PDF de programación - Fundamentos de Programación con el Lenguaje de Programación C++

UNIVERSIDAD DE M ´ALAGA

Dpt. Lenguajes y CC. Computaci´on

E.T.S.I. Inform´atica

Ingenier´ıa Inform´atica

Fundamentos de Programaci´on

con

el Lenguaje de Programaci´on

C++

Vicente Benjumea

Manuel Rold´an

6 de julio de 2011

2

Este obra est´a bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Un-
ported de Creative Commons: No se permite un uso comercial de la obra original ni
de las posibles obras derivadas,
la distribuci´on de las cuales se debe hacer con una li-
cencia igual a la que regula la obra original. Para ver una copia de esta licencia, visite
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/deed.es ES o envie una carta a Creative Com-
mons, 171 Second Street, Suite 300, San Francisco, California 94105, USA.

Usted es libre de:

• Copiar, distribuir y comunicar p´ublicamente la obra.
• Hacer obras derivadas.

Bajo las siguientes condiciones:

• Reconocimiento (Attribution) – Debe reconocer los cr´editos de la obra de la manera
especificada por el autor o el licenciador (pero no de una manera que sugiera que tiene
su apoyo o apoyan el uso que hace de su obra).

• No comercial (Non commercial) – No puede utilizar esta obra para fines comerciales.
• Compartir bajo la misma licencia (Share alike) – Si altera o transforma esta obra,
o genera una obra derivada, s´olo puede distribuir la obra generada bajo una licencia
id´entica a ´esta.

Entendiendo que:

• Renuncia – Alguna de estas condiciones puede no aplicarse si se obtiene el permiso del

titular de los derechos de autor

• Dominio P´ublico – Cuando la obra o alguno de sus elementos se halle en el dominio
p´ublico seg´un la ley vigente aplicable, esta situaci´on no quedar´a afectada por la licencia.
• Otros derechos – Los derechos siguientes no quedan afectados por la licencia de ninguna

manera:

no se ven afectados por lo anterior.

◦ Los derechos derivados de usos leg´ıtimos u otras limitaciones reconocidas por ley
◦ Los derechos morales del autor
◦ Derechos que pueden ostentar otras personas sobre la propia obra o su uso, como

por ejemplo derechos de imagen o de privacidad.

• Aviso – Al reutilizar o distribuir la obra, tiene que dejar bien claro los t´erminos de la

licencia de esta obra.

Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computaci´on

Universidad de M´alaga

´Indice general

Pr´ologo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

I Programaci´on B´asica

1. Un Programa C++

2. Tipos Simples

2.1. Declaraci´on Vs. Definici´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Tipos Simples Predefinidos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Tipos Simples Enumerados
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4. Constantes y Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5. Operadores
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6. Conversiones Autom´aticas (Impl´ıcitas) de Tipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.7. Conversiones Expl´ıcitas de Tipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.8. Tabla ASCII
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.9. Algunas Consideraciones Respecto a Operaciones con N´umeros Reales . . . . . . .

3. Entrada y Salida de Datos B´asica

3.1. Salida de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Entrada de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. El “Buffer” de Entrada y el “Buffer” de Salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4. Otras Operaciones de Entrada y Salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5. Control del Estado del Flujo de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Estructuras de Control

4.1. Sentencia, Secuencia y Bloque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Declaraciones Globales y Locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Sentencias de Asignaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. Sentencias de Selecci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5. Sentencias de Iteraci´on. Bucles
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6. Programaci´on Estructurada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7. Ejemplos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Subprogramas. Funciones y Procedimientos

5.1. Funciones y Procedimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Definici´on de Subprogramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Ejecuci´on de Subprogramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4. Paso de Par´ametros. Par´ametros por Valor y por Referencia . . . . . . . . . . . . .
5.5. Criterios de Modularizaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6. Subprogramas “en L´ınea” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7. Declaraci´on de Subprogramas. Prototipos
5.8. Sobrecarga de Subprogramas y Operadores
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9. Par´ametros por Defecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

11

13

17
17
17
19
20
21
23
23
25
25

27
27
29
30
30
30

33
33
33
34
35
37
39
39

41
41
42
43
43
45
46
46
46
47

4

´INDICE GENERAL

5.10. Subprogramas y Flujos de Entrada y Salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.11. Pre-Condiciones y Post-Condiciones
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.12. Ejemplos

6. Tipos Compuestos

6.1. Paso de Par´ametros de Tipos Compuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. Cadenas de Caracteres en C++: el Tipo String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3. Registros o Estructuras
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4. Agregados: el Tipo Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5. Resoluci´on de Problemas Utilizando Tipos Compuestos
. . . . . . . . . . . . . . .

7. B´usqueda y Ordenaci´on

7.1. B´usqueda Lineal (Secuencial) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. B´usqueda Binaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3. Ordenaci´on por Intercambio (Burbuja) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4. Ordenaci´on por Selecci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5. Ordenaci´on por Inserci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6. Ordenaci´on por Inserci´on Binaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7. Aplicaci´on de los Algoritmos de B´usqueda y Ordenaci´on . . . . . . . . . . . . . . .

48
48
49

51
51
52
59
62
71

77
77
78
79
80
80
81
82

8. Otros Tipos Compuestos en C

87
87
8.1. Agregados o Arrays Predefinidos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2. Cadenas de Caracteres al Estilo-C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
8.3. Uniones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8.4. Campos de Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
. . . . . . . . . . . . . . . 105
8.5. Resoluci´on de Problemas Utilizando Tipos Compuestos

9. Algunas Bibliotecas ´Utiles

II Programaci´on Intermedia

111

113

10.Almacenamiento en Memoria Secundaria: Ficheros

115
10.1. Flujos de Entrada y Salida Asociados a Ficheros
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
10.2. Entrada de Datos desde Ficheros de Texto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
10.3. Salida de Datos a Ficheros de Texto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
10.4. Ejemplos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
10.5. Otros Tipos de Flujos de Ficheros
10.5.1. Ficheros Binarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
10.5.2. Acceso Directo en Ficheros
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
10.5.3. Flujos de Entrada y Salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
10.6. Flujos de Entrada y Salida Vinculados a Cadenas de Caracteres . . . . . . . . . . . 130

11.M´odulos y Bibliotecas

133
11.1. Interfaz e Implementaci´on del M´odulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
11.2. Compilaci´on Separada y Enlazado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
11.3. Espacios de Nombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
11.4. Herramientas de Ayuda a la Gesti´on de la Compilaci´on Separada . . . . . . . . . . 141

12.Manejo de Errores. Excepciones

145
12.1. Errores de Programaci´on y Asertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
12.2. Situaciones An´omalas Excepcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
12.3. Gesti´on de Errores Mediante Excepciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
12.4. Excepciones Est´andares
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computaci´on

Universidad de M´alaga

´INDICE GENERAL

5

13.Tipos Abstractos de Datos

155
13.1. Tipos Abstractos de Datos en C++: Clases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
13.1.1. Definici´on e Implementaci´on de Clases “en L´ınea” . . . . . . . . . . . . . . 156
13.1.2. Definici´on de Clases e Implementaci´on Separada . . . . . . . . . . . . . . . 159
13.2. M´etodos Definidos Autom´aticamente por el Compilador . . . . . . . . . . . . . . . 172
13.3. Requisitos de las Clases Respecto a las Excepciones . . . . . . . . . . . .