Unidad 5 Introduccion a C++ PDF

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Unidad de Introducción a C++ de parte de la Universidad Militar Nueva Granada....

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MANUAL DE PROGRAMACIÓN I 5. LENGUAJE C++

DE

PROGRAMACIÓN

Dev-C++:

Para resolver un problema se deben tener en cuenta los siguientes pasos: ✓

✓ ✓ ✓

Conocer el problema, a qué área del conocimiento corresponde, identificar los datos que proporciona el problema y cuál es el requerimiento para resolverlo. Elaborar el algoritmo o el diseño de la solución al problema. Comprobar los resultados de salida con los datos de entrada. Finalmente codificarlo en un lenguaje de programación.

También existen compiladores en línea:

C++ es una respuesta al programar que necesita hacer programas simples e interactivos o programas muy elaborados y complejos, para ingeniería o las ciencias en general; o para elaborar interfaces gráficas para usuarios de Windows, dentro de un contexto de un lenguaje modular.

5.1.

COMPILADORES DE C++

Los diferentes fabricantes de software ponen a disposición de los programadores una serie de compiladores de C++, que permiten utilizar todas las funciones de C, así como todos sus comandos. Algunos compiladores para programar en C++:

www.onlinegdb.com

5.2. PROCESO DE EJECUCIÓN PROGRAMA

DE UN

Las fases de compilación y ejecución del programa dependen del compilador C++, que utilice, en términos generales los programas de C++ pasan a través de cinco fases para su ejecución: editar, preprocesar, compilar, enlazar y ejecutar. Fase editar Consiste en escribir el código del programa y generar el archivo fuente. Se debe guardar este archivo con extensión .CPP, para que sea reconocido por el compilador C++. Los compiladores, traen incorporado un editor (procesador de palabra) bajo ambiente Windows sencillo de manejar. Una vez terminada la edición del programa y generado el código fuente, corra el programa (algunos programadores dicen ejecutar o poner en marcha el programa), así:

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PROGRAMACIÓN I – UNIDAD 2

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✓

✓

✓ ✓

Con

el

botón

RUN.

o

en

Visual

Studio Utilizando los botones Iniciar Depuración de Microsoft Visual Studio. Utilizando las teclas Ctrl F7, para compilar Utilizando las teclas Ctrl F5, para compilar y ejecutar el programa

Fase Preprocesador Permite procesar el código e incluir los archivos de cabecera necesarios que le proporcionen al compilador la información necesaria de las funciones de biblioteca. Por ejemplo, integra el archivo de cabecera iostream.h, cuando el código trae la instrucción de preprocesador #include

ser detectados y corregidos, a este proceso se le denomina Depuración. Las situaciones más comunes en las cuales suelen aparecer errores son: El no cumplimiento de las reglas gramaticales o errores de sintaxis y los errores en el diseño del algoritmo o errores lógicos. Los compiladores emiten mensajes de error o advertencia durante las fases de compilación, de enlace o de ejecución de un programa, así: ✓

✓

Fase Compilador Cuando se compila el programa, el programa traduce el código fuente a código objeto, generando un archivo de extensión .OBJ. El código objeto es también llamado código de máquina y es la conversión del programa fuente en código binario, es decir en ceros (0) y unos (1). La compilación es la fase más costosa del proceso y esto es debido a que el compilador debe analizar el texto de nuestro programa fuente, comprobar que no contiene errores y producir como salida un archivo con la traducción de nuestro código a un conjunto de instrucciones para el procesador.

✓

Fase Enlace

✓ ✓

Un programa extenso en C++ puede estar almacenado en archivos diferentes de programa, en este caso cada archivo puede compilarse de manera separada, pero finalmente deben formar un solo programa antes de ejecutarlo. El enlazador (linker) reúne cada uno de los archivos objeto producidos en la fase anterior con el código de las funciones definidas en bibliotecas estándar o bibliotecas particulares, para producir el archivo ejecutable de extensión.EXE

Errores fatales (fault): La compilación se detiene automáticamente. Por ejemplo, hacer una división por cero entre números reales. Errores de sintaxis: Son el incumplimiento a las reglas de sintaxis del lenguaje o errores al acceso a memoria o a disco. Por ejemplo, olvidar un punto y coma al final de una sentencia. Advertencias (Warning): No impiden la compilación, pero indican que deben verificarse ciertas condiciones o sentencias del programa. Por ejemplo, operar un dato de variables reales en una variable entera.

