PDF de programación - Programación en C (Segunda Parte)

Programación en C

(Segunda Parte)

DATSI, FI, UPM
José M. Peña

[email protected]

Programación en C

1

Índice

• Estructura de un programa C.
• Variables básicas.
• Operaciones aritméticas.
• Sentencias de control.
• Arrays y Strings.
• Funciones.
• Estructuras de datos.
• Entrada/Salida básica.
• Ejemplos I.

• Modificadores de

ámbito de las variables.

• Punteros y memoria

dinámica.

• Operadores de bit.
• Preprocesador C y

compilación.

• Librerías estándar.
• Ejemplos II.

Programación en C

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Programación en C

Modificadores de Ámbito

Programación en C

3

Modificadores de Variables

• La declaración de variables acepta los siguientes

modificadores:
– static (Local): El valor de la variable se conserve entre

llamadas. Comportamiento similar a una variable global.
– register : La variable es almacenada siempre (si es

posible) en un registro de la CPU (no en memoria).

– volatile : Un proceso exterior puede modificar la

variable.

– const : La variable no puede ser modificada.

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Modificadores de Variables

int una_funcion(int a, int b)
{

char last;

static
register int i;
const
volatile long acc;
....

int max=12;

}

Programación en C

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Modificadores de Variables (static)

void cuenta()
{

static int cnt=0;
printf(“%d\n”,cnt++)

}
int main()
{

Salida:

0
1
2
3

cuenta();cuenta();cuenta();cuenta();
return 0;

}

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Modificadores de Variables (const)

const int max=10;
int letra(const char* text, char l)
{

int i,acc=0;
for(i=0;i<max && text[i];i++)

if(text[i]==l)

acc++;

return acc;

}

Programación en C

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Modificadores de Funciones

• Las funciones también pueden ser declaradas con

ciertos modificadores:
– static : Restricción de enlace. Sólo se puede usar
dentro del mismo fichero (también variables globales).
– extern : La función o variable se encuentra declara

pero no definida. Usada con variables globales.

– inline : La función es expandida íntegramente al ser

invocada. No hay un salto a la función. Incrementa la
eficiencia y aumenta el tamaño del código.

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Modificadores de Funciones

Fichero1.c:
static void func()
{

Fichero2.c:
extern void aux();

...

}
void aux()
{

func();

}

int main()
{

aux();
func(); /* NO

VISIBLE */

}

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Modificadores de Funciones

Fichero1.c

compilación
compilación

Fichero1.o

aux Impl G
aux Impl G
func Impl L
func Impl L

Fichero2.c

compilación
compilación

Fichero2.o

aux Undef
aux Undef
func Undef
func Undef
main Impl G
main Impl G

enlace
enlace

EJECUTABLE

Programación en C

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Modificadores de Funciones

inline int max(int a, int b)
{

if(a>b)

return a;

else

return b;

}
....

x=max(x+1,y);

{
if(x+1>y)

else

}

x=x+1;

x=y;

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Programación en C

Punteros y Memoria Dinámica

Programación en C

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Aritmética de Punteros

• Las variables de tipo puntero soportan ciertas

operaciones aritméticas.
char v[]=“Colección”;
char *p=v;

*(p+2)

v

C o l e c c i ó n \0

}

for(p=v;*p;p++)
{

printf(“%c”,*p)

v[7]

Programación en C

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Aritmética de Punteros

Las operaciones soportadas sobre punteros son:

– Suma y resta de valores enteros (+,-,++ y --).
– Comparación y relación (<,>,<=,>=,== y !=).
– Valor booleano (comparación con NULL).

void copiar(char* dest, const char* orig)
{

if(orig && dest)
while(*orig)

*dest++=*orig++;

}

Programación en C

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Aritmética de Punteros

Las operaciones de suma o resta sobre punteros
modifican el valor del dependiendo del tipo del puntero:
int* p_int; char* p_char; p_int=p_char;
p_int++; /* Suma sizeof(int) */
p_char++; /* Suma sizeof(char) */

p_char

++

p_char + 1

3F0

3F1 3F2 3F3 3F4 3F5 3F6 3F7 3F8 3F9 3FA 3FB

p_int

++

sizeof(int)=4

p_int + 1

Programación en C

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Punteros a Funciones

Mecanismo para pasar funciones como argumento:
char (*f)(int,int);
f es un puntero a una función que devuelve un char y
recibe dos enteros como argumento.

