Manual de Programaci´on en Lenguaje C++ - UNAM

1 Manual de programaci on en Lenguaje C++Proyecto de Investigaci on: M etodos de Funciones de Base Radial para la Soluci on de Social - DGSCA-UNAM, : Linda I. Olivares Flores Indice general1. Introducci on al Lenguaje de programaci on C++ Lenguaje C++ .. C++ en un entorno Linux .. Estructura de un programa en C++ .. Variables y Tipos de datos .. Conversi on de Tipos .. Espacios de nombres en C++ .. Bloque de sentencias .. Sentencia if .. Comparaciones en C++ .. Asignaciones en C++ .. Sentencia Switch .. Sentencia For .. Sentencias While y do While .. Sentencia exit y return .. Algunos ejemplos .. Funciones y Estructuras .. Funciones .. Estructuras .. Arreglos y Apuntadores .. Arreglos .. Apuntadores .. Manejo de Memor a Din amica .. Estructura de Datos .. 262 Cap tulo 1 Introducci on al Lenguaje deprogramaci on C++ Lenguaje C++C++ es un Lenguaje de programaci on, creado a mediados de 1980 por Bjarne Strousstrup,como extensi on del Lenguaje C.

2 Este Lenguaje abarca tres paradigmas de la programaci on:1. programaci on Estructurada2. programaci on Gen erica3. programaci on Orientada a ObjetosEn la actualidad, C++ es un Lenguaje vers atil, potente y general. Su exito entre losprogramadores le ha llevado a ocupar el primer puesto como herramienta de desarrollo deaplicaciones, ya sea en Windows o GNU Linux, que es el sistemaoperativo en el cual basa-remos este C++ en un entorno LinuxComenzaremos diciendo que los programas se pueden escribiren cualquier editor de textosde GNU, entre ellos se encuentranemacs, vim, kate, gedit, nan, guardando dichos archivoscon extensi , los cuales ser an compilados en GNU/linux utilizando el compilador GNUde C++, llamadogccque puede compilar C, C++, y que adem as se apega al estandar ANSI,permitiendo la portabilidad de estos c odigos. Dicho compilador se invoca con el compilar ponemos la siguiente l nea en una terminal previamente ubicada en eldirectorio que contiene nuestro archivo:g++ -o indica el nombre del archivo de salida el cual ser a el ejecutable de nuestro para ejecutar, escribimos sobre la l nea de comandos.

3 Entoncespodremos ejecutar nuestro creamos peque nos programas la compilaci on de estos es muy f acil, pero cuando setrabaja con proyectos grandes, con varios archivos fuente la compilaci on resulta m as dificil,por lo que Linux proporciona la utiler amakede GNU, el cual busca un archivo make dondeencontrar a toda la informaci on que necesita para crear elejecutable, si encuentra el archivobusca la palabra makefile o Makefile, que son nombres archivos make contienen informaci on acerca de la compilaci on y enlace del programa,con una sintaxis muy especifica. Un makefile se define como una lista de normas y depen-dencias con sus correspondientes comandos para crear objetivos, utilizando dichas normas archivo Makefile es un archivo de texto en el cual se distinguen cuatro tipos b asicosde : Al igual que en los programas, contribuyen a un mejor entendimientode las reglas definidas en el archivo. Los comentarios se inician con el caracter #, y seignora todo lo que contin ue despu es de ella, hasta el final de l : Se definen utilizando el siguiente formato:nombre = datoDe esta forma, se simplifica el uso de los archivos Makefile.

4 Para obtener el valor seemplea la variable encerrada entre par entesis y con el caracter $ al inicio, en estecaso todas las instancias de $(nombre) ser an reemplazadaspor datos. Por ejemplo, lasiguiente definici onSRC = la siguiente l nea:gcc $SRCy ser a interpretada como:gcc embargo, pueden contener m as de un elemento. Por ejemplo:objects = \ : $(objects) gcc -o programa $(objects)Hay que notar que make hace distinci on entre may usculas y min Expl citas: Estas le indican a make qu e archivos dependen de otros, as comolos comandos requeridos para compilar un archivo en particular. Su formato es:archivoDestino: archivosOrigenEsta regla indica que, para crear archivoDestino, make debeejecutar comandos sobrelos archivos archivosOrigen. Por ejemplo:main: -o main significa que, para crear el archivo de destinomain, deben existir los adem as debe ejecutar el comando:gcc -o main Impl citas: Son similares a las reglas expl citas, pero no indican loscomandosa ejecutar, sino que make utiliza los sufijos (extensiones delos archivos) para determinarque comandos ejecutar.

5 Por : la siguiente l nea:$(CC) $(CFLAGS) c un conjunto de variables que se emplean para las reglas impl citas, y existen doscategor as: aquellas que son nombres de programas (como CC) y aquellas que tienenlos argumentos para los programas (como CFLAGS). Estas variables son provistasy contienen valores predeterminados, sin embargo, pueden ser modificadas, como semuestra a continuaci on:CC = gcc CFLAGS = -Wall -O2En el primer caso, se ha indicado que el compilador que se emplear a es gcc y suspar ametros son -Wall c odigo debe estar en un archivo llamado Makefile o makefile o tendriamos queusar la opci on -f que nos permite ubicarnos en el directoriora de =CPPLIBS =main: ++ -o main $(CPPLIGS) : ++ $(CPPFLAGS) -c -o : ++ $(CPPFLAGS) -c -o :rm *.o mainParaejecutareste archivo, escribimos sobre la linea de comandos:make, esta opci onnos crear a el archivo de salida, que ser a el aqu donde viene la verdadera prueba de fuego del programador: cuando lanza la ordende compilar y enlazar su los m odulos involucrados en los pasos anteriores, compilador, analizador sint acticoy enlazador pueden detectar errores en nuestro c odigo y mostrar los mensajes considerados solo de tres tipos:1.

