7.5. FUNCIONES EN LINEA, MACROS CON ARGUMENTOS

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1 226 Programacón en C. Metodología, algortmos y estructura de datos - La Tabla 7. muestra un resumen del comportamento de los dferentes tpos de parámetros. Tabla 7.. Paso de parámetros en C. Parámetro especfcado como: tem pasado por Camba tem dentro Modfca parámetros de la funcón al exteror nt tem valor S NO const nt tem valor NO No nt* tem por dreccón S S const nt* tem por dreccrín No su contendo NO 7.5. FUNCONES EN LNEA, MACROS CON ARGUMENTOS Una funcón normal es un bloque de códgo que se llama desde otra funcón. El complador genera códgo para stuar la dreccón de retorno en la pla. La dreccón de retorno es la dreccón de la sentenca que sgue a la nstruccón que llama a la funcón. A contnuacón, el complador genera códgo que stúa cualquer argumento de la funcón en la pla a medda que se requera. Por últmo, el complador genera una nstruccón de llamada que transfere el control a la funcón. float fesp(foat x) return (X*X + 2*~ -); Las funcones en línea srven para aumentar la velocdad de su programa. Su uso es convenente cuando la funcón es una expresón, su códgo es pequeño y se utlza muchas veces en el programa. Realmente no son funcones, el preprocesador expande o susttuye la expresón cada vez que es llamada. Así la anteror funcón puede sustturse: #defne fesp(x) (x*x + 2*x -) En este programa se realzan cálculos de la funcón para valores de x en un ntervalo. #nclude stdo.h> #defne fesp(x) (x*x + 2*x -) vod man() float x; for (x = 0.0; x <=6.5; x += 0.3) prntf ("\t f (%.lf) = %6.2f ",x, fesp(x)) ; Antes de que el complador construya el códgo ejecutable de este programa, el preprocesador susttuye toda llamada a f exp ( x) por la expresón asocada. Realmente es como s hubéramos escrto prntf("\t f(%.f) = R6.2f ",x, (x*x + 2*x -)); Para una macro ton argumentos Vuncón en línea), el complador nserta realmente el códgo en el punto en que se llama, esta accón hace que el programa se ejecute más rápdamente, ya que no ha de ejecutar el códgo asocado con la llamada a la funcón. Sn embargo, cada nvocacón a una macro puede requerr tanta memora como se requera para contener la expresón completa que representa. Por esta razón, el programa ncrementa su tamaño, aunque es mucho más rápdo en su ejecucón. S se llama a una macro dez veces en un programa, el complador nserta dez copas de ella en el programa. S la macrofuncón ocupa O. lk, el tamaño de su programa se ncrementa en K (024 bytes). Por el contraro, s se llama dez veces a la msma funcón

2 Funcones 227 argumentos (funcón en línea) se nserta drectamente Sentencas -7 Funcones comunes se llaman normalmente Sentencas Fgura 7.4. Códgo generado por una funcón fuera de línea. con una funcón normal, y el códgo de llamada suplementaro es 25 bytes por cada llamada, el tamaño se ncrementa en una cantdad nsgnfcante. La Fgura 7.5 lustra la sntaxs general de una macro con argumentos. #defne NombreMacso(pardmetros sn tpos) expresón-texto REGLA: La defncón de una macro sólo puede ocupar una línea. Se puede prolongar la línea con el caracter \ a fnd de la línea. Fgura 7.5. Códgo de una macro con argumentos. La Tabla 7.2 resume las ventajas y desventajas de stuar un códgo de una funcón en una macro o fuera de línea (funcón normal): Tabla 7.2. Ventajas y desventajas de macros. Macros (funcones en línea) Funcones fuera de línea Ventajas Rápda de ejecutar. Pequeño tamaño de códgo. Desventajas Tamaño de códgo grande. Lenta de ejecucón Creacón de macros con argumentos Para crear una macro con argumentos utlzar la sntaxs: #defne NombreMacro(par2hetro.s sn tpos) expresón-texto La defncón ocupará sólo una línea, aunque s se necestan más texto, stuar una barra nvertda ( \ ) al fnal de la prmera línea y contnuar en la sguente, en caso de ser necesaras más líneas proceder de gual forma; de esa forma se puede formar una expresón más compleja. Entre el nombre de la macro y los paréntess de la lsta de argumentos no puede haber espacos en blanco. Por ejemplo, la funcón meda de tres valores se puede escrbr: #defne MEDA3(x,y,z) ((x) + (y) + (z))/3.0