Errores de sintaxis Son los producidos cuando se violan las reglas de sintaxis o gramática del lenguaje, entre los más frecuentes tenemos: ✓

✓ ✓ ✓ ✓

Omitir los puntos y comas al final de las sentencias. Olvido de las llaves que cierran. Olvidar las instrucciones de preprocesador que llaman alguna función específica. Olvido de las comillas para las cadenas. Uso de variables sin definir. Olvido de parámetros. Utilización de palabras reservadas para identificar variables, funciones, etc.

Fase Ejecución En esta fase se pone en marcha el programa, utilizando el archivo de extensión .EXE, generado anteriormente. Este archivo ejecutable contiene todo el código de máquina necesario para ejecutar el programa, con solo escribir el nombre del archivo en el indicador de órdenes o haciendo clic en el icono del archivo.

5.3. ERRORES EN LOS PROGRAMAS Cuando un programa se compila puede suceder que contenga errores, estos deben 2

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Para corregir estos errores haga doble clic en el error y el editor lo llevará a la línea de código que presenta el error. Las palabras reservadas como por ejemplo break, int, for, else en un lenguaje de programación son palabras clave que se utilizan con un propósito específico, intentar utilizarlas para otros propósitos, como nombre de variable o constante, generaría mensajes de error.

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Errores lógicos Estos no suelen ser detectados por el compilador, ya que no produce ningún mensaje de error. Se presentan por lo general en el diseño del algoritmo o el diseño de la solución al problema. Para solucionarlos se debe corregir el algoritmo y comprobar los resultados de salida con los datos dados de entrada. Por ejemplo, si al operar una variable que tiene un dato de entrada, se olvida colocar paréntesis para alterar la jerarquía de los operadores puede generar un resultado erróneo, que no es detectado por el compilador. y=5*x+2 es diferente a y=5*(x+2)

5.4. ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA EN C++ Un programa en C++ incluye entre otros: Comentarios, la función main(), declaraciones globales, directivas de preprocesador y las funciones definidas por el usuario. El siguiente ejemplo ilustra la estructura típica general de un programa en C++:

Las líneas de la 14 a la 20, definen la función de usuario o estructura de la función Los comentarios Los comentarios son pequeñas anotaciones de texto que clarifican alguna parte del código y permiten documentar el programa por la persona que lo escribe, son muy útiles en el momento en que es leído el programa por otra persona diferente al autor. En C++ hay comentarios:

dos

formas

de

escribir

los

Iniciando con /* y terminándolo con */ o utilizando dos “slash” (//) por cada línea de comentario. Un ejemplo de un comentario en la parte inicial de un programa seria de la siguiente forma: /*Facultad de Ingeniería Elaborado por: Luis Enrique Castro Aplicación: Área del circulo */ Otra forma de crear ese mismo comentario: //Facultad de Ingeniería //Elaborado por: Luis Enrique Castro //Aplicación: Área del circulo La función principal main() La función main() es el punto inicial de entrada al programa principal y es obligatorio que todos los programas de C++ la tengan.

En programas cortos, la totalidad de las sentencias van en el bloque de sentencias de main(), sin embargo, en programas largos desde el programa principal, se hacen llamadas a funciones definidas por el usuario. Su estructura puede ser alguna de las dos que se muestran a continuación:

void main() Las líneas 1 y 2 son comentarios. Las líneas 3, 4 son directivas de preprocesador. La línea 5 es el prototipo o declaración de la función de usuario.

int main()

{ : : : }

{ : : : return 0;

}

La línea 6 es el punto inicial de entrada al programa o función principal del programa.

Entre las llaves va el bloque de sentencias o programa principal.

Las líneas del 8 al 12, son las instrucciones que debe ejecutar el programa principal.

Declaraciones globales

En la línea 10 está el llamado de la función.

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Las declaraciones globales van por fuera del programa principal e incluyen directivas de preprocesador, prototipos de funciones, variables y constantes globales y otras instrucciones que le PROGRAMACIÓN I – UNIDAD 5

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indican al compilador que lo aquí declarado es común para todas las funciones del programa. Ejemplo de programa:

declaraciones

globales

en

un

En el presente manual se harán los ejemplos para Visual Studio, por lo cual si tiene otro compilador instalado, verifique la escritura de las librerías y la utilización de using namespace std;, ya que puede no necesitar esta línea Funciones definidas por el usuario Un programa en C++ se compone de una o más funciones, una función (llamada también rutina) agrupa las instrucciones para realizar una o más acciones o tareas.

