PDF de programación - El C++ por la practica, introducción al lenguaje y su filosofía

Lluís Gil Espert
Montserrat Sánchez Romero

El C++ por la pràctica
Introducción al lenguaje y su filosofía

Primera edición: septiembre de 1999

 los autores, 1999

 Edicions UPC, 1999

Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SL
Jordi Girona Salgado 31, 08034 Barcelona
Tel.: 934 016 883 Fax: 934 015 885
Edicions Virtuals: www.edicionsupc.es
e-mail: [email protected]

Producción: CBS – Impressió digital

Pintor Fortuny 151, 08224 Terrassa (Barcelona)

Depósito legal: B-33.738-99
ISBN: 84-8301-338-X

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las
sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o
procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de
ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación e importación de
ejemplares para su distribución y venta fuera del ámbito de la Unión Europea.

Prólogo

Los autores iniciaron hace un par de años en el marco de la Universidad Politécnica de Cataluña unos
seminarios para la programación orientada a objeto con lenguaje C++ y aplicada al método de los
elementos finitos y el cálculo matricial. De la experiencia, se observó que los asistentes,
mayoritariamente ingenieros, tenían una buena base de conocimientos teóricos, pero un dominio débil
de los lenguajes de programación, en particular del C++. De hecho, sólo unos pocos sabían algo de C
y de programación estructurada. El porqué de esta situación cabe buscarlo en la formación de la
ingeniería, que no ahonda en los lenguajes de programación, dejando este campo libre a la
autoformación o la especialización posterior de postgrado. Este libro nace, pues, de una necesidad
docente.

El objetivo del libro es familiarizar al lector en la programación con lenguaje C++. En general,
cuando uno estudia C++, tiene la impresión de que los manuales precedentes están orientados a
personas que dominan conceptos avanzados de programación como son la aritmética de punteros, la
abstracción de datos, etc., en definitiva, que tienen, por lo menos, algún conocimiento previo de C.
Creemos que esto es así por dos motivos; en primer lugar porque el propio C++ es una extensión de C
(en el libro de Stroupstrup se lee "Los buenos programas en C tienden a ser programas en C++"), y
en segundo lugar, por el deseo que tiene todo autor de transmitir en el mínimo de tiempo y espacio
toda esa potencia de desarrollo que conlleva el lenguaje. Esto hace que los libros de C++ sean
complicados para el lector con poca experiencia en el campo de la programación.

En el libro que el lector tiene entre manos no se parte de ningún conocimiento preestablecido, se
considera que nadie sabe nada, ni de programación ni de lenguajes, y si sabe algo, mejor para él. Esto
significa que el orden de los contenidos, a veces, se aleja un tanto de la bibliografía común. En
particular, el lector experimentado pensará que se da un rodeo para ir a un cierto punto en lugar de
tirar por la vía directa. Tal vez sea así, en ocasiones, pero nuestra experiencia docente nos permite
asegurar que éste es el buen camino. Cuando un niño aprende un lenguaje, empieza por sonidos y
palabras sencillas que, a veces, no tienen ni siquiera sentido en sí mismos, pero le sirven para tender
puentes hacia la expresión oral y escrita del día de mañana. La similitud con el lenguaje, de ahí su
nombre, de programación es evidente; toda obra maestra nace de cientos de cuartillas malbaratadas.

Otro elemento diferencial del libro se encuentra en su estructura. El libro no contiene un texto clásico,
sino que se organiza en fichas de trabajo, para aprender, como indica el título, de forma práctica.
Pensamos que la mejor manera de dominar un idioma extranjero es hablando con los nativos; por
consiguiente, para escribir en un lenguaje de programación se debe hablar con la máquina. Ese diálogo
hombre-máquina sólo puede hacerse con el ordenador delante y probando la escritura de pequeños
programas a modod de ejemplos y ejercicios que puedan controlarse.

Como último punto, cabe subrayar que el libro está dirigido a todas las personas que deseen aprender
C++, independientemente de su formación básica. Esperamos que el lector disfrute aprendiendo,
enfadándose con la máquina y consigo mismo, que sufra y que goce, y que, en definitiva, utilice el
libro como una guía para crecer por sí mismo.

Finalmente, agradecer a los ingenieros Klaus Reimann y Orlán Cáceres el interés en la lectura, las
sugerencias y las correcciones sobre el manuscrito original. En especial, por su amistad, dedicación y
paciencia.

