Fundamentos de la programacion u2

Capítulo 6

Funciones Predefinidas de
C++
6.1 Concepto de Función

6.2 Funciones Aritméticas

6.3 Funciones trigonométricas

6.4 Funciones de caracteres

6.5 Funciones de Cadena

6.6 Generador de números aleatorios

6.7 De Control de pantalla

6 Funciones Predefinidas de C++

Introducción

Los desarrolladores en C++, hacen sus programas teniendo siempre en mente escribir lo menos
posible reutilizando bloques de código, dividiendo mentalmente las partes del programa (entrada -
proceso – salida) como divisiones principales.

Además hay procesos cotidianos en los programas que a menudo no vale la pena escribirlos
reiteradamente, En eso C++ nos facilita la labor pues cuenta con funciones predefinidas de diferentes
tipos y para cada tipo de situaciones. No obstante antes de mostrar las funciones predefinidas
mostraremos el concepto de función para ingresar con más visión a las funciones.

6.1 Concepto de Función

Una función es un conjunto de instrucciones con una tarea determinada, una función es utilizada para
dividir un programa en subprogramas con tareas propias de la función. Una función siempre devuelve
valor.

Para ver definición de funciones Véase capítulo 7.

6.2 Funciones Aritméticas

Valor
Tipo Dato Tipo Dato Librería
Función Descripción Ejemplo devuelto
Argumento devuelto (**)
ejemplo
double double sqrt(4.0) 2.0
sqrt Raíz cuadrada float float sqrt(4.0) 2.0 math.h
long long sqrt(4) 2
pow(2.0,
double 8.0
double 3.0)
8.0
pow(2.0, 3)
pow pow(2.0,
Potencias float float 8.0 math.h
(*) 3.0)
8.0
pow(2.0, 3)
long long
pow(20.0, 3) 8000.0
double double

abs(-7.0) 7
double double
abs(7.0) 7
abs(-7.0) 7 math.h
float float
abs(7.0) 7
abs(-7) 7
int int
abs Valor Absoluto abs(7) 7
abs(-70000) 70000
long long
abs(70000) 70000
long long abs(- stdlib.h
70000.0
double double 70000.0)
70000.0
abs(70000.0)
ceil(3.2) 4.0
double double
ceil(3.9) 4.0
ceil(3.2) 4.0
float float
Techo(redondeo ceil(3.9) 4.0
ceil math.h
arriba) ceil(30000.2
long long ) 30001.0
double double ceil(30000.9 30001.0
)
floor(3.2) 3.0
double double
floor (3.9) 3.0
floor (3.2) 3.0
float float
floor (3.9) 3.0
floor Piso(redondeo abajo) math.h
floor
long long (30000.2) 30000.0
double double floor 30000.0
(30000.9)
double double exp(1.0) 2.7
float float exp(1.0) 2.7
exp Exponencial math.h
long long
exp(10.0) 22026.5
double double
double double log(5.0) 1.6
float float log(5.0) 1.6
log Logaritmo natural(ln) math.h
long long
log(1000.0) 6.9
double double
double double log10(10.0) 1.0
Logaritmo base 10 float float log10(10.0) 1.0
log10 math.h
(ln) long long log10(1000.0
3.0
double double )

(*) Para la función pow y otras, solo basta con asignar a una variable de tipo del valor devuelto de la
función o mostrar por pantalla con el formato, por ejemplo:
Guardando el valor en variable:

double base=2.0, exponente=3.0, resultado;

resultado=pow(base, exponente);
printf("nnResultado: %8.1lf ", resultado);

o mostrar directamente por pantalla:

double base=2.0, exponente=3.0;
printf("nnResultado: %8.1lf ", pow(base, exponente));

6.3 Funciones trigonométricas

Valor
Tipo Dato Tipo Dato Librería
Función Descripción Ejemplo(*) devuelto
Argumento devuelto (**)
ejemplo
double double cos(0.0) 1.0
cos Coseno float float cos(0.0) 1.0 math.h
long double long cos(1000.0) 0.6
double double acos(1.0) 0.0
acos Arco Coseno float float acos(1.0) 0.0 math.h
long double long double acos(0.5) 1.0
double double sin(0.5) 0.5
math.h
sin Seno float float sin(0.5) 0.5
long double long double sin(10.0) -0.5
double double asin(0.8) 0.9
asin Arco Seno float float asin(0.8) 0.9 math.h
long double long double asin(1.0) 1.6
double double tan(1.0) 1.6
tan Tangente float float tan(1.0) 1.6 math.h
long double long double tan(100.0) -0.6
double double atan(0.8) 0.7
Arco
atan float float atan(0.8) 0.7 math.h
Tangente
long double long double atan(100.0) 1.6
double double cosh(1.0) 1.5
Coseno
cosh float float cosh(1.0) 1.5 math.h
Hiperbólico
long double long double cosh(10.0) 11013.2
double double tanh(1.0) 0.8
Tangente
tanh float float tanh(1.0) 0.8 math.h
Hiperbólico
long double long double tanh(0.5) 0.5

(*) Notar que en los ejemplos se asignan como parámetros constantes de tipo real, pues todos aceptan
reales ya sea double, float o long double, no obstante también es posible asignar variables con
el tipo solicitado en la función.