Directivas de preprocesador Inician con el signo de número (#) y son las instrucciones que le indican al compilador que lea estas sentencias antes de compilar la función principal del programa, se acostumbra a colocarlas al inicio del programa o por lo menos antes de que se mencionen las instrucciones correspondientes a la directiva. Estas directivas pueden definir inclusión archivos de cabecera, macros, nombres constantes, archivos fuente adicionales, etc.

de de

Las dos directivas de preprocesador más usuales son: #include y #define. Con la directiva #include, incorporamos los archivos de cabecera que proporcionan al compilador la información necesaria de las funciones de biblioteca, para que se puedan ejecutar entre otras, sentencias de entrada y salida de datos, funciones matemáticas, o funciones de cadena. Con la directiva #define, podemos definir constantes simbólicas, para insertar su valor directamente en el código. Para incluir los archivos de cabecera en un programa, utilizamos la directiva #include y encerramos entre corchetes puntudos (< >) el nombre del archivo de cabecera. Por ejemplo: #include Así, el archivo de cabecera iostream, proporciona al compilador C++, la información necesaria sobre las funciones de biblioteca que realizan operaciones de entrada y salida de datos, y todas las demás operaciones relacionadas; iostream es un archivo de texto ASCII, que se encuentra en la carpeta include, generada al instalar C++. La directiva using namespace std;, le indica al programa que utilizará objetos que tienen nombre en una región especial denominada std. Esta región especial contiene los nombres de muchos objetos predefinidos que se utilizan al escribir los programas.

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Las funciones escritas en C++ pueden no estar todas en un mismo archivo (esto es, pueden escribirse programas en C++ cuyo código esté repartido en varios archivos). Toda función de usuario está compuesta por los siguientes elementos: ✓

✓

✓

El prototipo de la función o la cabecera de función: Permite declarar o identificar la función, el tipo de datos que devuelve y los parámetros que recibe la función. Llamada de la función: Es mencionar la función para que sea invocada, normalmente se hace desde la función principal. Estructura de la función: Contiene el código de la función.

Cuando el compilador encuentra una sentencia de llamada de una función, significa que el programa utilizará el conjunto de sentencias que le permiten al programador la resolución de un problema o la realización de una tarea específica. La facilidad de utilizar funciones hace que la programación pueda ser modular, es decir que un programa se divida en módulos para realizar tareas específicas o subdividir problemas muy largos.

5.5. ELEMENTOS BÁSICOS DE LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN

UN

En el algoritmo se decide las variables, constantes, los tipos de datos de entrada y salida y los cálculos que se van a realizar en un programa. A continuación, se mostrará la sintaxis en C++, de cada una de las expresiones que se requieran para hacer el programa 5.5.1. TIPOS DE DATOS EN C++ Los programas en C++ pueden procesar diferentes tipos de datos. Los tres tipos básicos de datos en C++ son, los de números enteros, los de números de punto flotante (reales) y los de carácter

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Tipo de dato entero Es el cero o cualquier número positivo o negativo sin decimales. En C++ los denominamos de tipo int.

Tipo de dato booleano

Algunas variantes de este tipo de dato entero son: short, long y unsigned.

Permite declarar variables lógicas que pueden almacenar los valores de verdadero o falso. En C++ los denominamos de tipo bool.

Ejemplos de datos enteros:

Ejemplo:

0

3

-11

+30

1000

-31500

Ejemplos de datos que NO son enteros: 3.0

+30.0 -31.5

bool respuesta=true; La siguiente tabla muestra los principales tipos de datos en C++, sus tamaños en bytes y el rango de valores que puede almacenar:

Tipo de dato de punto flotante (reales) Es cualquier número positivo o negativo con o sin signo que tiene punto decimal. En C++ los denominamos de tipo float, double o long double. Ejemplos de datos de punto flotante: 3.0

-11.0

+30.