A un puntero a función se le puede asignar como valor
cualquier identificador de función que tenga los mismos
argumentos y resultado.

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Punteros a Funciones

char* menor (char** text,

int tam,
int (*compara)(char*,char*))

{

}

int i;
char* min=text[0];
for(i=1;i<tam;i++)

if(*compara(menor,text[i]))

min=text[i];

return min;

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Punteros a Funciones

int main()
{

char *palabras[]={“hola”,“casa”,“perro”,

“coche”,“rio”};

printf(“Menor:%s”,

menor(palabras,5,alfabetico));

return 0;

}

int alfabetico(char* a,char* b)
{ .... }

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Memoria Dinámica

Además de la reserva de espacio estática (cuando se
declara una variable), es posible reservar memoria de
forma dinámica.
Funciones de gestión de memoria dinámica:

– void* malloc(size_t): Reserva memoria

dinámica.

– free(void*): Libera memoria dinámica.
– void* realloc(void*,size_t): Ajusta el

espacio de memoria dinámica.

Programación en C

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Memoria Dinámica

int a,b[2];
int* i;
char* c;

i=(int*)malloc(sizeof(int));
c=(char*)malloc(sizeof(char));

free(i);
c=(char*)realloc(c,sizeof(char)*9);

Estática
a
b[0]
b[1]
i
c

a
b[0]
b[1]
i
c

a
b[0]
b[1]
i
c

Dinámica

*i
*c

*c

Programación en C

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Programación en C

Operadores de Bit

Programación en C

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Operadores de Bit

Además de los operadores aritméticos y booleanos
existen operadores numéricos a nivel de bit:

– AND: &
– OR: |
– XOR: ^
– NOT: ~
– Desplazamientos: << y >>

Programación en C

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Operadores de Bit

char a=48;
char b=19;
char x,y,z,w,t,s;

00110000
00010011

a
b

x=a & b;
y=a | b;
z=a ^ b;
w=~a;
t=a>>2;
s=b<<3;

00010000 x = 16
00110011 y = 51
00100011 z = 35
11001111 w = 207
00001100 t = 12
10011000 s = 152

Programación en C

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Uso de los Operadores de Bit

const char LECTURA =1;
const char ESCRITURA=2;
const char EJECUCION=3;

char permisos=LECTURA | ESCRITURA;
parmisos|=EJECUCION;
permisos&=~ESCRITURA;

if(permisos & EJECUCION)

printf(“Es ejecutable”);

Programación en C

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Programación en C

Preprocesador y Compilación

Programación en C

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Fase de Compilación

.c.c

Preprocesamiento .c.c Paso a Ensamblador .s.s

Fichero Fuente

Compilación

Ensamblar

Enlazado

EXEEXE

Fichero Ejecutable

Programación en C

.o.o

.a.a

.o.o.o.o.o.o.o.o

Librerías

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Directrices del Preprocesador

Son expandidas en la fase de preprocesado:

– #define : Define una nueva constante o macro del

preprocesador.