3 228 Programacón en C. Metodología, algortmos y estructura de datos En este segmento de códgo se nvoca a MEDA3 double a = 2.9; prntf("\t %f ', MEDA3(a,4.5,7)); En esta llamada a MEDA3 se pasan argumentos de tpo dstnto. Es mportante tener en cuenta que en las macros con argumentos no hay comprobacón de tpos. Para evtar problemas de prordad de operadores, es convenente encerrar entre paréntess cada argumento en la expresón de defncón e ncluso encerrar entre paréntess toda la expresón. En la sguente macro, la defncón de la expresón ocupa más de una línea. #defne FUNCON3 (x) \ f í (x) e.0 ) \ (- (x)* (x) +3) ; \ else f ((x)<=l) \ (2*(x) +5) ; \ else \ ( (x)* (x)-5); \ Al tener la macro más de una sentenca, encerrarla entre llaves hace que sea una sola sentenca, aunque sea compuesta. Ejercco 7.2 Una aplcacón completa de una macro con argumentos es Volcono (, que calcula el volumen de la fgura geométrca Cono. (V = - d h) 3 #nclude <stdo.h> #defne P #defne VOLCONO(rado,altura) ((P*(rado*rado)*altura)/3.0) nt man() float rado, altura, volumen; prntf ("\nntroduzca rado del cono: " ; scanf ("%f",&rado); prntf ("ntroduzca altura del cono: ") ; scanf ("%f",&altura); volumen = VOLCONO(rado, altura); prntf("\nel volumen del cono es: %.Lt",volumen); return O; 7.6. ÁMBTO (ALCANCE) El ámbto o alcance de una varable determna cuáles son las funcones que reconocen certas varables. S una funcón reconoce una varable, la varable es vsble en esa funcón. El ámbto es la zona de un programa en la que es vsble una varable. Exsten cuatro tpos de ámbtos: programa, archvofente, funcón y bloque. Se puede desgnar una varable para que esté asocada a uno de estos ámbtos. Tal varable es nvsble fuera de su ámbto y sólo se puede acceder a ella en su ámbto.

4 T Funcones 229 Normalmente la poscón de la sentenca en el programa determna el ámbto. Los especfcadores de clases de almacenamento, statc, extern, auto y regster, pueden afectar al ámbto. El sguente fragmento de progranla lustra cada tpo de ámbto: nt ; /* Ámbto de programa */ statc nt j; /* Ámbto de archvo */ float func(nt k) /* k, ámbto de funcón */ nt m; /* Ámbto de bloque */ Ámbto del programa Las varables que tenen ámbto de progrumu pueden ser referencadas por cualquer funcón en el programa completo; tales varables se llaman varahles globules. Para hacer una varable global, declárela smplemente al prncpo de un programa, fuera de cualquer funcón. nt g, h; /* varables globales */ man ( ) Una varable global es vsble («se conocen) desde su punto de defncón en el archvo fuente. Es decr, s se defne una varable global, cualquer línea del resto del programa, no mporta cuantas funcones y líneas de códgo le sgan, podrá utlzar esa varable. #nclude cstdo.h> #nclude cmath.h> float ventas, benefcos; /* varables globales */ vod f3 (vod) vod f (vod) vod man() Consejo Declare todas las varables en la parte superor de su programa. Aunque se pueden defnr tales varables entre dos funcones, podría realzar cualquer cambo en su programa de modo más rápdo, s stúa las varables globales al prncpo del programa.

5 230 Programacón en C. Metodología, algortmos y estructura de datos Ámbto del archvo fuente Una varable que se declara fuera de cualquer funcón y cuya declaracón contene la palabra reservada statc tene ámbto de archvofuente. Las varables con este ámbto se pueden referenca desde el punto del programa en que están declaradas hasta el fnal del archvo fuente. S un archvo fuente tene más de una funcón, todas las funcones que sguen a la declaracón de la varable pueden referencarla. En el ejemplo sguente, tene ámbto de archvo fuente: statc nt ; vod func (vod) Ámbto de una funcón Una varable que tene ámbto de una funcón se puede referencar desde cualquer parte de la funcón. Las varables declaradas dentro del cuerpo de la funcón se dce que son locales a la funcón. Las varables locales no se pueden utlzar fuera del ámbto de la funcón en que están defndas. vod calculo(vod) double x, r, t ; /* Ámbto de la funcón */ Ámbto de bloque Una varable declarada en un bloque tene ámbto de bloque y puede ser referencada en cualquer parte del bloque, desde el punto en que está declarada hasta el fnal del bloque. Las varables locales declaradas dentro de una funcón tenen ámbto de bloque de la funcón; no son vsbles fuera del bloque. En el sguente ejemplo, es una varable local: vod funcl (nt x) t nt ; for ( = x; < x+0; t+) prntf (" = %d \n",*); Una varable local declarada en un bloque andado sólo es vsble en el nteror de ese bloque. float func (nt j ) f (j > 3) nt ; for ( = O; < 20; ++) funcl () ; /* aquí ya no es vsble */ ;