Barcelona y Terrassa 1998

Índice

Capítulos

Presentación

Ficha 1:

Sintaxis básica

Ficha 2:

Tipos básicos

Ficha 3:

Sistemas E/S y lectura de ficheros

Ficha 4a: Control de flujo. Condicionales I

Ficha 4b: Control de flujo. Condicionales II

Ficha 5a: Control de flujo. Bucles I

Ficha.5b: Control de flujo. Bucles II

Ficha 6:

Funciones

Ficha 7: Ámbito de variables

Ficha 8: Abstracción de datos

Ficha 9a: Clases . Parte I

Ficha 9b: Clases. Parte II

Ficha 9c: Ejemplo de recapitulación sobre la abstracción de datos

Ficha 10: Herencia

Ficha 11: Polimorfismo

Ficha 12a: Punteros. Parte I

Ficha 12b: Punteros. Parte II

Ficha 12c: Punteros. Parte III

Ficha 13: Herencia II y polimorfismo II. Clases abstractas

Ficha 14: Patrones (templates)

Ficha 15: Excepciones

páginas

11

15

19

25

29

35

39

43

49

57

65

73

79

91

95

109

115

119

125

135

149

157

Presentación

11

Presentación

En el mundo de la docencia es muy común el método de trabajo con fichas, sobre todo en la enseñanza
de idiomas extranjeros. En este caso, aprovechando la similitud que existe entre los idiomas que se
utilizan para comunicarse entre personas y los lenguajes de programación que se utilizan para
comunicarse con los ordenadores, se ha pensado que dicha metodología docente puede aprovecharse,
de forma conveniente, para aprender el lenguaje de programación C++ de manera práctica, rápida e
intuitiva.

La única forma de aprender a programar es programando, por ello las fichas proponen ejemplos y
ejercicios que dan un enfoque muy práctico a la programación en C++ y se acompañan de los
conceptos teóricos necesarios para dominar la sintaxis y la filosofía del C++.

A continuación se describe el contenido de las fichas y cómo se deben trabajar los diferentes
apartados. Asimismo, al final de este capítulo, se explica brevemente cómo se crea un programa de
ordenador; para que el lector sea capaz de reproducir los códigos que se acompañan.

Antes de empezar a trabajar con las fichas será necesario que usted consiga un ordenador y un
compilador de C++. Existen diversos productos comerciales, desde Visual C++ hasta Borland C++, y
también compiladores freeware, por ejemplo los de gnu. En cualquier caso, su opción vendrá limitada
por el sistema operativo de la máquina y las necesidades que usted se imponga.

1 Descripción de las fichas

Toda ficha se inicia con un título y en general, salvo alguna introducción previa, se definen
inmediatamente los objetivos docentes que se pretenden conseguir. Posteriormente, se suministra un
código de trabajo donde aparecen los conceptos que se quieren ilustrar. Éstos se desarrollan
extensamente en las líneas siguientes, estando acompañados de comentarios que hacen referencia al
código de trabajo.

A continuación, se proponen ejercicios y un ejemplo, sobre de matrices numéricas, que se irá
desarrollando y volviendo más complejo a medida que se adquieran más conocimientos. Finalmente, y
sólo en algunos capítulos, se incluye una ampliación de conceptos.

Más o menos en cada ficha se encuentran los apartados que vienen a continuación.

12

El C++ por la práctica

Ejemplo de ficha

Objetivos generales

En este apartado se citan de forma breve y clara los objetivos de la ficha, es decir, aquello que se
espera que usted sepa o pueda hacer al terminar al ficha.

Código de trabajo

Para llegar a los objetivos, se presentan en cada ficha uno o más códigos básicos de trabajo. El código
de ordenador se encuentra dividido en dos columnas; en la primera se numeran las líneas de código
para facilitar los comentarios posteriores y en la segunda se escribe el código con las instrucciones que
se suministra a la máquina. Algunas palabras están en negrita porque se relacionan con los conceptos
que se debe trabajar.

Por ejemplo :

Tal y como aparece en la obra

Líneas

Código real

...
211 // es un ejemplo
212 return 10 ;
...

...
211
212
...

...
// es un ejemplo
return 10 ;
...

¡Atención! Porque, para crear un programa, no se deben escribir los números de línea.

Conceptos

Los conceptos teóricos y prácticos que se encuentran en el código, y que son motivo de estudio para
cumplir los objetivos de la ficha, se presentan con explicaciones y aclaraciones detalladas que le
introducirán en el lenguaje de forma progresiva.

Por ejemplo :

1 La instrucción return

Cuando una función termina, suele devolver un cierto valor a través del la palabra clave return, tal y
como se muestra en la línea 212, etc.

Ejercicios

En este apartado se proponen ejercicios que usted debe desarrollar de forma individual. La generación
de código para resolver los problemas propuestos le servirá para formularse nuevas preguntas y
consolidar los conceptos adquiridos. Todos los ejercicios están resueltos porque se aprende tanto
hablando como escuchando, y el observar códigos ya existentes es una forma muy buena de aprender;
sin e