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Funciones y arreglos

Funciones y arreglos. Programación. Definición. una función es un bloque de código reconocido por un identificador que realiza un trabajo específico. Su propósito es dividir los programas en módulos manejables separados (divide y vencerás). El formato para la declaración de funciones es:

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  1. Funciones y arreglos Programación

  2. Definición una función es un bloque de código reconocido por un identificador que realiza un trabajo específico. Su propósito es dividir los programas en módulos manejables separados (divide y vencerás). El formato para la declaración de funciones es: tipo-devuelto nombre-de-función(lista-de-parámetros) { declaraciones e instrucciones }

  3. Declaración de funciones Tradicionalmente en C se declaran como prototipos al inicio del programa. Después se declara la función main, y después se hace la declaración formal de las funciones. También pueden declararse las funciones al inicio del programa y después declarar la función main sin declarar prototipo.

  4. Ejemplo de función Nombre de la función Prototipo de la función (puede omitirse) #include <stdio.h> int cuadrado( int ); // prototipo de la función int main() { // repite 10 veces, calcula e imprime el cuadrado de x for ( int x = 1; x <= 10; x++ ) fprintf(“%d ”, cuadrado( x )); fprintf(“\n”); return 0; } // definición de la función cuadrado int cuadrado( int y ) //y es una copia del argumento de la función { return y * y; // devuelve el cuadrado de y como un int } // fin de la función cuadrado Parámetro no necesita nombre Llamada a la función Definición de la función Parámetro con nombre Valor que regresa la función

  5. Mayor de 3 números double maximo( double x, double y, double z ) { double max = x; // asume que x es el mayor if ( y > max ) // si y es mayor, max = y; // asigna y a max if ( z > max ) // si z es mayor, max = z; // asigna z a max return max; // max es el mayor } int main() { double numero1; double numero2; double numero3; printf("Introduzca tres numeros de punto flotante: “); scanf(“%d%d%d”,&numero1,&numero2,&numero3); // numero1, numero2 y numero3 son argumentos // de la función maximo printf("El maximo es: %f\n“,maximo( numero1, numero2, numero3 )); return 0; } No se especifica el prototipo Variable local

  6. Ejemplos parámetro Función para calcular el área de una esfera: float areaEsfera(float radio){ float PI = 3.14159265358979; return 4*PI*radio*radio; } Función para calcular el área de un triángulo (usar math.h) float areaTriangulo(float a, float b, float c){ float s = (a+b+c)/2; return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)); } Variables locales parámetros

  7. Ejemplos de llamas a funciones #include <stdio.h> #include <conio.h> float areaEsfera(float); main(){ float r; printf(“teclee el valor del radio: ”); scanf(“%f”,&r); printf(“el area de la esfera es %f\n“,areaEsfera(r)); getch(); } float areaEsfera(float radio){ float PI = 3.14159265358979; return 4*PI*radio*radio; } prototipo

  8. prototipo #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <math.h> float areaTriangulo(float,float,float); main(){ float a,b,c; printf("teclee el valor de los lados del triangulo: “); scanf(“%f%f%f”,&a,&b,&c); printf("el area del triangulo es %f\n“, areaTriangulo(a,b,c)); getch(); } float areaTriangulo(float a, float b, float c){ float s = (a+b+c)/2; return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)); }

  9. Función sin tipo (no regresa valor) Función para dibujar una línea de asteriscos void linea(int longitud){ for(int i=0;i< longitud;i++) printf(‘*’); printf(“\n”); } Ejemplo: main(){ int i; for(i=1;i<10;i++) linea(i); getch(); } Variable local

  10. Tarea Escriba una función que acepte tres parámetros el primero representando horas, el segundo minutos y el tercero segundos. La función debe regresar el tiempo en segundos al sumar las horas los minutos y los segundos. Utilice esta función para escribir una función main que lea dos tiempos en horas, minutos y segundos y calcule el tiempo transcurrido entre los tiempos leídos. Ejemplo: Teclee primer tiempo en hrs min seg: 4 15 23 Teclee segundo tiempo en hrs min seg: 2 17 12 El lapso de tiempo es: 7091 segundos