6 Detiempo de compilaci on. Se engloban aqu los errores detectados por preprocesa-dor, el analizador sint actico y el propio compilador. Los hay meramente sint Detiempo de enlazado. Son detectados por el enlazador. Por ejemplo una llamadaa funci on cuya definici on no aparece por ninguna Detiempo de (runtime). Existe finalmente una ultima clase de errores: los que seproducen cuando se ejecuta el programa; son precisamente los m as dif ciles de diag-nosticar y verificar, sobre todo en aplicaciones Estructura de un programa en C++Para darnos una idea chequemos el siguiente programa//Mi primer programa en C++# include <iostream>using namespace std;int main (){count << "hello World";return 0;}El programa anterior es t pico de los programadores aprendices, el resultado de su im-presi on en pantalla es la frase: hello World Es uno de los m as simples programas que pueden estar escritos en C + +, pero ya contienelos componentes fundamentales que todos los programas escritos en C + +.

7 Vamos a verl nea por l nea en el c odigo lo que hemos escrito://Mi primer programa en C++Se trata de una l nea de comentario. Todas las l neas que comiencen con dos signos barrase consideran comentarios y no tienen ning un efecto sobre el comportamiento del programador puede usar para incluir breves explicaciones o alegaciones dentro del c odigofuente en s . En este caso, la l nea es una breve descripci on de lo que es nuestro programa.# include <iostream>Las l neas que comienza con un s mbolo de sostenido # son directivas para el preproce-sador. En este caso, la directiva # include<iostream>le dice al preprocesador que incluyael iostream est andar de archivo. Este archivo espec fico (iostream) incluye las declaracionesde la norma b asica de entrada y salida de la biblioteca de C++.using namespace std;Todos los elementos del modelo de librer a de C++ se declaran dentro de lo que se deno-mina un espacio de nombres. Por lo tanto, para poder acceder asu funcionalidad declaramos7con esta expresi on que vamos a utilizar estas entidades.

8 Esta l nea es muy frecuente en losprogramas que utilizan la biblioteca est andar, y de hecho ser a incluido en la mayor a de losc main ()Esta l nea se corresponde con el comienzo de la definici on de la funci on principal. Lafunci on principal es el punto por donde todos los programasinician su ejecuci on, indepen-dientemente de su ubicaci on dentro del c odigo fuente. No importa si hay otras funcionescon otros nombres definidos antes o despu es de las instrucciones que figuran dentro de estafunci on, ya que por definici on ser a siempre la primera en ser ejecutada. Por esa misma raz on,es esencial que todos los programas tengan una funci on principal. Lo que se contiene dentrode las llaves que delimitan la funci on es lo que hace cuando se <<"hello World";Esta l nea es una declaraci on de C++, en t erminos simpleses una expresi on que producealg un efecto. De hecho, esta declaraci on lleva a cabo la unica acci on que genera un efectovisible en nuestro programa.

9 Representa el flujo de salida y su objetivo es insertar unasecuencia de caracteres ( hello World ) en el flujo de salidaest andar (pantalla)return 0;Esta declaraci on hace que la funci on pricipal termine. Unc odigo de retorno es 0, cuandola funci on principal interpreta de manera general que el programa trabaj o como se esperaba,sin ning un error durante su ejecuci on. Esta es la forma m as habitual para poner fin a unprograma C++ en la Variables y Tipos de datosUnavariablees un espacio de memor a reservado en el ordenador para contener valoresque pueden cambiar durante la ejecuci on de un programa. Lostiposque se le asignen aestas determinan c omo se manipular a la informaci on contenida en variable necesita un identificador que la distingue de las dem as. Unidentificadorv alido es una secuencia de una o m as letras, d gitos o guiones bajos, recordando que no debencoincidir con palabras reservadas del Lenguaje , deben comenzar por una letra y adem as tomaren cuenta que C++ hace diferencia entre may usculas y min variables que se pueden presentar en un programa son de los siguientes Locales.

10 Se definen solo en bloque en el que se vayan a ocupar, de estamanera evitamos tener variables definidas que luego no se Globales. No son lo m as recomendable, pues su existencia atenta contrala comprensi on del c odigo y su est aticas. Se tienen que inicializar en el momento en que se declaran, demanera hablemos de lostipos de datosque reconoce C++. Estos definen el modo enque se usa el espacio (memoria) en los programas. Al especificar un tipo de datos, estamosindicando al compilador como crear un espacio de almacenamiento en particular, y tambi encomo manipular este espacio. Un tipo de dato define el posiblerango de valores que unavariable puede tomar al momento de ejecuci on del programa ya lo largo de toda la vida utildel propio tipos de datos pueden serpredefinidos o abstractos. Un tipo de datopredefinidoes intr nsecamente comprendido por el compilador. En contraste, un tipo de datos definidopor el usuario es aquel que usted o cualquier otro programador crea como una clase, quecom unmente son llamados tipos de tipos de datos m as comunes en C++ son.