1000.20

-31500.625

Ejemplos de datos que NO son de punto flotante: 25

+123

-31,500.20

Tipo de dato caracter Incluye las letras del alfabeto mayúsculas o minúsculas, los dígitos del o al 9, los símbolos especiales como el +, $, @. Los valores caracteres se almacenan en la mayoría de los computadores utilizando el código ASCII, así, por ejemplo, al almacenar la letra A se almacena el código ASCII que en binario es 01000001 o en decimal el 65. En C++ los datos carácter los denominamos de tipo char. Los valores caracteres son reconocidos en C++, como un solo elemento que deben ser encerrados entre comillas sencillas. Ejemplos de datos caracter: ‘A’ ‘3’ ‘$’ ‘a’ ‘*’ ‘,’ Ejemplos de datos que NO son caracter: 3

‘ABC’

Tipo de dato cadena Un dato de tipo cadena se puede considerar como un conjunto de caracteres de tipo char. Su representación se diferencia del tipo char porque esta va encerrado entre comillas dobles. Las variables de tipo string en C++ tienen un tamaño hasta de 28 bytes

En el momento de seleccionar el tipo de dato, verifique en la tabla anterior, si es dato entero o real y a continuación el tamaño del tipo de dato a utilizar. Por ejemplo, si en el algoritmo se decide trabajar variables, constantes o tipos de datos de entrada o salida que sean enteros positivos y mayores de cincuenta mil, debemos escoger un tipo de dato long int. Si nuestros datos contienen dos números decimales escogemos datos float. Si nuestros datos son números con muchos decimales es mejor optar por tipo de dato double. 5.5.2. VARIABLES EN C++ En C++ una variable es una posición de memoria con nombre, donde se almacena un valor de un cierto tipo de dato que puede ser modificado, durante la ejecución de un programa. Toda variable debe ser declarada previamente a su utilización, se recomienda se haga al principio del bloque de instrucciones, aunque se podría hacer en cualquier parte del programa. Toda variable tiene cuatro elementos principales: El tipo de dato, el nombre, el contenido de la variable y la dirección de la variable.

Ejemplos:

El tipo de dato tiene que ver con escoger un tipo de dato de los de C++. Por ejemplo: int, float o char.

string SALUDO, opcion1; SALUDO = " HOLA COMO ESTAS"; opcion1 = " 1. Area del circulo";

El nombre identifica la variable, se aconseja utilizar un nombre que describa su propósito. Por ejemplo: Para almacenar datos personales, sería

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La dirección en la variable es la ubicación física en la memoria, por ejemplo: 0x8f5afff4.

El nombre de variable puede tener cualquier longitud, pero solo es significativo los 32 primeros caracteres. Los identificadores de variables no pueden ser palabras reservadas, porque el lenguaje la asociaría con algún significado en especial. Por ejemplo, una variable no se puede llamar void, int, else, const, switch.

La declaración de una variable en un programa en C++ es una sentencia simple con la siguiente sintaxis:

Para determinar la dirección física en la memoria de una variable se utiliza el operador (&). Por ejemplo:

conveniente utilizar variables con los siguientes nombres: apellido1, apellido2, nombre, edad, fechaNacimiento, sueldo_básico.

✓

Al valor real almacenado en la variable se le conoce como el contenido de la variable.

✓

&precio;

Tipo-de-variable nombre-de-variable;

Indica la dirección física del primer byte utilizado por precio, algo así como: 0x8f5afff4.

Por ejemplo: char respuesta; int edad, x; Las variables declaración.

se

pueden

5.5.3. CONSTANTES EN C++ inicializar

en

su

Tipo-de-variable nombre-de-variable = dato; Por ejemplo: char opcion; float peso = 50.1; int x = 0, y = 1, z = 23; En los ejemplos anteriores, se definen variables escribiendo el tipo de dato, a continuación, el identificador o nombre de la variable y opcionalmente el valor inicial que tomará. Cuando se necesite declarar varias variables de un mismo tipo, se puede hacer una declaración abreviada en una sola sentencia. En C++ los identificadores son palabras compuestas de letras y/o números de hasta 32 caracteres significativos, que nos permiten dar nombre a variables, constantes, funciones o clases. Tenga en cuenta las siguientes reglas para seleccionar un identificador: ✓

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Debe ser una secuencia de letras, números o el carácter subrayado (_), donde el primer carácter debe ser una letra o el subrayado. Los identificadores son sensibles a la mayúscula y la minúscula. Por ejemplo, es diferente la variable Neto, a la variable, neto. No dejar espacios en blanco, ni utilizar símbolos extraños en ellas, como el * o el - . Por ejemplo, no utilice un identificador como Valor-Neto o Valor neto. Escoja identificadores claros y con referencia directa al problema. Por ejemplo, para almacenar el salario de un empleado utilice el identificador salario, para almacenar los datos de la abscisa x, utilice el identificador x.

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Adicionalmente puede hacer uso del preprocesador para definir constantes simbólicas, mediante la directiva #define que permite insertar el valor de la constante directamente en el código. Al compilar se sustituye tal cual un valor por otro tenga o no sentido, y no se reserva memo...