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Notas de Programación Estructurada Lizbeth Gallardo López Pedro Lara Velázquez Departamento de Sistemas División de Ciencias Básicas e Ingeniería Universidad Autónoma Metropolitana – Azcapotzalco

Julio de 2011

Notas de Programación Estructurada

Índice Presentación ………………………………………………………………..

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1. Arquitectura de la Computadora……………………………………….. o Modelo actual de la computadora o Software de base 2. Algoritmos ……………………………………….……………………. o Componentes principales de un algoritmo o Programación o Programación estructurada o Diagramas de Flujo 3. Lenguaje C y FreeBasic .………………………….……………........... o C: Tipos de datos y operadores o FreeBasic: Tipos de datos y operadores o Primer programa: “Hola Mundo!” o Entrada y salida de datos 4. Estructuras de selección ………………………………….……………. o Selección simple (if) o Selección binaria (if-else) o Selección encadenada (if - else if - else) o Selección múltiple (case) 5. Funciones …………………………………………………….………... o Conceptos básicos o Paso de parámetro por valor o Paso de parámetro por referencia 6. Estructuras repetitivas …………………………………………………. o Durante (for) o Mientras (while) o Haz - mientras (do-while) 7. Tipos de datos estructurados ……………………………..…………… o Arreglos unidimensionales o Arreglos bidimensionales o Cadenas 8. Archivos ………………………………………………………………. o Conceptos básicos o Funciones usuales para el manejo de archivos

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Referencias …………………………………………………………..........

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Notas de Programación Estructurada PRESENTACIÓN Desde finales de 1953, cuando John Backus propuso el lenguaje FORTRAN como una alternativa más práctica a la programación en lenguaje Ensamblador (muy cercano al lenguaje máquina), se han desarrollado una infinidad de lenguajes de programación, así como dialectos de los mismos. Estos programas nos sirven para desarrollar algoritmos de solución para resolver problemas de programación concretos. A los algoritmos de solución para un problema específico se les llama programas. Un algoritmo se puede comparar a una receta de cocina, donde el conjunto de instrucciones ordenadas se definen una sola vez y después puede ser repetido por otras personas. Así, un algoritmo se propone una sola vez y después puede ser traducido a varios lenguajes. En la actualidad existen distintos paradigmas de programación: imperativo, funcional, orientado a objetos y lógico por mencionar solo algunos. La programación imperativa estructurada la define Edsger Dijkstra como “una filosofía para la implementación de algoritmos a través de un conjunto finito de estructuras bien organizadas”. Dicho en otras palabras, la programación estructurada parte un gran problema en pedazos más pequeños, de tal forma que el programa final es el resultado de resolver cada subproblema de una manera más sencilla. En estos apuntes se utilizan dos lenguajes de programación estructurada: C y FreeBasic. Dentro de los lenguajes imperativos estructurados, C es el lenguaje más utilizado en la actualidad por su versatilidad y por la gran cantidad de bibliotecas disponibles para los programadores. Una biblioteca contiene un conjunto funciones que pueden reutilizarse en soluciones a problemas específicos, por ejemplo: integración y derivación de funciones matemáticas, generadores de interfaces de usuario. En contraste con el lenguaje ensamblador, el cual es considerado de bajo nivel porque todo se desarrolla muy cerca del lenguaje de máquina, C es considerado un lenguaje de nivel intermedio, ya que permite realizar aplicaciones que “blindan” al programador de los detalles de la arquitectura de hardware; pero si el programador lo requiere, C le permite comunicarse con ella. FreeBasic es considerado un lenguaje imperativo estructurado de alto nivel porque aunque puede comunicarse con la arquitectura de hardware, el programador no es consciente de ello. FreeBasic es ampliamente utilizado por desarrolladores que requieren rapidez en el cálculo numérico, el cual es comparable con la rapidez proporcionada por compiladores C. A diferencia de C, FreeBasic permite hacer gráficos bidimensionales con notable facilidad. Estas notas se dividen de la siguiente forma: los capítulos 1 y 2 presentan una introducción a la arquitectura actual de una computadora y al concepto de algoritmos; el capítulo 3 hace una breve presentación de los lenguajes C y FreeBasic; en el capítulo 4 se presentan las estructuras de selección; el capítulo 5 presenta el concepto de función, el cual es indispensable en el paradigma de programación estructurada; el capítulo 6 presenta las estructuras iterativas; el capítulo 7 presenta el concepto de datos estructurados; finalmente, el capítulo 8 presenta el manejo de archivos de texto.

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Notas de Programación Estructurada CAPÍTULO I ARQUITECTURA DE LA COMPUTADORA Una computadora está formada por: Hardware: Parte física o tangible: CPU, monitor, DD, etc. Software: Sistema Operativo, programas, algoritmos, etc.

Modelo actual de la Computadora

a) UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO

Registros

b) MEMORIA

ALU

Unidad de control

Contador de programa

c) DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDA

La arquitectura de hardware de una computadora que prevalece hasta nuestros días se atribuye a John von Neumann y otros investigadores. Los principales componentes de la computadora son: a) Unidad central de procesamiento (CPU) Se encarga de realizar las operaciones aritmético-lógicas con los datos, la forman: la Unidad Aritmético Lógica, la Unidad de Control y la Unidad de Memoria. Unidad aritmético-lógica (ALU)

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Notas de Programación Estructurada Encargada de realizar operaciones: aritméticas y lógicas. Dentro de las operaciones aritméticas, distinguimos entre las unarias: incremento y decremento; y las binarias: +, , * y /. La forma de expresar las operaciones binarias es: A B = C Las operaciones lógicas son: NOT (unaria), AND, OR, XOR. A excepción de la operación de negación, el resto son binarias. Ejemplo: p= “llueve afuera”; q= “hay sol” Diagrama

Operación lógica NOT (p) NOT (q)

Resultado ” No llueve afuera” “No hay sol”

p AND q

“llueve afuera y hay sol”

p OR q

“Llueve afuera o hay sol”

p XOR q

“Llueve afuera o hay sol, pero solo uno de los dos”

Unidad de Control Es la responsable de seleccionar las operaciones aritmético-lógicas. Esto se logra a partir de varias líneas de control que pueden estar activas o inactivas. Por ejemplo para una ALU simple con 10 operaciones diferentes se necesitan cuatro líneas de control, las cuales pueden definir 16 (24) situaciones diferentes, diez de las cuales pueden usarse para las operaciones aritmético-lógicas y el resto para otros propósitos. Ejemplo: 0000 0001 0010 0011

Neutro (no hay operación por hacer) Operación suma Operación resta Operación de multiplicación. etc.

Registros 1. Registros de entrada. En el pasado las computadoras solo tenían un registro de entrada para alojar, por turnos, uno de los datos de entrada (el otro dato de entrada venía directamente de la memoria). Actualmente las computadoras utilizan docenas de registros para acelerar las operaciones, las cuales son cada vez más complejas y requieren de varios registros para mantener los resultados intermedios. 2. Registros de instrucción (I). El CPU es el responsable de buscar las instrucciones en la memoria, una a una; luego debe almacenarlas en el registro de instrucción, interpretarlas y ejecutarlas. 3. Contador de programa (PC): Hace un seguimiento de la instrucción que se ejecuta actualmente; concluida la ejecución, el contador se incrementa para apuntar a la dirección (de memoria) de la siguiente instrucción. Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada b) Memoria Es una colección de localidades o celdas de almacenamiento. Cada localidad tiene un identificador único conocido como “dirección “. Los datos se transfieren hacia y desde la memoria en grupos de bits llamados palabras.