6 Varables locales Además de tener un ámbto restrngdo, las varables locales son especales por otra razón: exsten en memora sólo cuando la funcón está actva (es decr, mentras se ejecutan las sentencas de la funcón). Cuando la funcón no se está ejecutando, sus varables locales no ocupan espaco en memora, ya que no exsten. Algunas reglas que sguen las varables locales son: Los nombres de las varables locales no son úncos. Dos o más funcones pueden defnr la msma varable test. Cada varable es dstnta y pertenece a su funcón específca. o Las varables locales de las funcones no exsten en tnemora hasta que se ejecute la funcón. Por esta razón, múltples funcones pueden compartr la msma memora para sus varables locales (pero no al msmo tempo) CLASES DE ALMACENAMENTO Los especfcadores de clases (tpos) de almacenamento permten modfcar el ámbto de una varable. Los especfcadores pueden ser uno de los sguentes: auto, extern, regster, statc y typedef Varables automátcas Las varables que se declaran dentro de una funcón se dce que son automátcas (auto), sgnfcando que se les asgna espaco en memora automátcamente a la entrada de la funcón y se les lbera el espaco tan pronto se sale de dcha funcón. La palabra reservada auto es opconal. auto nt Total; es gual que nt Total; Normalmente no se especfca la palabra auto Varables externas A veces se presenta el problema de que una funcón necesta utlzar una varable que otra funcón ncalza. Como las varables locales sólo exsten temporalmente mentras se está ejecutando su funcón, no pueden resolver el problema. Cómo se puede resolver entonces el problema? En esenca, de lo que se trata es de que una funcón de un archvo de códgo fuente utlce una varable defnda en otro archvo. Una solucón es declarar la varable local con la palabra reservada extern. Cuando una varable se declara externa, se ndca al complador que el espaco de la varable está defnda en otro lugar. /* varables externas: parte */ /* archvo fuente exter.c */ #nclude <stdo.h> extern vod leerreal(vod);/* funcón defnda en otro archvo; en este caso no es necesaro extern */ float f; nt man() leerreal ( ) ; prntf ("Valor de f = %f", f) ; return O;

7 232 Programacón en C. Metodología, algortmos y estructura de datos /*varables externas: parte 2 */ /* archvo fuente exter2.c */ #nclude stdo.h> vod leerreal(vod) extern float f ; prntf("ntroduzca valor en coma flotante: " ); scanf ("%f",&f); En el archvo EXTERS. c la declaracón externa de,f ndca al complador que,f se ha defndo en otra parte (archvo). Posterormente, cuando estos archvos se enlacen, las declaracones se combnan de modo que se referrán a las msmas poscones de memora Varables regstro Otro tpo de varable C es la varable regstro. Precedendo a la declaracón de una varable con la palabra reservada regster, se sugere al complador que la varable se almacene en uno de los regstros hardware del mcroprocesador. La palabra regster es una sugerenca al complador y no una orden. La famla de mcroprocesadores 80x86 no tene muchos regstros hardware de reserva, por lo que el complador puede decdr gnorar sus sugerencas. Para declarar una varable regstro, utlce una declaracón smlar a: regster nt k; Una varable regstro debe ser local a una funcón, nunca puede ser global al programa completo. El uso de la varable regster no garantza que un valor se almacene en un regstro. Esto sólo sucederá s exste un regstro dsponble. S no exsten regstros sufcentes, C gnora la palabra reservada regster y crea la varable localmente como ya se conoce. Una aplcacón típca de una varable regstro es como varable de control de un bucle. Guardando la varable de control de un bucle en un regstro, se reduce el tempo que la CPU requere para buscar el valor de la varable de la memora. Por ejemplo, regster nt ndce; for (ndce = O; ndce < 000; ndce++) Varables estátcas Las varables estátcas son opuestas, en su sgnfcado, a las varables automátcas. Las varables estátcas no se borran (no se perde su valor) cuando la funcón termna y, en consecuenca, retenen sus valores entre llamadas a una funcón. Al contraro que las varables locales normales, una varable statc se ncalza sólo una vez. Se declaran precedendo a la declaracón de la varable con la palabra reservada statc. f unc-uno ( ) nt ; statc nt j = 25; /*j, k varables estjtcas */ statc nt k = 00; Las varables estátcas se utlzan normalmente para mantener valores entre llamadas a funcones.

8 Funcones 233 float ResultadosTotales(foat valor) statc float suma; suma = suma + valor; return suma; En la funcón anteror se utlza suma para acumular sumas a través de sucesvas llamadas a Res u t ado s So t a e s. Ejercco 7.3 Una aplcacón de una varable statc en una,funrón es la que nos permte obtener la sere de nmeros de.fbonacc. El ejercco lo plantearnos: dado un entero n, obtener los n prmeros números de la sere de jhonacc. Análss La secuenca de números de fbonacc: O,,, 2, 3,5, 8, 3..., se obtene partendo de los números O, y a partr de ellos cada número se obtene sumando los dos anterores: a,, = % + ( 4 2 La funcón fbonacc tene dos varables estátcas, x e y. Se ncalzan x a O e y a ; a partr de esos valores se calcula el valor actual, y, se deja preparado x para la sguente llamada. Al ser varables estátcas mantenen el valor entre llamada y llamada. #nclude <stdo.h> long nt fbonacco; nt man() nt n,; prntf ("\ncuantos numeros de fbonacc?: ") ; scanf ("%d", &n); prntf ("\nsecuenca de f bonacc : O, ") ; for (=2; <n; ++) prntf (",%ld",fbonacc()); return O; long nt fbonacco statc nt x = O; statc nt y = ; y=y+x; x=y- x; return y; Ejecucón Cuantos numeros de fbonacc? 4 Secuenca de fbonacc: 0,,,2,3,5,8,3,2,34,55,89,44,233