreu Los autores, 2000 Edicions UPC, 2000 Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SL Jordi Girona Salgado 31, Barcelona Tel.: Fax: Edicions Virtuals: Producción: CPET (Centre de Publicacions del Campus Nord) La Cup. Gran Capità s/n, Barcelona Depósito legal: B ISBN: Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo públicos.

3 Introducción a la programación en C Marco A. Peña José M. Cela Departament d Arquitectura de Computadors Universitat Politècnica de Catalunya Barcelona, España [email protected] [email protected] 19 de junio de 2000

4 i Índice General Índice General Índice de Figuras Índice de Tablas Prefacio v vii ix 1 Conceptos básicos de programación Ordenador y periféricos Bits, bytes y palabras Lenguajes de programación Lenguajes de bajo nivel Lenguajes de alto nivel Elaboración de un programa Traductores Ensambladores Intérpretes Compiladores Primer contacto con C Un poco de historia Características del lenguaje Creación de un programa Primeros pasos con C El modelo de compilacióndec Empezando a programar Identificadores Estructura de un programa Variables y constantes Variables Constantes Entrada y salida de valores Expresiones Operador de asignación Operadores aritméticos

5 Índice General ii Operadores relacionales Operadores lógicos Prioridad de operadores Ejercicios Construcciones condicionales Construcción if Variante if-else Variante if-else-if El operador condicional? Construcción switch Ejercicios Construcciones iterativas Construcción while Construcción do-while Construcción for El operador coma (,) Equivalencia for-while Las sentencias break y continue Ejercicios Tipos de datos elementales Números enteros Modificadores Resumen Caracteres Caracteres especiales Enteros y el tipo char Conversiones de tipos Números reales Ejercicios Tipos de datos estructurados: Tablas Vectores Consulta Asignación Ejemplos Matrices Consulta Asignación Ejemplo Tablas multidimensionales Ejemplo Cadenas de caracteres

6 iii Índice General Asignación Manejo de cadenas de caracteres Ejemplos Ejercicios Otros tipos de datos Estructuras Declaración de variables Acceso a los campos Asignación Ejemplo Uniones Ejemplo Tipos de datos enumerados Definición de nuevos tipos de datos Tiras de bits Operador de negación Operadores lógicos Operadores de desplazamiento de bits Ejercicios Punteros Declaración y asignación de direcciones Declaración Asignación de direcciones Indirección Operaciones con punteros Punteros y tablas Punteros y estructuras Ejercicios Funciones Generalidades Definición y llamada Definición Prototipos Llamada Variables y parámetros Variables locales Variables globales Parámetros formales Devolución de resultados Paso de parámetros Paso de parámetros por valor Paso de parámetros por referencia

7 Índice General iv Las tablas y las funciones Parámetros en la función main Recursividad Ejercicios Ficheros Abrir y cerrar ficheros Leer y escribir en ficheros Otras funciones para el manejo de ficheros feof ferror fflush Ficheros estándar: stdin, stdout, stderr Ejercicios A El preprocesador 119 A.1 Directiva include A.2 Directivas define y undef A.3 Directivas ifdef y ifndef A.4 Macros B La librería estándar 123 B.1 Manipulación de cadenas de caracteres B.2 Entrada y salida B.2.1 Entrada y salida básica B.2.2 Entrada y salida con formato B.2.3 Ficheros B.3 Funciones matemáticas B.4 Clasificación y manipulación de caracteres B.5 Conversión de datos B.6 Manipulación de directorios B.7 Memoria dinámica C Sistemas de numeración 135 C.1 Naturales C.2 Enteros C.3 Reales C.3.1 Problemas derivados de la representación en coma flotante D Tabla de caracteres ASCII 141 E Bibliografía y recursos WEB 143

8 v Índice de Figuras Índice de Figuras 1.1 Niveles de abstracción en los lenguajes de programación Cronología en el desarrollo de algunos lenguajes de programación Ciclo de vida de un programa Fases en la interpretación de un programa Fases en la compilación de un programa Modelo de compilacióndec Esquema de funcionamiento de if ydeif-else Esquema de funcionamiento de switch Esquema de funcionamiento de while Esquema de funcionamiento de do-while Esquema de funcionamiento de for Representación gráfica de un vector Representación gráfica de una matriz Representación gráfica de una tabla de tres dimensiones Acceso a una matriz mediante un puntero Acceso a una matriz mediante un puntero Almacenamiento de un fichero de texto

9 vii Índice de Tablas Índice de Tablas 3.1 Palabras reservadas de C Operadores aritméticos en C Operadores relacionales y lógicos en C Tabla de verdad de los operadores lógicos en C Prioridad y asociatividad de los operadores en C Representación de enteros en decimal, octal y hexadecimal Resumen de tipos de datos enteros Caracteres interpretados como enteros Resumen de tipos de datos reales Tabla de verdad de los operadores lógicos C.1 Representación de números naturales en binario natural C.2 Representación de números enteros en complemento a C.3 Representación de números enteros en exceso 2 e; C.4 Representación de números reales D.1 Caracteres y sus códigos ASCII

10 ix Prólogo Prólogo Este libro surge a partir de la experiencia docente de los autores en la asignatura Introducción a los ordenadores de la Escola Tècnica Superior d Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona,delaUniversitat Politècnica de Catalunya. Como su título indica, se trata de un texto de introdución a la programación en lenguaje C. El libro pretende ceñirse a los aspectos fundamentales del estándar ANSI C actual. Aunque hoy en día existen otros lenguajes de programación muy populares como C++ o JAVA, la comprensión de estos lenguajes exige un sólido conocimiento de las bases de programación en C. El texto está concebido como un curso completo y por lo tanto debe ser leído de forma secuencial. Al final de cada capítulo hay un conjunto de ejercicios propuestos. El lector debe tratar de resolver el mayor número posible de estos ejercicos. De igual forma es una buena práctica el programar los ejemplos resueltos en el texto. El lector debe recordar que la programación es una técnica aplicada, igual que tocar un instrumento musical, y por lo tanto requiere muchas horas de ensayo para ser dominada. Los ejercicios propuestos son lo suficientemente simples como para no requerir conocimientos adicionales de otras materias (matemáticas, física, contabilidad, etc). Uno de los puntos más importantes para quien empieza a programar es adoptar desde el principio un buen estilo de programación. Esto es, escribir las construcciones del lenguaje de una forma clara y consistente. En este sentido, los ejemplos resueltos en el texto muestran un buen estilo básico de programación, por lo que se recomienda al lector imitar dicho estilo cuando realice sus programas. Los apéndices A y B son de lectura obligada antes de comenzar a desarrollar programas de complejidad media. En dichos apéndices el lector se familiarizará con el uso del preprocesador y de la librería estándar. Ambas son herramientas fundamentales para desarrollar programas. El apéndice C incluye una descripción de los formatos de datos en el computador. Este tema no es propiamente de programción, pero la comprensión de dichos formatos ayuda al programador a entender mejor conceptos básicos, como las operaciones de conversión de tipos. El lector puede leer este apéndice en cualquier momento, aunque recomendamos leerlo antes del capítulo 6. En las referencias bibliográficas se indican algunas direcciones web donde el lector podrá encontrar preguntas y respuestas comunes de quienes se inician en el lenguaje C. Así mismo, el lector podrá encontrar materiales adicionales sobre programación, historia del lenguaje, etc.