“0” 00000000 . . . Dirección “255” 111111111 Dirección

Con 8 bits tenemos 256 direcciones posibles. 8 bits forman un “byte”. Existen varios tipos de memoria, de los cuales distinguiremos: 1) la memoria RAM y 2) la memoria ROM. Memoria RAM (Random Access Memory). Es la memoria principal de una computadora. Un usuario puede leer y escribir en la RAM mientras la máquina esté encendida. La información es automáticamente borrada si deja de alimentarse de energía eléctrica a la computadora. Por esta característica, a la RAM también se le llama memoria volátil. Memoria ROM (Read Only Memory). El contenido de esta memoria es grabada por el fabricante. De la información contenida en esta memoria podemos citar: datos del fabricante, modelo de la computadora, tipo de procesador, capacidad de almacenamiento, la fecha, etc. También contiene un programa llamado BIOS el cual “arranca o inicia” a la computadora. Almacenamiento de datos en la Memoria Principal (RAM) Un bit es la unidad mínima de almacenamiento en una computadora; éste físicamente es un condensador: si está cargado, entonces representa 1 (verdadero); si no está cargado, entonces representa 0 (falso). +++ ---1

0

A una celda de memoria también se le conoce con el nombre de “palabra”. Una palabra puede contener desde un patrón de 8 bits (ej. 10100100) hasta 64 bits (computadoras recientes).

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Notas de Programación Estructurada Aquí representamos a una memoria con cinco celdas; donde cada celda está formada por un patrón de 8 bits. Contenido

Otra representación para una celda puede ser una caja, cuyo contenido es un valor expresado en binario (10111010), el cual tendrá un significado particular para la computadora.

10111010

La cantidad de celdas que contienen las memorias de las máquinas es variable: de cientos (un horno de microondas) a miles de millones (computadoras actuales). El tamaño de la memoria principal suele medirse en términos de unidades de 1‟048,576 celdas (este valor corresponde a una potencia de 2, así es más natural como unidad de medida dentro de la computadora, que un millón exacto). 210 → 1,024 bytes → 1 Kilobyte (kb) 220 → 1'048,576 bytes → 1 Megabyte (Mb) 230 → 1,024 Mb → 1 Gigabyte (Gb) Para identificar cada celda de la memoria principal se le asigna un identificador único, llamado dirección, el cual es un valor numérico consecutivo (ver figuras). Contenido

celda 0000000000000000 celda 0000000000000010 . . celda 1111111111111111

10111010 0000000000000001 Dirección

Por ejemplo una computadora de tamaño de palabra igual a 8 bits y con 4 Mb tiene 4*1'048,576= 4'192,304 celdas, cada una con un tamaño de un byte. Todas con su dirección correspondiente: 0,1,2,... 4'192,303 ( pero expresado en binario).

c) Dispositivos de entrada / salida Dispositivos de Entrada. Permiten ingresar datos a la computadora (usuario  computadora)

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Notas de Programación Estructurada Dispositivos de Salida. Permiten recibir datos de la computadora (computadora  usuario)

Dispositivos de almacenamiento secundario. Se clasifican como dispositivos de Entrada y Salida, a la vez. Salida: Pueden almacenar grandes volúmenes de información. Entrada: Esta información puede recuperarse en un momento posterior. Ejemplo: disco duro, discos 3 ½, USB, CD, DVD, Floppy, SD, etc.

Software de base Al encender la computadora se ejecuta un programa llamado BIOS (Basic Input-Output System), el cual está guardado en la ROM. El BIOS se encarga de checar a todos los dispositivos conectados a la computadora y se encarga de buscar al Sistema Operativo en el disco duro, para luego cargarlo a la RAM. El software de base esta formado por un conjunto de programas que nos permite comunicarnos con el hardware de la computadora. En la figura el software de base está entre el Hardware y los Programas de aplicación.

Programa de aplicación Compiladores Ensambladores Macro-procesadores enlazadores Cargadores Editores de texto Depuradores Sistema Operativo Programas E/S

Sistema de Despachador Archivos de alto nivel (scheduler)

Bibliotecas

Manejo de memoria

Manejo de Dispositivos

Hardware de la computadora En nuestro curso, nosotros construiremos programas de aplicación. Un programa de aplicación que será escrito en un lenguaje de alto nivel (C); luego será traducido por un compilador a lenguaje máquina (lenguaje binario 0-apagado y 1-encendido); y finalmente, la CPU los ejecutará. Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada Compilador: Es un programa (o conjunto de programas) encargado de traducir de un programa fuente, escrito en lenguaje de alto nivel, a un programa objeto, escrito en código máquina (lenguaje binario). Un compilador realiza las siguientes operaciones: análisis léxico (lexical analysis), preprocesamiento (preprocessing), análisis sintáctico (parsing), análisis semántico (semantic analysis), generación de código (code generation) y optimización de código (code optimization). Para obtener un programa ejecutable intervienen dos programas (o software de base) más, a saber: el ligador (linker) y el cargador (loader). Un enlazador es un programa que toma los archivos: 1) del código objeto generados en el proceso de compilación y 2) el código objeto de las funciones empleadas por el programador en su programa de aplicación (las cuales forman parte de una biblioteca proporcionada por el lenguaje de alto nivel); finalmente, enlaza ambos tipos de códigos objeto produciendo un archivo ejecutable. Un cargador es el responsable de llevar el contenido del archivo ejecutable (programa ejecutable) a la memoria principal (RAM) para, a solicitud del usuario, iniciar su ejecución.

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CAPITULO II ALGORITMOS

Un algoritmo es un conjunto de pasos precisos y ordenados, que nos permiten alcanzar un resultado, o bien resolver un problema. Características de un algoritmo: Precisión. Los pasos a seguir e el algoritmo deben evitar, en la medida de lo posible, la ambigüedad. Finitud. Independientemente de la complejidad (dificultad) del algoritmo, el conjunto de pasos debe ser finito. Determinismo. Para un mismo conjunto de datos entrada, el algoritmo siempre debe arrojar el o los mismos resultados.

Componentes principales de un algoritmo

Procesamiento de datos

Datos de entrada

Impresión de resultados

Ejemplo de un algoritmo: „darse de alta en el aula virtual‟ 1.- Acceder a la dirección de aula virtual. 2.- Acceder a CBI. 3.- Seleccionar la UEA “Introducción a la Programación”. 4.- Leer instrucciones para el registro. 5.- Realizar el registro. 5.1. Escribir matrícula. 5.2. Escribir fecha de nacimiento. 5.3. Escribir datos generales. 6.- Acceder a aula virtual. 7.- Escribir contraseña. 8.- Matricularse.

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Notas de Programación Estructurada Las etapas para resolver un problema proponiendo un algoritmo son: 1) análisis del problema, 2) construcción de un algoritmo y 3) verificación del algoritmo. El Análisis del problema nos permite determinar su naturaleza; identificar motivos, razones o causas de un problema específico; dividir el problema en subproblemas. Luego, hacemos un proceso de síntesis donde elaboramos escenarios, diseñamos una solución para cada subproblema, para luego integrarlas y así solucionar el problema inicial; este proceso también incluye mejorar esta solución. La verificación del algoritmo consiste en ejecutar (o realizar) cada paso señalado en el algoritmo, con datos de entrada para los cuales conocemos los resultados.

