PDF de programación - El lenguaje de Programación C

El lenguaje de Programación C

Fernando J. Pereda <[email protected]>



¿Por qué aprender C?

● Portable y muy extendido
● Estándar (C89, C99)
● El lenguaje de los sistemas
● Un lenguaje fácil (no, no es broma)

El lenguaje de Programación C – Copyright © 2007 Fernando J. Pereda

¿Por qué ignorar C?

●

●

●

●

● En la Universidad enseñan Java

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Hola Mundo

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
printf(“Hola Mundo!\n”);

return EXIT_SUCCESS;

}

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Variables y funciones

● Zonas de memoria
● Permiten guardar datos

➔Información
➔Código

● Tienen nombre y tipo

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Tipos básicos y arrays

➔short, int, long, float, double

● Numéricos
● Otros
● Muchas variables juntas  array

➔char, punteros

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Algunas declaraciones

int a;

/* Un entero sin inicializar */

int b = 3;

/* Un entero inicializado */

int a[34];

/* Un array de 34 enteros */

unsigned long n;

/* Un entero largo sin signo */

unsigned c;

/* Un entero sin signo */

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Hola Mundo – Diseccionado

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

Incluir funciones externas

Definición de main

int main(int argc, char *argv[])
{
printf(“Hola Mundo!\n”);

return EXIT_SUCCESS;

}

Llamada a una función

Valor devuelto por la función

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Definiciones y declaraciones

● Declarar antes de definir o usar
● Las declaraciones se agrupan en
ficheros cabecera (algo.h)

/*
* Yo soy un comentario
* los compiladores me ignoran
*/
int mivariable; /* declaración */
char una_funcion(int a, long b); /* declaración */

int suma(int a, int b) /* definición Y declaración
{ * de una función que devuelve

return (a + b); * un int y recibe dos int.

} */

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Estructuras de control (I)

if (a == b) {

hacer_algo_inteligente();

} else if (! algo) {

hacer_otra_cosa(b);

} else {

int i;
for (i = 0; i < a; i++) {

switch (f(i)) {

case 1:

/* algo especial */
break;

default:

/* algo común */
break;

}

}

}

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printf

● Imprimir 'cosas'

➔Similar a System.out.println

printf(“Hola %s\n“, “Mundo”);

int n = 45;
printf(“n = %d\n”, n);

char *cadena = “Blah”;
printf(“Una cadena: %s\n”, cadena);

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Estructuras de datos (I)

● Clave para el éxito de C
● Unen variables de distinto tipo

struct punto {

struct persona {

int x;
int y;

};

char nombre[20];
char dni[10];

};

struct alumno {

char nia[10];
struct persona info_personal;

};

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Estructuras de datos (II)

● Funciones que reciben y devuelven
estructuras

struct punto crear_punto(int x, int y)
{

struct punto p;
p.x = x;
p.y = y;
return p;

}

int coordenada_x(struct punto p)
{

return p.x;

}

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Hemos aprendido

● Declarar variables y funciones
● Definir y llamar funciones
● Controlar el código que se ejecuta
● Crear estructuras de datos

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¿Cómo funciona todo esto? (I)

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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¿Cómo funciona todo esto? (II)

int a;

a

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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¿Cómo funciona todo esto? (III)

int a;
char c;

a = 456;

0x000001c8

a

c

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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¿Cómo funciona todo esto? (IV)

int a;
char c;

a = 456;
c = 'Z';

0x000001c8

a

c

0x5a

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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¿Cómo funciona todo esto? (V)

● Paso de parámetros por valor (copia)
● No existen 'referencias'

➔¡Las estructuras y los arrays también!