– #include : Incluye el contenido de otro fichero.
– #ifdef #ifndef : Preprocesamiento condicionado.
– #endif : Fin de bloque condicional.
– #error : Muestra un mensaje de error

Programación en C

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Constantes y Macros

Permite asociar valores constantes a ciertos
identificadores expandidos en fase de
preprocesamiento:
#define variable valor

Define funciones que son expandidas en fase de
preprocesamiento:
#define macro(args,...) función

Programación en C

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Constantes y Macros

3.14

#define PI
#define NUM_ELEM 5
#define AREA(rad) PI*rad*rad
#define MAX(a,b) (a>b ? a : b)
int main()
{

int i;
float vec[NUM_ELEM];
for(i=0;i<NUM_ELEM;i++)

vec[i]=MAX((float)i*5.2,AREA(i));

}

Programación en C

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Constantes y Macros

Tras la fase de prerpocesamiento
int main()
{

int i;
float vec[5];
for(i=0;i<5;i++)

vec[i]=((float)i*5.2>3.14*i*i ?

(float)i*5.2 :
3.14*i*i);

}

Programación en C

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Macros vs Funciones

int func_max(int a, int b)
{ return (a>b ? a : b); }
#define macro_max(a,b) (a>b ? a : b)
int a=2,b=3,max;

Usando funciones

max=func_max(a++,b--);

Usando macros

max=macro_max(a++,b--);

max

3

a
3

b
2

max

2

a
3

b
1

Programación en C

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Inclusión de Ficheros

Los prototipos de las funciones usadas por varios
ficheros fuente se suelen definir en fichero de cabecera.
#include <stdio.h>
#include “mis_func.h” Ficheros de cabecera locales.

Cabeceras del sistema.

aux.h
int func1(int a);
int func1(int a);
viod func2();
viod func2();

fich.c
#include “aux.h”
#include “aux.h”
int main()
int main()
{ ...}
{ ...}

Preprocesamiento

int func1(int a);
int func1(int a);
viod func2();
viod func2();

int main()
int main()
{ ...}
{ ...}

Programación en C

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Inclusión de Ficheros

La inclusión de ficheros esta sujeta a las siguientes
recomendaciones:

– Por lo general los ficheros de cabecera tienen como

extensión .h

– En los ficheros de cabecera no se incluyen

implementación de funciones

– Las variables en un fichero de cabecera son declaradas

extern y se encuentran declaradas en algún otro
fichero .c

Programación en C

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Sentencias Condicionales

Para incluir código cuya compilación es dependiente de
ciertas opciones, se usan los bloques:
#ifdef variable
<bloque de sentencias>
...
#endif
#ifndef variable
<bloque de sentencias>
...
#endif

Programación en C

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Ejemplo: Depuración

#define DEBUG
int main()
{

int i,acc;
for(i=0;i<10;i++)

acc=i*i-1;

#ifdef DEBUG

printf(“Fin bucle acumulador: %d”,acc);

#endif

return 0;

}

Programación en C

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Ejemplo: Fichero de Cabecera

aux.h
#ifndef _AUX_H_
#ifndef _AUX_H_
#define _AUX_H_
#define _AUX_H_
<definiciones>
<definiciones>
#endif
#endif

Evita la redefinicion de
funciones y variables

#include “aux.h”
#include “aux.h”
int main()
{
...
}

Programación en C

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Enlace de Ficheros

extern int v;
int main() {.h().}
extern void k();
static h() {.k().}

gcc -c

3A00: f
3A08: main
3B12: h
v <undef>
k <undef>

.c.c

.o.o

.c.c

.o.o

int k() {.l().}
int l() {...}
int v;

Compilación

gcc -c

1600: k
17FF: l
1812: v

Enlace

gcc -o

EXEEXE

Programación en C

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Programación en C

Librerías Estándar

Programación en C

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Manejo de Cadenas

• char* strcat(char*,char*): Concatena cadenas.
• char* strchr(char*,char): Busca un carácter.
• int strcmp(char*,char*): Comparación de cadenas.
• char* strcpy(char*,char*): Copia cadenas.
• char* strdup(char*): Duplica una cadena.
• int strlen(char*): Longitud de una cadena.
• char* strncpy(int,char*,char*): Copia cadenas.
• cha