Programación Programar es concebir un algoritmo que permita a una computadora resolver un problema. Programar implica un proceso mental complejo dividido en varias etapas:

Planteamiento de un problema

PROCESO MENTAL

Comprensión del problema Solución del problema

Expresar los pasos a seguir para obtener la solución (algoritmo), empleando un lenguaje claro, estricto y universal: pseudocódigo

PROGRAMAR

CODIFICACIÓN: Traducir el algoritmo a un lenguaje de programación adecuado (lenguaje de alto nivel)

La codificación consiste en traducir el algoritmo a un lenguaje de programación, para así obtener un programa fuente. Un programa, concepto desarrollado por von Neumann en 1946, es un conjunto de instrucciones que sigue una computadora para alcanzar un resultado específico. El programa se escribe en un lenguaje de programación, a partir de un diagrama de flujo o de un algoritmo expresado en pseudocódigo. Un lenguaje de programación está constituido por un conjunto de reglas sintácticas y semánticas. Las reglas sintácticas especifican la correcta formación de palabras y oraciones en un lenguaje. Las reglas semánticas especifican el sentido o significado de un símbolo, una palabra o una oración. Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Programación Estructurada La programación estructurada es una filosofía para la implementación de algoritmos a través de un conjunto finito de estructuras debidamente organizadas. Fué propuesto, en 1965, por Edgser Dijkstra, en la Universidad de Hainover. Teorema de la estructura (Bohn y Jacopini). Son necesarios 3 estructuras básicas para construir cualquier programa. 1. Una estructura de proceso.

2. Una estructura de decisión binaria.

V

F

3. Una estructura de repetición.

Diagramas de Flujo Un diagrama de flujo es la representación gráfica de un algoritmo; la construcción correcta de éste es muy importante porque nos permite escribir un programa en cualquier lenguaje de programación estructurada. A continuación presentamos los principales símbolos para representar a un algoritmo. Símbolo

Descripción Se utiliza para marcar el inicio y fin de un programa.

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Notas de Programación Estructurada Se utiliza para introducir datos de entrada. Expresa lectura. Representa un proceso. En su interior se colocan asignaciones, operaciones aritméticas, etc. si

no

O P

Se utiliza para representar una decisión y dependiendo del resultado, el flujo del diagrama sigue por uno de los caminos alternativos. Se utiliza para representar una decisión múltiple y dependiendo del resultado, el flujo del diagrama sigue por uno de los caminos alternativos. Se utiliza para representar la estructura repetitiva “for” Se utiliza para representar la impresión de resultados. Expresa escritura. Expresan la dirección del flujo del diagrama.

Expresa conexión dentro de una misma página. Expresa conexión entre diferentes páginas.

Se utiliza para expresar un módulo de un problema. Es decir, un sub-problema que hay que resolver antes de continuar con el flujo del diagrama.

Reglas para construir un diagrama de flujo 1. Todo diagrama de flujo debe tener un inicio y un fin. 2. Las líneas de dirección deben ser rectas 3. Las líneas de dirección deben estar conectadas a un símbolo que exprese lectura, proceso, decisión, escritura, conexión o fin del programa. 4. Un diagrama de flujo debe construirse de arriba hacía abajo y de izquierda a derecha. 5. La notación utilizada en el diagrama de flujo debe ser independiente del lenguaje de programación. 6. Al realizar una tarea compleja, es conveniente poner comentarios que ayuden a entenderla. 7. Si la construcción de un diagrama de flujo requiere más de una hoja, debemos emplear los conectores adecuados y enumerar las páginas. Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada 8. No es posible que a un símbolo determinado llegue más de una línea de dirección. 8. Inválido

2. No deben de ser inclinadas

2. No se deben cruzar

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8. Válido

3. Conectadas a un símbolo

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Notas de Programación Estructurada CAPÍTULO III CONCEPTOS BÁSICOS DE Lenguaje C y FreeBasic Lenguaje C C es un lenguaje de programación inventado por Dennis M. Ritchie entre 1969 y 1973 en los Laboratorios Bell de New Jersey. C es un lenguaje estructurado, el cual ofrece algunas ventajas: 1) control de flujo, 2) manejo de variables simples y estructuradas, 3) economía en su forma de expresar operaciones y 4) un conjunto de operadores. Originalmente C fue diseñado para el sistema operativo UNIX; sin embargo, el lenguaje C no esta ligado a ningún hardware o sistema operativo particular; podemos citar el ejemplo del sistema operativo Linux, desarrollado por Linus Torvals utilizando únicamente lenguaje C. El lenguaje C es especialmente poderoso, pero es un lenguaje fuertemente orientado para Ingenieros en Computación, porque es un lenguaje del llamado nivel intermedio (se pueden hacer cosas muy apagadas a la arquitectura con la que se esté trabajando). Es un lenguaje con una curva de aprendizaje un poco más inclinada, pero como se mencionó anteriormente, esto permite hacer un uso más eficiente del hardware, siempre y cuando se esté dispuesto a pagar el precio en tiempo y esfuerzo que esto implica.

Tipos de datos Los datos que procesa una computadora se clasifican en: básicos y estructurados a) Básicos: Constituye un solo valor que puede ser: 1) entero, 2) real, 3) entero largo, 4) real de doble precisión o 5) carácter. Tipo de Dato int long float

Bits

Descripción

Rango

16 32 16

Entero Entero largo Real Real de doble precisión Caracter

-32,768 a 32,767 -2‟147,483,648 a 2‟147,483,647 -3.4x10-38 a 3.4x1038 -1

double

64

char

8

-1.7x10-308 a 1.7x10308-1 0 – 255

b) Estructurados Hacen referencia a un grupo de valores. Arreglos (vectores y matrices): Todos los valores del arreglo son de un solo tipo básico. Cadenas: Es un vector que guarda valores de tipo caracter. Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada Registros: Hacen referencia a un grupo de valores, donde cada uno de ellos puede ser de un tipo básico; inclusive puede incluir tipos de datos estructurados (arreglos, cadenas o registros). Identificadores. Es el nombre que identifica a una o varias celdas de memoria, las cuales contendrán datos simples o estructurados. Un identificador se forma por medio de letras, dígitos y el carácter subrayado (_). Un identificador siempre comienza con una letra. El lenguaje, C distingue entre minúsculas y mayúsculas, Ejemplo: Aux y aux son identificadores diferentes. La longitud máxima más común de un identificador, no excede los 7 caracteres. Existe un conjunto de palabras reservadas del lenguaje C que no deben emplearse como identificadores. auto break case char const continue default do double

else enum extern float for int short signed sizeof

static struct switch typedef union unsigned void volatile while

goto if long register return main

Variables. Empleamos un identificador para nombrar a una variable, la cual designa un conjunto de celdas, que guardarán un valor temporalmente; es decir que el valor cambiará durante el tiempo de ejecución del programa. En el lenguaje C declaramos una variable, de los tipos mencionados en el apartado 6. Ejemplos: int valor_1; float valor_2=5.4; //se asigna un valor inicial a la variable

NOTA: El signo de igual (=) significa, en lenguaje C, asignación. El valor de la derecha del signo se asigna a la variable o constante de la izquierda. Constantes. Empleamos un identificador para nombrar a una constante, la cual designa un conjunto de celdas, que guardarán un valor que no cambia durante el tiempo de ejecución del programa. #define PI 3.14169 const float PI=3.14169;

Operadores Distinguiremos tres tipos de operadores: 1) aritméticos, 2) relacionales y 3) lógicas. También analizaremos los operadores simplificados, operadores incremento/decremento y el operador coma (,). Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada Operadores aritméticos Suponga que declaramos dos variables una de tipo real y otra de tipo entera: float v; int x;

Símbolo

Descripción

+

Suma

x=4.5+3; v=4.5+3;

x=7 v=7.5

-

Resta

x=4.5 - 3; v=4.5 - 3;

x=1 v=1.5

multiplicación

x=4.5 * 3; v=4.5*3; v=4*3;

x=12 v=13.5 v=12.0

x= 4 / 3; x=4.0 / 3.0; v=4 / 3; v=4.0 / 3; v=(float) 4 / 3; v=((float) 5+3) / 6;

x=1 x=1 v=1.0 v=1.33 v=1.33 v=1.33

*

/

división

%

módulo (residuo de una división)