➔Rendimiento pobre
➔Poco flexible

 Las funciones no pueden modificar estructuras ni
variables
 No se puede 'devolver dos valores'

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Solución

● Que existan los punteros
● Un puntero es un tipo básico más
● Un puntero guarda la dirección de
otra variable o función

int *p1;
char *p2;
struct mi_struct *p3;

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Nuevos operadores

● Obtener dirección: &
● Acceder a lo apuntado: *

int a;
int b;
int *p;

a = 34;
p = &a; /* p apunta a a */
b = *p; /* b vale 34 */

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Punteros diseccionados (I)

int a;
int b;
int *p;

a = 456;

0x000001c8

a

b

p

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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Punteros diseccionados (II)

int a;
int b;
int *p;

a = 456;
p = &a;

a

b

p

0x000001c8

0x0000001c

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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Punteros diseccionados (III)

int a;
int b;
int *p;

a = 456;
p = &a;
b = *p;

a

b

p

0x000001c8

0x000001c8

0x0000001c

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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Punteros diseccionados (IV)

int a;
int b;
int *p;

a = 456;
p = &a;
b = *p;
*p = 3;

a

b

p

0x00000003

0x000001c8

0x0000001c

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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Punteros diseccionados (V)

int a;
int b;
int *p;

a = 456;
p = &a;
b = *p;
*p = 3;

int **pd;
pd = &p;

a

b

p

pd

0x00000003

0x000001c8

0x0000001c

0x00000014

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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Punteros diseccionados (VI)

int a;
int b;
int *p;

a = 456;
p = &a;
b = *p;
*p = 3;

int **pd;
pd = &p;
*pd = &b;

a

b

p

pd

0x00000003

0x000001c8

0x00000018

0x00000014

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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Punteros diseccionados (VII)

int a;
int b;
int *p;

a = 456;
p = &a;
b = *p;
*p = 3;

int **pd;

pd = &p;
*pd = &b;
**pd = 1;

a

b

p

pd

0x00000003

0x00000001

0x00000018

0x00000014

0x0000001c

0x00000018

0x00000014

0x00000010

0x0000000c

0x00000008

0x00000004

0x00000000

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Tamaños

● char <= short <= int <= long
● float <= double
● T* == P*
● El tamaño de una estructura no es la
suma de los tamaños de sus
miembros.

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Algunas consideraciones

● Los punteros son 'baratos'
● Son fuente de dolores de cabeza y
frustraciones
● Dan miedo

➔¡Pero en Java (casi) TODO es un puntero y a
nadie le da miedo!

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¿Dices que en Java qué? (I)

● Que en Java, un objeto, es un puntero.

public class Punteros {

public static void main(String[] args) {

String a = null;
String b = new String(“Algo”);
boolean iguales = a.equals(b);

}

}

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¿Dices que en Java qué? (II)

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Punteros.main(Punteros.java:5)

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Segmentation Fault

● Equivalente al nullPointerException
● Se obtiene al acceder a una dirección
no válida (puntero no válido)
● La única forma de evitarlo es ser
capaz de entenderlo (y reproducirlo)

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Segmentation Faults (I)

int main(int argc, char *argv[])
{

int *p = 0;
*p = 23;

return 0;

}

int main(int argc, char *argv[])
{

return *((int *)0);

}

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¿Dónde viven las variables? (I)

● Globales y estáticas (static)
● Locales
● Registros (register)

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¿Dónde viven las variables? (II)

Datos

(.data)

Pila

(Stack)

Globales
Estáticas

Locales

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¿Dónde viven las variables? (III)

● Las variables register no 'tienen'
dirección de memoria.
➔No se pueden obtener punteros a ellas.

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Punteros a variables locales (I)

int main(int argc, char *argv[])
{

int a = 23;
int b;
b = fun(a);

return b;

}

int fun(int n)
{

int c = n;
return 2 * c;

}

fun

main

c

n

argc

argv

a

b

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Punteros a variables locales (II)

int main(int argc, char *argv[])
{

int *p;
int b;
p = f();
b = *p;
return b;

}

int *f(void)
{

int a = 45;
return &a;

}

main

p

b

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Punteros a variables locales (III)

int main(int