  11. Modificador static El modificador static en una variable permite conservar una variable local en una función en diferentes veces que la función es llamada. #include <stdio.h> #include <conio.h> void cuentaLlamadas(){ static int n = 0; n ++; printf("llamada No %d\n",n); } main(){ cuentaLlamadas(); cuentaLlamadas(); cuentaLlamadas(); getch(); } Solo se ejecuta en la primera llamada

  12. Parámetros por referencia Una función puede modificar los valores de los parámetros si estos se pasan por referencia. Los parámetros por referencia se especifican con la siguiente notación nombre-función(tipo *parámetro) Dentro de la función debe usarse el operador de indirección (*) para hacer referencia a los parámetros. Los parámetros por referencia se utilizan cuando la función regresa más de un valor.

  13. Conversión a hrs, min, seg Como ejemplo de parámetros por referencia consideremos una función que convierta un tiempo en segundos a horas, minutos y segundos. Algoritmo segundos_A_horas, entrada segundos 1. Calcular número de horas 2. Restar horas a la cantidad segundos 3. Calcular número de minutos 4. Restar minutos a la cantidad segundos 5. Asignar segundos a parámetro de salida

  14. función void segundos_A_horas(int seg, int *horas, int *minutos,int *segundos){ *horas = seg/3600; seg = seg – *horas*3600; *minutos = seg/60; *segundos = seg – *minutos*60; } main(){ int h,m,s; segundos_A_horas(53433,&h,&m,&s); printf("%d hrs %d min %d seg\n",h,m,s); getch(); } Parámetros por referencia Debe usar el operador de indirección Debe usarse &

  15. Tarea Escriba una función que convierta un lapso de tiempo en días a años, meses y días. Por ejemplo: 12546 días = 34 años 4 meses 16 días Suponga que los años son de 365 días y los meses de 30 días.

  16. Generación de números aleatorios Para programas de juegos o de simulación existe la función rand() en la biblioteca stdlib.h para generar números aleatorios. rand() – genera un número aleatorio entre 0 y 32767. Ejemplos: rand() % 6 - genera números aleatorios entre 0 y 5 rand() % 6 +1 - genera números aleatorios entre 1 y 6 rand() % 2 - genera números aleatorios entre 0 y 1

  17. Función para tirar un dado La siguiente función genera un valor aleatorio entre 1 y 6 que corresponde a tirar un dado. int dado(){ return rand()%6+1; } No lleva parámetro

  18. Ejemplo de tirar dados #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <stdlib.h>//contiene el prototipo de la función rand int dado(){ return rand()%6+1; } int main(){ // ciclo de 20 repeticiones for ( int contador = 1; contador <= 20; contador++ ) { // recoge un número aleatorio entre 1 y 6 y lo imprime printf(“%10d”,dado()); //si el contador es divisible por 5, comienza nueva línea if ( contador % 5 == 0 ) printf(“\n”); } // fin de la estructura for getch(); return 0; // indica terminación exitosa } // fin de main

  19. El programa anterior siempre genera la misma secuencia de valores. La función srand(semilla), permite establecer la semilla de los números aleatorios para generar diferentes secuencias aleatorias. El parámetro para la función srand en un valor de tipo unsigned.

  20. Ejemplo de srand() #include <stdio.h> #include <conio.h> // contiene prototipos para las funciones srand y rand #include <stdlib.h> int main(){ unsigned semilla; printf("Introduzca semilla: “); scanf(“%d”,&semilla); srand( semilla ); // establece la semilla // ciclo de 10 repeticiones for ( int contador = 1; contador <= 10; contador++ ) { // toma un número aleatorio entre 1 y 6 y lo imprime printf(“%10d” , ( 1 + rand() % 6 )); //si contador es divisible entre 5, inicia una nueva línea if ( contador % 5 == 0 ) printf(“\n”); } // fin de for getch(); } // fin de main

  21. Como generar semillas Para generar semillas se utiliza algún mecanismo que no dependa del usuario y que permita siempre generar una secuencia diferente. Una posible solución es usar la hora actual como semilla. time(entero) – con argumento 0 regresa la hora actual en segundos. srand(time(0)) – inicia la semilla de los números aleatorios. La función time se encuentra en la biblioteca <time.h>.