Ejemplos

Resultados

x=15%2; x=1 v=(15%2)/2; v=0.0 v=((float)(15%2))/2; v=0.5

Al evaluar expresiones aritméticas debemos respetar la jerarquía de los operadores y aplicarlos de izquierda a derecha. Mayor prioridad

*, /, %

Menor prioridad

+, -

Operadores aritméticos simplificados. Nos permiten realizar la misma operación utilizando una notacipon más compacta. Operador

Operación larga

+= -= *= /= %=

x=x+5 y=y-2 x=x*y x=x/y x=x%y

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Operación simplificada X+=5 y-=2 x*=y x/=y x%=y

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Operadores de incremento y decremento. Se pueden utilizar antes o después de la variable, pero los resultados son diferentes. Suponga que declaramos las variables x y y como enteras: int x,y; x=7; Operación

Resultados y=7

y=x++

x=8 y=8

y=++x

x=8 y=7

y=x--

x=6 y=6

y=--x

x=6

Expresiones lógicas o booleanas. Están formadas por números, constantes, variables y operadores lógicos y relacionales. El valor que pueden tomar estas expresiones al ser evaluadas, es 1 (verdaderas) ó 0 (falso). Las expresiones lógicas se utilizan frecuentemente en estructuras selectivas y en estructuras repetitivas.

Operadores relacionales. Se utilizan para comparar 2 operando números, caracteres, cadenas, constantes o variables. Operador relacional

Descripción

Ejemplo

Resultado

== != < > =

igual a diferente de menor que mayor que Menor o igual que Mayor o igual que

“h”==”p” “h”!=”p” 711 15=20

0 (F) 1 (V) 0 (F) 1 (V) 0 (F) 1 (V)

Operadores lógicos. Permiten formular condiciones complejas a partir de condiciones simples. Operadores lógicos

Diagrama de Venn asociado

! Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

Operador NOT

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Notas de Programación Estructurada &&

AND

||

OR P 1 1 0 0

Q 1 0 1 0

!P 0 0 1 1

!Q 0 1 0 1

P||Q 1 1 1 0

P&&Q 1 0 0 0

Operador “,” (coma) Sirve para encadenar expresiones. Ejemplo 1: int x, y, z, v; x= (v=3, v*5); Ejecutamos las operaciones de izquierda a derecha: 1) v = 3 2) x= v*3 = 3*5 3) x=15 Ejemplo 2: x=( y=(15>10), z=(2>=y), y && z ) Ejecutamos las operaciones de izquierda a derecha: 1) y=(15 > 10)  y = 1 (verdadero) 2) z=(2 >= y)  z = 1 3) x=(y && z)  x=1 Prioridades de los operadores Las expresiones se evalúan de izquierda a derecha, pero los operadores se aplican según su prioridad. Prioridad (+)

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( ) ! , ++, - *, /, % +, = =, !=, , = &&, || + =, - =, * =, / =, % = , UAM Azcapotzalco

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Notas de Programación Estructurada FreeBasic FreeBasic es la versión estructurada del lenguaje BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code), desarrollado originalmente por John George Kemeny y Thomas Eugene Kurtz en el Dartmouth College de New Hampshire, USA en 1964. FreeBasic fue desarrollado en 2004 con la idea de tener un lenguaje de programación que se compare en velocidad al lenguaje C que permitiera: el uso de gráficos, la programación orientada a objetos y que fuera un lenguaje fácil de aprender. Una ventaja que ofrece FreeBasic es que se puede utilizar las bibliotecas de C sin ninguna modificación. Este lenguaje está recomendado para programadores que requieren un lenguaje eficiente de alto nivel, que no implique conocer detalles de la arquitectura de la computadora; por ejemplo, estudiantes de licenciaturas como: Industrial, Física, Energía, Ambiental, Diseño de la comunicación gráfica etc., excepto, las Ingenierías en Computación y Electrónica, donde es necesario conocer los detalles de la arquitectura de la computadora y emplear lenguajes de bajo nivel (ensamblador) y nivel intermedio (C), para construir software de base, tales como: sistemas operativos, ensambladores, cargadores, etc. Es importante mencionar que FreeBasic suele ser integrado a algún otro lenguaje, por ejemplo Visual Basic, el cual genera interfaces gráficas. Gran parte de las aplicaciones de la NASA se desarrollan en FreeBasic y PowerBasic (un lenguaje propietario muy similar a FreeBasic).

Tipos de datos a) Básicos: Son muy similares a los usados en C, solo en lugar de tipo caracter, se tiene el tipo cadena de caracteres: Tipo de Dato integer uinteger single

Bits

Descripción

Rango

32 32 32

Entero largo Entero positivo Real Real de doble precisión Cadena de caracteres

-2‟147,483,648 a 2‟147,483,647 0 a 4‟294,967,295 -3.4x10-38 a 3.4x1038 -1

double

64

string

-

-1.7x10-308 a 1.7x10308-1 Cada caracter es de 8 bits

b) Estructurados: Hacen referencia a un grupo de valores. En Freebasic no se tiene estructuras de cadenas, porque es un tipo básico. o Arreglos (vectores y matrices): Todos los valores del arreglo son de un solo tipo básico. Se declara una cadena con la instrucción dim o Registros: Hacen referencia a un grupo de valores, donde cada uno de ellos puede ser de un tipo básico; inclusive puede incluir tipos de datos estructurados (arreglos, cadenas o registros). Identificadores. Es el nombre que identifica a una o varias celdas de memoria, las cuales contendrán datos simples o estructurados. Un identificador se forma por medio de letras, dígitos y el carácter subrayado (_). Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada Un identificador siempre comienza con una letra y se forma por medio de letras, dígitos y el carácter subrayado (_). FreeBasic no distingue entre minúsculas y mayúsculas, Ejemplo: Aux y aux es el mismo identificador, y el límite para la longitud de un identificador son 255 caracteres. Existe un conjunto de palabras reservadas (keywords) que no deben emplearse como identificadores y son las siguientes: case const continue do double else enum extern

for int short sizeof static struct select union

unsigned while goto if long return

Se puede saber de una forma sencilla cuando se está usando una palabra reservada en editores de Freebasic como el FBI de porque todas las palabras clave se ponen en letras negritas azul obscuro Variables. Para declarar una variable en FreeBasic se usa la instrucción dim seguida del nombre y del tipo. Por ejemplo, para definir la variable num del tipo entero y la variable flotante del tipo real doble precisión se escribe: dim num as integer, flotante as double

Constantes. Las constantes que son variables que tienen el mismo valor durante todo el tiempo de ejecución del programa, se definen exactamente igual que en C: #define PI 3.14169 const float PI=3.14169; Operadores. Se tiene los mismos tipos de operadores aritméticos, relacionales y lógicos en FreeBasic con exactamente las mismas características, con las siguientes diferencias en sintaxis únicamente: Operador igualdad desigualdad modulo entero lógico AND lógico OR lógico NOT

En C == != % && || !

En FreeBasic =

mod and or not

Primer programa: “Hola Mundo!” Función main(). El lenguaje de programación C opera a través de funciones. Una función es un “pedazo” de código que realiza una tarea específica dentro de un programa. En el Capítulo 5 se habla de las funciones a detalle. Cuando ejecutamos un Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada programa, el sistema operativo se comunica con una función principal llama main(), la cual devuelve, al sistema operativo, un valor de 0 indicando que la ejecución del programa se realizó con éxito; y devuelve un valor de 1 indicando que el programa no terminó su ejecución correctamente. Tipo de valor que devuelve la función. Nombre (SIN ESPACIOS) Lista de argumentos que recibe la función.