6.4 Funciones de caracteres

Muchas de las funciones predefinidas toman como base la tabla de códigos ascii.

Para hacer comparaciones, conversiones y búsquedas generalmente es trabajado mediante el número
de código de cada carácter. A continuación mostramos la tabla de código ascii con los caracteres
imprimibles.

Tabla de códigos ascii Imprimibles

Código Carácter Código Carácter Código Carácter Código Carácter

(*)32 56 8 80 P 104 h
33 ! 57 9 81 Q 105 i
34 " 58 : 82 R 106 j
35 # 59 ; 83 S 107 k
36 $ 60 < 84 T 108 l
37 % 61 = 85 U 109 m
38 & 62 > 86 V 110 n
39 ' 63 ? 87 W 111 o
40 ( 64 @ 88 X 112 p
41 ) 65 A 89 Y 113 q
42 * 66 B 90 Z 114 r
43 + 67 C 91 [ 115 s
44 , 68 D 92 116 t
45 - 69 E 93 ] 117 u
46 . 70 F 94 ^ 118 v
47 / 71 G (*)95 _ 119 w
48 0 72 H 96 ` 120 x
49 1 73 I 97 a 121 y
50 2 74 J 98 b 122 z
51 3 75 K 99 c 123 {
52 4 76 L 100 d 124 |
53 5 77 M 101 e 125 }
54 6 78 N 102 f 126 ~
55 7 79 O 103 g

La tabla muestra los caracteres imprimibles por pantalla incluyendo el carácter con código número 32
que representa el espacio en blanco y el carácter número 95 es la línea inferior.

Funciones de caracteres

Valor
Tipo
Tipo Dato devuelt Librería
Función Descripción Dato Ejemplo(*)
Argumento o (**)
devuelto
ejemplo
Devuelve true si su
isalnum('B')
argumento satisface true
isalnum('1')
isalnum isalpha o isdigit. char bool true ctype.h
isalnum('+')
Caso contrario devuelve false
false.
Devuelve true si su
argumento es letra isalpha('B')
true
(Mayúscula o isalpha('1')
isalpha char bool false ctype.h
Minúscula). Caso isalpha('+')
false
contrario devuelve
false.
Devuelve true si su isdigit('B')
false
argumento es un digito. isdigit('1')
isdigit char bool true ctype.h
Caso contrario devuelve isdigit('+')
false
false.
Devuelve true si su
argumento es un
carácter imprimible que
ispunct('B')
no satisface isalnum y false
ispunct('1')
ispunct no es espacio en blanco char bool false ctype.h
ispunct('+')
(Caracteres de true
puntuación). Caso
contrario devuelve
false.
Devuelve true si su isspace(
argumento es un ' ') true
carácter de espacio en isspace(' ') true
isspace char bool ctype.h
blanco (Tabular, Enter). isspace('n' true
Caso contrario devuelve )
false.
Devuelve true si su iscntrl
argumento es un (
iscntrl
carácter de control. Caso char bool char(127) true ctype.h
(*)
contrario devuelve )
false.
Devuelve true si su islower('a') true
islower char bool ctype.h
argumento es letra islower('A') false

Minúscula. Caso islower('+') false
contrario devuelve
false.
isupper
Devuelve true si su ('a')
argumento es letra isupper false
isupper Mayúscula. Caso char bool ('A') true ctype.h
contrario devuelve isupper false
false. ('+')

Devuelve la versión en
tolower('A')
minúscula de su a
tolower('a')
tolower argumento. Si no tiene char char a ctype.h
tolower('+')
minúscula devuelve el +
mismo argumento
Devuelve la versión en
toupper('A')
mayúscula de su A
toupper('a')
toupper argumento. Si no tiene char char A ctype.h
toupper('+')
mayúscula devuelve el +
mismo argumento

(*) Hay una forma de averiguar cuáles son caracteres de control y esto es con las siguientes
instrucciones:

for(int i=1;i<=127;i++)
if(iscntrl(char(i)))
printf("n%d = %c", i, char(i));

El resultado nos mostrara todos los caracteres en el cual su código ascii esta entre (1-31) y el 127. Son
caracteres no imprimibles por ejemplo el número 10 que representa la tecla <Enter>