  22. Juego de dados (craps) Se lanzan dos dados. Si la suma de los puntos es 7 o 11 el jugador gana, si es 2, 3 o 12 el jugador pierde. Cualquier otro número se convierte en el número del jugador y sigue tirando. Si el jugador saca primero su número antes de sacar un 7, el jugador gana, sino pierde.

  23. Algoritmo 1. Tirar dados 2. Si la suma es 7 o 11 3 Gana 4. Sino, si la suma es 2, 3 o 12 5. pierde 6. sino, su numero es suma 7. Mientras no gane o pierda 8. Tirar dados 9. Si suma = su numero 10. gana 11. Sino si suma = 7 12. pierde 13. Fin ciclo El jugador esta en uno de tres posibles estados: gana, pierde, continua. Podemos definir un nuevo tipo para registrar el estado mediante la sentencia: enum Status {CONTINUA, GANA, PIERDE}; Status estadoJuego; Para las pruebas de los posibles resultados es conveniente usar una sentencia switch.

  24. #include <stdio.h> // contiene los prototipos de las funciones srand y rand #include <stdlib.h> #include <time.h>//contiene el prototipo de la función time int tiraDados( void ); // prototipo de la función int main(){ //enumeración que represeta el estado del juego enum Status { CONTINUA, GANA, PIERDE }; int suma; int miPunto; Status estadoJuego;//puede contener CONTINUA, GANA o PIERDE //randomiza el generador de números aleatorios srand( time( 0 ) ); suma = tiraDados(); // primer tiro de dados

  25. // determine el estado del juego y la puntuación en base a la suma de puntos del dado switch ( suma ) { // gana en el primer tiro case 7: case 11: estadoJuego = GANA; break; // pierde en el primer tiro case 2: case 3: case 12: estadoJuego = PIERDE; break; // recuerda puntos default: estadoJuego = CONTINUA; miPunto = suma; printf( "El punto es %d\n“, miPunto); break; // opcional } // fin de switch

  26. while ( estadoJuego == CONTINUA ) { suma = tiraDados(); // tira dados nuevamente // determina el estado del juego if ( suma == miPunto ) // gana por puntos estadoJuego = GANA; else if ( suma == 7 ) // pierde por obtener 7 estadoJuego = PIERDE; } // fin de while // despliega mensaje de ganador o perdedor if ( estadoJuego == GANA ) printf( "El jugador gana\n“); else printf("El jugador pierde\n“); return 0; // indica terminación exitosa } // fin de main

  27. int tiraDados( void ) { int dado1; int dado2; int sumaTrabajo; dado1=1+rand() % 6;//obtiene valor aleatorio del dado1 dado2=1+rand() % 6;//obtiene valor aleatorio del dado2 sumaTrabajo = dado1 + dado2;//suma dado1 y dado2 // despliega los resultados del tiro printf( "El jugador tiro %d+%d=%d\n“,dado1,dado2, sumaTrabajo); return sumaTrabajo;// devuelve suma de los dados } // fin de la función tiraDados

  28. Tarea Escriba una función que genere 6 números aleatorios entre 1 y 56, asegúrese de que todos sean diferentes. Pase los 6 parámetros por referencia.

  29. Reglas de alcance Las variables tiene un alcance dentro del bloque en que son declaradas. Esto permite que las variables dentro de funciones tengan el mismo nombre que las variables fuera de ellas.