Cuerpo de la función

int main (void)

{ Declaración_de_variables instrucción_1; Instrucción_2; return 0;

} Ejemplo: “mundo.c” #include int main(void){

}

//Incluye las funciones de entrada/salida //inicia la función main

printf (“Hola mundo!”); //Imprimir en pantalla Hola mundo! return 0; //Valor que devuelve la función al sistema operativo //Fin de la función main

Ejemplo: “mundo.bas”. Un programa equivalente en freeBasic es simplemente: Print “Hola Mundo!”

FreeBasic da por un hecho que cualquier cosa que no sea parte de otra función o subrutina, es parte de la función principal, por esta razón no requiere definirla.

Entrada y Salida de Datos Entrada con formato: La lectura desde el teclado se realiza por medio de la función scanf (“código de formato”, dirección) El código de formato designará el tipo de dato que se recibirá desde el teclado, el cual se asignará a la dirección de memoria de una variable determinada. Código de formato %u %d %i

Descripción Enteros sin signo de 16 bits (unsigned int) Enteros de 16 bits (int)

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Notas de Programación Estructurada %ld %f %lf %e %g %c %s

Enteros de 32 bits (long) Reales de 32 bits (float) Reales de 64 bits (double) Formato exponencial Real o exponencial según el tamaño del número Caracter de 8 bits Cadena de caracteres que termina con el carácter nulo “\0” (null)

Es importante destacar que se puede controlar la cantidad de dígitos a imprimir en la pantalla, por ejemplo % -6d % 4.2f

Escribe un entero con seis dígitos, con justificación a la izquierda Escribe un real con 4 dígitos, dos de ellos serán utilizados para los decimales, con justificación a la derecha.

En FreeBasic para la entrada de datos se utiliza la función input: Input “Dame la temperatura en grados Fahrenheit: ”, fahr Salida a monitor Salida con formato: Para imprimir en la pantalla una salida con un formato específico, empleamos la función printf (“cadena de caracteres, caracter de control y código de formato”, variable); Observe que printf puede incluir una cadena de caracteres para informar algo al usuario; luego, puede incluir un formato de impresión para los datos (tabulador, saltar una línea), empleando los caracteres de control; además puede incluir uno o varios códigos de formato para indicar el tipo de dato que se va a imprimir; finalmente, incluye la o las variables que contienen los datos.

Carácter de control \n \t \v \f \a \‟ \” \\

Descripción Saltar a una nueva línea Tabulador horizontal Tabulador vertical Avanzar una página Sonido de alerta Imprimir apostrofe Imprimir comillas Imprimir diagonal inversa

En FreeBasic, para dar salida formateada de números se escribe indicando las cifras significativas con el símbolo “#” print using "Decimales: ###.### - Enteros: ##"; 1/3,2.4 sleep

Ejercicio 1: Conversión Fahrenheit a Centígrados

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Notas de Programación Estructurada Escribir un algoritmo que transforme las temperaturas de grados Fahrenheit a grados centígrados con 5 cifras decimales. La ecuación de conversión es: °C = (°F-32)*5/9 Versión C: #include main(){ float fahr, cent; printf("Dame la temperatura en Fahrenheit: "); scanf("%f", &fahr); cent=5*(fahr-32)/9; printf("En centigrados es: %4.5f ",cent); }

fahrenheit.c

Comentarios: scanf("%f", &fahr);

Caracteres de formato

Asigna el valor del teclado en la localidad de memoria asignada a “fahr”

Versión FreeBasic: dim cent as double, fahr as double input "Dame la temperatura en Fahrenheit: ", fahr cent=5*(fahr-32)/9 print using "En centigrados es: ###.#####"; cent sleep fahrenheit.bas

NOTA: a partir de este momento, todos los programas propuestos tendrán una versión en C seguida una versión en FreeBassic. Programa 2: El TOEFL (Test of English as a Foreign Language, Prueba de nivel de Inglés como lengua extranjera) es una prueba que se pide a todos los estudiantes de intercambio, o aquellos que realizarán estudios de posgrado en países de habla inglesa y otros países (algunas universidades de Alemania y Rusia, por ejemplo). Este examen consiste en 3 secciones: 50 preguntas de opción múltiple sobre comprensión de palabra hablada (listening comprehension), 40 preguntas sobre la habilidad para escribir correctamente (grammar) y 50 preguntas sobre comprensión de lectura (reading comprehension). Del número total de respuestas correctas en cada sección, se utiliza la siguiente fórmula para calcular el número de puntos obtenidos.

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Notas de Programación Estructurada Puntos TOEFL = 10*(65+LC+G+RC)/3 Hacer un programa que haga este cálculo dando como valores de entrada los tres valores de preguntas correctas y la salida sea el puntaje del examen. #include main() { float p1, p2, p3, puntaje; printf("Dame los 3 puntajes: "); scanf("%f %f %f", &p1,&p2,&p3); puntaje=10*(65+0.878*p1+1.1669*p2+0.8865*p3)/3; printf("Tu puntaje es: %.0f", puntaje); } toelf.c dim a as double, b as double, c as double, puntaje as double input "Dame los 3 puntajes: "; a,b,c puntaje=10*(65+0.878*a+1.1669*b+0.8865*c)/3 print "Tu puntaje es: ", puntaje sleep toelf.bas

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Notas de Programación Estructurada CAPÍTULO IV ESTRUCTURAS DE SELECCIÓN Estas estructuras se utilizan cuando en la solución de un problema, debemos tomar una decisión, la cual determinará el flujo que seguirá el programa que estamos construyendo. La toma de una decisión se basa en la evaluación de una o más condiciones. Distinguimos cuatro tipos de estructuras selectivas: Estructura selectiva simple (if) Estructura selectiva doble (if – else) Estructura selectiva encadenada (if – else if - else) Estructura selectiva múltiple (switch)

Estructura selectiva simple (if) En tiempo de ejecución, al llegar a este punto del programa se evalúa la condición; si es verdadera entonces se ejecuta un bloque de instrucciones específico; pero si la condición es falsa entonces este bloque es ignorado y se continúa con el flujo normal del programa.

condicion

F

if(condicion){ bloque_V; } : donde:

V

bloque_V

la condicion puede estar formada por una o varias condiciones que al ser evaluadas nos proporcionan un valor lógico (v-verdadero ó f-falso). bloque_V denota un conjunto de instrucciones que se ejecuta únicamente cuando el resultado de la condición es verdadera

Ejercicio: Descuento en dulces para los niños menores de 12 años En la tienda de Don Pascual hay una promoción que consiste en otorgar el 20% de descuento solo para los niños menores de 12 años, cuya compra sea mayor o igual a 100. Realice un programa para que de manera automática, Don Pascual no tenga que utilizar su calculadora cada que atienda a un niño con esas características. #include #define DESC 0.80 int main(void){ float venta=0.0; int esMenor=0; printf("Cual es la cantidad de la venta: "); scanf("%f",&venta);

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Notas de Programación Estructurada printf("Es menor de edad (1-si 0-no): "); scanf("%d",&esMenor); if(venta>=100 && esMenor==1){ venta=venta*DESC; } printf("A pagar: %8.2f",venta); return 0; } dulces.c #define DESC 0.80 dim venta as double, esMenor as integer input "Cual es la cantidad de la venta: ", venta input "Es menor de edad (1-si 0-no): ", esMenor if venta>=100 and esMenor=1 then venta=venta*DESC print "A pagar: ",venta sleep dulces.bas

Estructura selectiva doble (if-else) Simple En este tipo de estructura, tenemos dos bloques alternativos de instrucciones, los cuales son independientes uno de otro; en el punto de la toma de una decisión solo se ejecutará uno de ellos, dependiendo del valor lógico que resulte al evaluar la condición.

V

if(condicion){ bloque_V; } else{ bloque_F; } :

F

condicion

donde:

bloque_V

bloque_F

la condicion puede estar formada por una o varias condiciones que al ser evaluadas nos proporcionan un valor lógico (v-verdadero ó ffalso). bloque_V denota un conjunto de instrucciones que se ejecuta únicamente cuando el resultado de la condición es verdadera bloque_F denota un conjunto de instrucciones que se ejecuta únicamente cuando la condición es falsa

Ejercicio: Raíces de un polinomio de segundo grado. Hacer un algoritmo que encuentre las raíces de un polinomio de segundo grado. El algoritmo debe proporcionar las raíces imaginarias, si ese fuera el caso. x=((-b±√(b2-4ac))/(2a))

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Notas de Programación Estructurada #include #include int main(void){ float a, b, c, det, aux; printf("Dame los 3 coeficientes de la ecuación de segundo grado:"); printf("ax2+bx+c=0"); scanf("%f %f %f",&a,&b,&c); det=(b*b-4*a*c); aux=-b/(2*a); if(det < 0){ printf("x1 = %f + %f i \n",aux,pow(-det,.5)/(2*a)); printf("x2 = %f - %f i",aux,pow(-det,.5)/(2*a)); } else { printf("x1= %f \n X2= %f",aux+pow(det,.5)/(2*a),aux pow(det,.5)/(2*a)); } }

ecuacion.c dim a as double, b as double, c as double dim det as double, aux as double print "Dame los 3 coeficientes de la ecuacion de segundo grado:" input "ax2+bx+c=0 :", a,b,c det=(b^2-4*a*c) aux=-b/(2*a) if det < 0 then print "x1 = ";aux; " + "; ((-det)^.5)/(2*a); " i" print "x2 = ";aux; " - "; ((-det)^.5)/(2*a); " i" else print "x1 = "; aux+(det^.5)/(2*a) print "x2 = "; aux-(det^.5)/(2*a) end if sleep ecuacion.bas

Anidada En términos generales, una estructura selectiva puede contener a otras estructuras, por ejemplo: una estructura de proceso, una estructura de repetición e incluso una nueva estructura selectiva. En particular, cuando una condición que es verdadera nos lleva a evaluar una nueva condición, decimos que las estructuras selectivas están anidadas. Observe que en las estructuras anidadas se debe tener cuidado de no olvidar cerrar las llaves correspondientes a cada una de las estructuras; y también, se debe tener cuidado de cerrarlas en el lugar adecuado.

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V

V

V

condicion2

condicion3

bloque3_V

condicion1

F

F

bloque1_F

F

bloque2_F

bloque3_F

if(condicion1){ if(condicion2){ if(condicion3){ bloque3_V; } else{ bloque3_F; } } }

Ejercicio: construir un programa que simule el juego de piedra-papel-tijera. Como entrada el usuario proporciona un de los siguientes números, donde cada uno tendrá un significado distinto: 1significa piedra, 2 significa papel y 3 significa tijera. Como salida el programa deberá indicar el ganador del juego. Es importante señalar que para simular la tirada de la computadora, en el programa deberá seleccionarse uno de los tres valores de manera aleatoria, empleando la función que genere un número aleatorio (random en inglés) del lenguaje de programación en que se desee codificar el algoritmo. Entrada: 1 Salida: Tu opcion es Piedra, yo escogi Piedra – Empatamos!

Tenemos que definir una tabla que nos permita identificar los casos de gane y pierde para ambos jugadores (la computadora y el usuario). Computadora Usuario 1-Piedra 2-Papel 3-Tijera

1-Piedra Empate Gané Ganaste

2-Papel Gané Empate Ganaste

3-Tijera Ganaste Gané Empate

“Gané”, “Ganaste” y “empate” son expresiones provenientes del “jugador” simulado por la computadora.

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Notas de Programación Estructurada #include #include #include int main(void){ int num=0, opc=0; srand(time(NULL)); num=(rand()%3)+1; printf("1-Piedra 2-Papel 3-Tijera \n"); printf("Escoge una de las opciones anteriores: "); scanf("%d",&opc); if(opc==1){ if(num==1) printf("Tu opcion es Piedra, yo escogi Piedra - Empatamos!"); else if(num==2) printf("Tu opcion es Piedra, yo escogi Papel - Gane!"); else if(num==3) printf("Tu opcion es Piedra, yo escogi Tijera - Ganaste!"); } else if(opc==2){ if(num==1) printf("Tu opcion es Papel, yo escogi Piedra - Ganaste!"); else if(num==2) printf("Tu opcion es Papel, yo escogi Papel - Empatamos!"); else if(num==3) printf("Tu opcion es Papel, yo escogi Tijera - Gane!"); } else if(opc==3){ if(num==1) printf("Tu opcion es Tijera, yo escogi Piedra - Gane!"); else if(num==2) printf("Tu opcion es Tijera, yo escogi Papel - Ganaste!"); else if(num==3) printf("Tu opcion es Tijera, yo escogi Tijera -Empatamos!"); } return 0; }

piedra-papel-tijera.c

print "1-piedra 2-Papel 3-Tijera" randomize timer dim opc as integer, num as integer num=int(rnd*3)+1 input "Escoge una opcion: ", opc if opc = 1 then if num = 1 then print "Yo escogí if num = 2 then print "Yo escogí if num = 3 then print "Yo escogí end if if opc = 2 then if num = 1 then print "Yo escogí if num = 2 then print "Yo escogí if num = 3 then print "Yo escogí end if if opc = 3 then if num = 1 then print "Yo escogí if num = 2 then print "Yo escogí if num = 3 then print "Yo escogí

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Piedra - Empatamos!" Papel - Gane!" Tijeras - Ganaste!" Piedra - Ganaste!" Papel - Empatamos!" Tijeras - Gane!" Piedra - Gané!" Papel - Ganaste!" Tijeras - Empatamos!"

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Notas de Programación Estructurada end if sleep piedra-papel-tijera.bas

Estructura selectiva encadenada (if - else if - else) Cuando una condición que es falsa nos lleva a evaluar una nueva condición, decimos que las estructuras selectivas están encadenadas. Cada condición se evalúa siguiendo el orden, el bloque de instrucciones del else solo se ejecutará cuando ninguna de las condiciones anteriores se ha cumplido. Observe que en las estructuras encadenadas mantienen independencia una de otra, por lo tanto es más sencillo manipularlas durante la solución de un problema.