  30. #include <stdio.h> void usoLocal( void ); // prototipo de función void usoStaticLocal( void ); // prototipo de función void usoGlobal( void ); // prototipo de función int x = 1; // variable global int main() { int x = 5; // variable local a main printf("x local en el alcance externo de main es %d\n“,x); { // inicia nuevo alcance int x = 7; printf("x local en el alcance interior de main es %d\n“,x); } // finaliza nuevo alcance printf("x local en el alcance externo de main es %d\n“,x); usoLocal(); // usoLocal tiene x local usoStaticLocal(); // usoStaticLocal tiene x static local usoGlobal(); // usoGlobal utiliza x global usoLocal(); // usoLocal reinicializa su x local usoStaticLocal(); // static local x retiene su valor previo usoGlobal(); // x global retiene también su valor printf( "\nx local en main es %d\n“,x); return 0; // indica terminación exitosa } // fin de main

  31. // usoLocal reinicializa la variable local x durante cada llamada void usoLocal( void ){ int x = 25; // inicialia cada vez que se llama a usoLocal printf(“\nx local es %d al entrar a usoLocal\n“,x); ++x; printf("x local es %d al salir de usoLocal\n“,x) ; } // fin de la función usoLocal //usoStaticLocal inicializa a la variable static local x sólo la // primera vez que se llama a la función; el valor de x se guarda // entre las llamadas a esta función void usoStaticLocal( void ){ // se inicializa la primera vez que se llama a usoStaticLocal. static int x = 50; printf(“\nlocal static x es %d al entrar a usoStaticLocal\n“,x); ++x; printf(“local static x es %d al salir de usoStaticLocal\n“,x); } // fin de la función usoStaticLocal // usoGlobal modifica la variable global x durante cada llamada void usoGlobal( void ){ printf(“\nx global es %d al entrar a usoGlobal\n“,x); x *= 10; printf(“x global es %d al salir de usoGlobal\n“,x); } // fin de la función usoGlobal

  32. Funciones recursivas Una función es recursiva si dentro del cuerpo de la función se hace una llamada a si misma. Las funciones recursivas deben cumplir lo siguiente: 1. Debe existir un salida en la que no se haga la llamada recursiva 2. La llamada recursiva debe ser versión más simple que la llamada que la invocó.

  33. Máximo Común Divisor Definición: 1. el gcd(x,y) = y si y<x y el x mod y = 0 2. el gcd(x,y) = gcd(y,x) si x < y 3. el gcd(x,y) = gcd(y, x mod y) Salida trivial Llamadas recursivas int gcd(int x, int y){ if((y<=x)&&(x%y == 0)) return y; else if(x < y) return gcd(y,x); else return gcd(y,x % y); }

  34. Versión no recursiva del gcd Algoritmo gcd no recursivo, entrada n1 y n2 1. Si n1<n2 2. n = n1 3. Sino 4. n = n2 5. Mientras (n1%n!=0 o n2%n!=0) 6. n--; 7. Regresar n

  35. Función gcd no recursiva en C int gcd(int n1, int n2){ int n; if(n1<n2) n = n1; else n = n2; while(n1%n||n2%n) n--; return n; }

  36. Calculo recursivo del factorial Definición: 1. n! = 1 si n = 0 2. n! = n*(n-1)! Salida trivial Llamada recursiva double fact(int n){ if(n==0) return 1; else return n*fact(n-1); }

  37. Factorial no recursivo double fact(int n){ double f=1; for(int i=2;i<=n;i++) f *=i; return f; }

  38. Números de Fibonacci Los números de Fibonacci forman la secuencia: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, … Es decir cada uno es la suma de los dos anteriores. Definición: 1. Fib(n) = n si n = 0 o 1 2. Fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2) Salida trivial Llamada recursiva int fib(int n){ if(n == 0 || n ==1 ) return n; else return fib(n-1)+fib(n-2); }

  39. Solución no recursiva a los números de Fibonacci int fib(int n){ int a = 0; int b = 1; int c = a + b; for(int i=2, i<=n; i++){ c = a + b; a = b; b = c; } return c; }

  40. Torres de Hanoi Se trata de mover los discos del primer pivote al tercero bajo las reglas: 1. Mover un disco a la vez 2. Colocar discos más pequeños sobre más grandes.