V

condicion1

bloque1_V

V

F

condicion2

bloque2_V

V

F

condicion3

bloque3_V

F

bloque3_F

if (condicion1){ bloque1_V; } else if (condicion2){ bloque2_V; } else if (condicion3){ bloque3_V; } else{ bloque3_F; }

Ejercicio: construir un programa que simule el juego de la pirinola, también llamada perinola o peonza. En este problema no hay una entrada por parte del usuario; es el programa quien genera un valor aleatorio, correspondiente a los lados de la pirinola, para luego indicar la acción que los jugadores deben realizar. La tabla de abajo determina el valor y la acción asociada. Lizbeth Gallardo - Pedro Lara

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Notas de Programación Estructurada Salida: Todos ponen

Valor 1 2 3 4 5 6 7

Acción Pon uno Pon dos Toma uno Toma dos Todos toman Todos ponen Pierdes todo

#include #include #include int main(void){ double num=0.0; srand(time(NULL)); printf("Pirinola/perinola/peonza digital \n"); printf("el numero es: %lf ", num=(rand()/(float)1e9)); if(num < 1.0/7.0) printf("Pon uno \n"); else if(num < 2.0/7.0) printf("Pon dos \n"); else if(num < 3.0/7.0) printf("Toma uno \n"); else if(num < 4.0/7.0) printf("Toma dos \n"); else if(num < 5.0/7.0) printf("Toma todo \n"); else if(num < 6.0/7.0) printf("Todos ponen \n"); else printf("Pierdes todo"); return 0; } pirinola.c

randomize timer dim num as double num=rnd print "Pirinola/perinola/peonza digital" if num < 1/7 then print "Pon uno" elseif num < 2/7 then print "Pon dos" elseif num < 3/7 then print "Toma uno" elseif num < 4/7 then print "Toma dos" elseif num < 5/7 then print "Toma Todo" elseif num < 6/7 then print "Todos Ponen" else print "Pierdes todo" endif sleep pirinola.bas

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Notas de Programación Estructurada Ejercicio: construya un algoritmo que calcule el resultado de la siguiente función.

x=

si 0< y ≤ 11 si 11< y ≤ 33 si 33 < y ≤ 64 en otro caso

3*y+36 y2 -10 y3+ y2 -1 0

#include #include int main(void){ float x=0.0, y=0.0; printf("Introduce el valor de y: "); scanf("%f", &y); if(y>0.0 && y11.0 && y33.0 && y0.0 and y11.0 and y33.0 and y 30) hExtra=30; switch(categoria){ case 1: PHE = 30; break; case 2: PHE = 38; break; case 3: PHE = 50; break; case 4: PHE=70; break; default: PHE = 0; break; } printf("El sueldo total es de : %.2f", sueldo+PHE*hExtra); return 0; } sueldoSwitch.c dim sueldo as double,PHE as double print "CAT","Precio HE" print "1","30" : print"2","38": print"3","50": print"4","70" input "Categoria, sueldo, hrs extra: ", categoria,sueldo,hExtra if(hExtra > 30) then hExtra=30 select case categoria case 1 PHE = 30 case 2 PHE = 38 case 3 PHE = 50 case 4 PHE = 70 case else PHE = 0 end select print "El sueldo total es de :"; sueldo+PHE*hExtra sleep sueldoSwitch.bas

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Notas de Programación Estructurada CAPÍTULO V FUNCIONES Para resolver un problema de gran tamaño es conveniente descomponerlo en subproblemas, de tal manera que cada uno de ellos pueda ser resuelto de una manera más sencilla. El lenguaje C emplea el término “función” para denotar el código que resuelve un subproblema. Algunas ventajas de emplear funciones son: Facilita la escritura y lectura de los programas Permite el trabajo en paralelo Facilita la asignación de responsabilidades El código de la función se escribe una sola vez y se utiliza tantas veces como sea necesario. Facilita el mantenimiento de los programas.

Conceptos básicos Formalmente: Sea L(p) la longitud de un programa cualquiera y sean l(p1) y l(p2) las longitudes de dos segmentos mutuamente excluyentes y complementarios del mismo programa p; de tal modo que la longitud del programa será: L(p)=l(p1) + l(p2); donde p designa al programa completo y pi denota los subprogramas (códigos) que conforman a p. Sean además E(p), e(p1) y e(p2) los esfuerzos necesarios para obtener L(p), l(p1) y l(p2) respectivamente; en general se tendrá que: E(p) >e(p1) + e(p2) Principios de diseño de una función: 1) Las partes altamente relacionadas, deben pertenecer a la misma función; y 2) las partes no relacionadas deben residir en otras funciones. Existen algunas reglas básicas para definir y emplear las funciones en el lenguaje C: 1) declarar la función (también llamado prototipo de la función), 2) Definición de la función, y 3) llamado de una función. 1) Para que el compilador reconozca una función como parte de un programa, ésta debe ser declarada al inicio del programa, de la siguiente manera: tipo_dato nombre_funcion (lista_parametros); Donde: Tipo_dato indica el tipo de dato que devolverá la función al concluir su ejecución, por elemplo: int, float, char Lista_parametros corresponde al conjunto de valores que recibirá de la función que la llamó. Los valores están contenidos en variables, por lo tanto deberán recibirse estos valores en variables locales (propias de la función receptora)

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Notas de Programación Estructurada Nota: una función no necesariamente devuelve un valor y no necesariamente recibe parámetros, en este caso se indica con la palabra reservada void

NOTA: Si no se escribe el prototipo de una función, entonces su definición debe presentarse antes de la función principal. 2) Definir una función significa especificar el conjunto de instrucciones que realizarán una tarea determinada dentro del programa. tipo_dato nombre_funcion (lista_parametros){ declarar_variables; bloque_de_instrucciones; return ; } Donde: Declarar_variables corresponden a variables locales que requerirá la función para realizar su tarea. Bloque de instrucciones que determinan el comportamiento de la función return marca el fin de la función y devuelve, cuando así se requiera, un resultado cuyo tipo corresponde al definido en el prototipo de la función Nota: una función no necesariamente devuelve un valor y no necesariamente recibe parámetros, en este caso se indica con la palabra reservada void

3) El llamado a una función se realiza desde la función principal o desde cualquier otra función. Durante la ejecución del programa, el llamado a una función implica un “salto” hacia ella para ejecutar su conjunto de instrucciones; al terminar se devuelve el control de la ejecución a la función que la llamó; en este caso a la función main(). Al hacer el llamado debe especificarse: 1) el nombre de la función; y 2) los valores que va a requerir para realizar su tarea, los valores contenidos en variables se escriben dentro del paréntesis, siguiendo el orden y respetando el tipo de dato declarado. int main(void){ : nombre_funcion(lista_de_valores) : return 0; }

Ejercicio: Dados tres números enteros a, b y c, encontrar al mayor de entre ellos.

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Notas de Programación Estructurada #include int leeValor(void); int encuentraMax (int, int, int); void imprime(int); int main(void){ int a,b,c,max; a=leeValor(); b=leeValor(); c=leeValor(); max = encuentraMax(a,b,c); imprime(max); return 0; } int leeValor(void){ int val; printf("Dame un valor entero: "); scanf("%d", &val); return (val); } int encuentraMax(int a, int b, int c){ int max; if(a>b && a>c){ max=a; } else if (b>a && b>c){ max=b; } else { max=c; } return (max); } void imprime(int max){ printf("El mayor de los números es: %d",max); return; } maxNum.c function leeValor() input "Dame un valor entero: ", valor return valor end function function encuentraMax(a as integer, b as integer, c as integer) if a>b and a>c then: max=a elseif b>a and b>c then: max=b else: max=c end if return max end function sub imprime(max as integer) print "El mayor de los numeros es:"; max end sub

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Notas de Programación Estructurada a=leeValor(): b=leeValor(): c=leeValor() max = encuentraMax(a,b,c) imprime(max) sleep maxNum.bas