  41. Solución

  42. Algoritmo Algoritmo torres 1. si numero de discos igual a 1 2. mover el disco 1 de origen a destino 3. sino 4. mover N-1 discos al pivote auxiliar usando el pivote destino como auxiliar 5. mover el disco N de origen a destino 6. mover N-1 discos al pivote destino usando el pivote fuente como auxiliar

  43. Algoritmo en C void torres(int n, int origen, int destino, int auxiliar){ if(n == 1) printf(“mover de %d a %d\n”, origen, destino); else{ torres(n-1, origen, auxiliar, destino); printf(“mover de %d a %d\n”, origen, destino); torres(n-1, auxiliar, destino, origen); } }

  44. Tarea El algoritmo no recursivo de los números de Fibonacci puede escribirse utilizando solo dos variables locales. Encuentre la forma de hacerlo.

  45. Quiz 2 ¿Cuales de las siguientes funciones son recursivas y de ellas cuales son correctas, es decir, en algún momento terminan? b) void a(int n){ if(n>0) a(n-1); printf(“%d”,n); } a) void a(int n){ if(n>0) a(n+1); printf(“%d”,n); } c) void a(int n){ if(n<0) b(n+1); printf(“%d”,n); } c) void a(int n){ if(n<0) a(n+1); printf(“%d”,n); }

  46. Variables de tipo arreglo Un arreglo es una colección de elementos del mismo tipo que se reconocen por un solo identificador. Para acceder a los elementos individuales de un arreglo se utiliza un subíndice que debe ser un número entero. Arreglo con nombre “a” a[0] 56 a[1] 56 a[2] 91 a[3] 0 a[4] -3224 a[5] 100 a[6] 62 a[7] 12 Número de la posición de cada elemento

  47. Ejemplos int a[5];a[0] = 4; a[1] = 0; a[2] = 5; a[3] = -2; a[4] = 8;también se puede int a[] = {4, 0, 5, -2, 8};double m[8] = {3, 4, 6, 1}// m[4] a m[7] son ceroint x[100], i;for(i = 0; i<100 ; i++) x[i] = 2*i + 1;int x[100], i;for(i = 0; i<100 ; i++) x[i] = rand()%50 + 25;int x[100], i;for(i = 0; i<100 ; i++) if(i%2==0) x[i] = 3*i; else x[i] = 4*i;

  48. int x[30], i;x[0] = 1;x[1] = 1;for(i = 2; i<30 ; i++) x[i] = x[i-1]+x[i-2];1,1,2,3,5,8,13,21,34,..char v[]={’a’,’e’,’i’,’o’,’u’};char c[]={’b’,’c’,’d’,’f’,’g’,’h’,’j’,’k’,’l’,’m’,’n’,’p’,’q’,’r’,’s’,’t’,’v’,’w’,’x’,’y’,’z’};cout << c[5] << v[3] << c[8] << v[0] << endl; int i;float x[20],y[20];for(i=0; i<20;i++) x[i] = i+1;for(i=0; i<20;i++) y[j]=2*x[i]+1;

  49. Ejemplo: Histograma int main() { const int tamanoArreglo = 10; int n[tamanoArreglo] = {19,3,15,7,11,9,13,5,17,1}; printf("Elemento\tValor\tHistograma\n“); //para cada elemento del arreglo n, muestra una barra //en el histograma for ( int i = 0; i < tamanoArreglo; i++ ) { printf(“%d\t\t%d\t”,i,n[ i ]); //despliega una barra for ( int j = 0; j < n[ i ]; j++ ) printf(“*”); printf(“\n”); // inicia la siguiente línea de salida } // fin de la estructura for externa return 0; // indica terminación exitosa } // fin de main

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