Paso de parámetros por valor La comunicación entre las funciones se lleva a cabo mediante el paso de parámetros, el cual se puede hacer de dos formas; por valor y por referencia se describirá primero el paso de parámetros por valor. En el paso de parámetros por valor, la función receptora recibe parámetros que son copia de los valores contenidos en las variables originales (propias de la función que hace el llamado); por lo tanto, si una variable local (propia de la función receptora) sufre una alteración no afectará a la variable original, porque la variable local solo tiene una copia del valor. Ejercicio: retomando el juego de piedra-papel-tijera para reformular el código, empleando una función llamada “referi” encargada de determinar al ganador de la jugada. #include #include #include void referi(int mine, int yours); int main(void){ int mine=0, yours=0; printf("Juguemos a piedra papel o tijera \n"); printf(" 1. Piedra \n 2. Papel \n 3. Tijera \n"); printf("Cual es tu tirada: "); scanf("%d", &yours); printf("Mi tirada es: "); srand(time(NULL)); mine=rand()%3+1; printf("%d \n",mine); referi(mine,yours); return 0; } void referi(int mine, int yours){ if(mine==yours) printf("Empate entre tu y yo \n"); else{ switch(yours){ case 1: if(mine==2) printf("Gane !!!! \n"); else printf("Ganaste!!! \n"); break; case 2: if(mine==1) printf("Ganaste!!! \n"); else printf("Gane!!! \n");

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Notas de Programación Estructurada break; case 3: if(mine==1) printf("Gane!!! \n"); else printf("Ganaste!!! \n"); break; default: printf("ERROR en tu tiro!!! \n"); break; } } return; } pipati-2.c sub referi(mine as integer, yours as integer) if mine=yours then print "Empate entre tu y yo" else select case yours case 1 if mine=2 then print "Gane !!!" else print "Ganaste!!!" case 2 if mine=1 then print "Ganaste!!!" else print "Gane!!!" case 3 if mine=1 then print"Gane!!!" else print "Ganaste!!!" case else print "ERROR en tu tiro!!!" end select end if end sub print "Juguemos a piedra papel o tijera" print " 1. Piedra": print " 2. Papel": print " 3. Tijera" input "Cual es tu tirada? ", yours randomize timer mine=int(rnd*3)+1 print "Mi tirada es: "; mine referi(mine,yours) sleep pipati-2.bas

Paso de parámetros por referencia Aquí los parámetros no son copias de los valores, sino las direcciones de las variables originales; por lo tanto, si un parámetro sufre una alteración en la función que lo recibe, la variable original también se ve afectada. En el lenguaje C, el paso de parámetros por referencia se realiza mediante el concepto de “apuntador”. Un apuntador es una dirección de memoria (por ejemplo 00X00X101010). Dado que debemos manipular una dirección de memoria, se vuelve necesario poder declarar variables que puedan guardar direcciones; las cuales no corresponden a ninguno de los tipos de datos básicos vistos hasta ahora (int, float, char, etc.). Por lo tanto, emplearemos una notación especial que nos permita denotar una variable de tipo apuntador, a saber los operadores de: dirección (&), declaración de variable tipo apuntador (*) e indirección (*). En efecto el operador * tiene un doble propósito.

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Notas de Programación Estructurada int main(void){ int x=0,z=0; int *y; //declaro a y como una variable de tipo apuntador x=3; y=&x; // a y le asigno la dirección de x, por lo tanto y apunta a x z=*y; // a z le asigno el valor de la variable a la cual apunta y printf("z= %d ",z); return 0; }

En tiempo de ejecución, el manejo de la memoria sería como se muestra en la siguiente figura:

Ejemplo: Escribir un programa que realice el intercambia de valores entre tres variables empleando paso de parámetros por referencia. #include void intercambia(int *x, int *y); int main(void){ int a=10, b=5; printf("\n Los valores de A y B son: %d y %d",a,b); intercambia(&a,&b); printf("\n Los valores actuales de A y B son: %d y %d", a,b); return 0; } void intercambia(int *x, int *y){ int aux; aux=*x; *x=*y; *y=aux; return; } intercambia.c

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Notas de Programación Estructurada sub intercambia(BYREF x as integer, BYREF y as integer) aux=x : x=y : y=aux end sub a=10: b=5 print : print print "Los valores de las variables originales A y B son: "; a; " y"; b intercambia(a,b) print "Los valores de A y B han sido intercambiados, ahora son: "; a; " y"; b sleep intercambia.bas

Ejercicio: construya un programa en C que reciba un valor entero correspondiente a una cantidad en segundos. Escriba una función denominada “convertir” que reciba como parámetro, por valor, la cantidad de segundos; y los parámetros, por referencia, hora, min. La función habrá de convertir y mostrar en pantalla la cantidad de segundos en su equivalente en horas, minutos y segundos restantes. Entrada:3600 Salida: 1h 0m 0s

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Notas de Programación Estructurada #include void convertir (int,int*,int*,int*); int main(void){ int segundos,hora,min,seg; printf("Ingresa los segundos: "); scanf("%d",&segundos); convertir(segundos,&hora,&min,&seg); printf("%d h %d min %d seg",hora,min,seg); return 0; } void convertir (int segundos,int* hora, int* min, int*seg){ *hora = segundos /3600; *min=(segundos % 3600)/60; *seg=(segundos % 3600)%60; return; } horminsec.c sub convertir(segundos as integer,BYREF hora as integer, BYREF min as integer, BYREF seg as integer) hora = int(segundos/3600) min=int((segundos mod 3600)/60) seg=(segundos mod 3600) mod 60 end sub input "Ingresa los segundos: ", segundos convertir(segundos,hora,min,seg) print hora;"h"; min; "min";seg; "seg" sleep horminsec.bas

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Notas de Programación Estructurada CAPÍTULO VI ESTRUCTURAS REPETITIVAS En la solución algunos problemas es común requerir que un conjunto de operaciones (instrucciones) sea ejecutado varias veces. Al conjunto de instrucciones que se ejecuta repetidamente se le llama ciclo; si bien las instrucciones son las mismas, los datos pueden variar. En una estructura repetitiva debe existir una condición que detenga la ejecución del ciclo (suele llamarse condición de paro). En cada iteración esta condición de paro es evaluada para decidir si el ciclo continúa ó si debe detenerse.

Estructura repetitva „Durante‟ (for) Generalmente, la estructura for se utiliza en soluciones donde se conoce el número de veces que deberá repetirse el ciclo. Por lo tanto, se establece un contador inicial; este contado se va incrementando ó decrementando en cada iteración, hasta alcanzar un valor máximo ó mínimo; una vez alcanzado este valor, el ciclo termina y se continúa con el flujo normal del programa. for (exp1, exp2, exp3){ bloque_V; }

exp1, exp2, exp3

F

V bloque_V

donde: exp1: establece un valor inicial a un contador. exp2: correspondiente a la condición de paro donde se determina el valor máximo o mínimo que podrá alcanzar el contador. exp3: corresponde al incremento ó decremento para el contador. bloque_V: conjunto de instrucciones que se repetirá hasta que la condición sea falsa. Cuando la condición es falsa.

Ejercicio: Se dice que un número entero es perfecto si la suma de sus divisores excepto él mismo es igual al propio número. Por ejemplo seis es número perfecto porque 1*2*3=6 y 1+2+3 = 6. Escriba un programa que obtenga los números perfectos comprendidos entre 1 y 10000. #include int main(void){ int num=0, sum=0, i=0; printf("Numeros perfectos \n\n"); for(num=1; num=7 then print "LASSSSTIMAAAA!!! Se acabaron sus intentos" next i sleep

adivina.bas

Construir un programa que determine los números primos comprendidos entre 1 y 1e4. Un número es primo, si sus únicos divisores son él mismo y la unidad. No hay entrada por parte del usuario; como salida enlistar los números primos con la siguiente leyenda: x es primo. Salida:

1es primo 2 es primo 3 es primo : 9973 es primo #include #define LIM 1e4 int main(){ int num=0, i=0, band=0, cont=0; printf("Numeros primos comprendidios en un rango %.2e\n", LIM); for(num=2; num