6.5 Funciones de Cadena

Valor
Librería
Prototipo Descripción Ejemplo devuelto
(**)
ejemplo
int atoi
Convierte <cadena> char cad[2]={'1','0'};
(char* <cadena>) 10 stdlib.h
hacia un int atoi(cad);

long atol
Convierte <cadena> char cad[2]={'0','5'};
(char* <cadena>) 5 stdlib.h
hacia un long atol(cad);
double atof char
Convierte <cadena>
(char* <cadena>) cad[3]={'0','.','5'}; 0.5 math.h
hacia un double
atof(cad)
char* strcat(
Anexa o junta char cad1[10]={'A','B'};
char*
<cad_origen > al char cad2[2]={'C'};
<cad_destino>, ABC string.h
final de strcat(cad1, cad2);
char* <cad_origen>
<cad_destino> printf("n%s", cad1);
)
Devuelve 0, si las
char cad1[1]={'A'};
cadenas son
int strcmp( char cad2[1]={'A'};
iguales, 1 si
char* <cadena1>, printf("n%d", 0 string.h
<cadena1> es mayor
char* <cadena2>) strcmp(cad1, cad2));
a <cadena2> y -1 si
es menor (*)
char* strcpy(
Cambia el valor de char cad[10];
char*
<Expresioncad> strcpy(cad, "ABC");
<cad_destino>, ABC string.h
hacia printf("n%s", cad);
char*
<cad_destino>
<Expresioncad>)
int strlen char cad[10]={'A','B'};
Devuelve la longitud
(char* <cadena>) printf("n%d", ABC string.h
de <cadena>
strlen(cad));
char* strncat(
char* Anexa o junta <n>
char cad1[10]={'A','B'};
<cad_destino>, caracteres de
char cad2[2]={'C','D'};
char* <cad_origen > al ABC string.h
strncat(cad1,cad2,1);
<cad_origen>, final de
printf("n%s", cad1);
int <n>) <cad_destino>

int strncmp(
Compara <n> char cad1[10]={'A','B'};
char* <cadena1>,
caracteres de char cad2[2]={'A','C'};
char* <cadena2>, 0 string.h
<cadena1> con printf("n%d",
int <n>)
<cadena2> strncmp(cad1, cad2, 1));
char
Devuelve un puntero
cad1[10]={'A','B','C'};
a la primera
char cad2[10]={'B'};
char* strstr( ocurrencia de la
char cad3[10];
char* <cadena>, cadena <Patrón> BC string.h
strcpy(cad3, strstr(cad1,
char* <Patrón>) en <cadena> y
cad2));
NULL si no lo
printf("n%s", cad3);
encuentra
Devuelve un puntero char cad1[10]={'A','B',
char* strchr(
a la primera 'A','B'};
char* <cadena>, BAB string.h
ocurrencia de la char car='B';
char <caracter>)
cadena < char cad3[10];

caracter> en strcpy(cad3, strchr(cad1,
<cadena> y NULL car));
si no lo printf("n%s", cad3);
encuentra
Devuelve un puntero char cad1[10]={'A','B',
a la última 'A','B'}; char car='B';
ocurrencia de la char cad3[10];
char* strrchr(
cadena < strcpy(
char* <cadena>, B string.h
caracter> en cad3, strrchr(cad1, car)
char <caracter>)
<cadena> y NULL );
si no lo printf("n%s", cad3);
encuentra

(*) Devuelve 0, si son iguales en longitud y caracteres, 1 si <cadena1> es mayor a <cadena2> y -1 si
es menor.

Ejemplos:

char cad1[10]={'B', 'B'};
char cad2[2]={'A'};
printf("nResultado: %d", strcmp(cad1, cad2));
/*Retorna 1, por que el caracter mas alto de cad1 es 'B' y el caracter
mas alto de cad2 es 'A' es decir 'B'>'A' en la tabla de los codigos ascii
*/

char cad1[10]={'B', 'B'};
char cad2[2]={'C'};
printf("nResultado: %d", strcmp(cad1, cad2));
/*Retorna -1, por que el caracter mas alto de cad1 es 'B' y el caracter
mas alto de cad2 es 'C' es decir 'B'<'C' en la tabla de los codigos ascii
*/

(**) Las librerías mostradas en las tablas son automáticamente referenciadas en Visual Studio .Net por
la ya conocida referencia:

#include <iostream>
using namespace std;

6.6 Generador de números aleatorios

A menudo en los problemas computacionales es necesario generar números al azar o aleatorios. A
continuación mostramos la forma de generar números aleatorios en C++.

#include <iostream>
#include "stdlib.h"
#include "time.h"

void main(){
int tiempo, desde, hasta, Numero;

tiempo=time(NULL);
srand(tiempo);

desde=50; hasta=150;

Numero=desde + rand() % (1 + hasta - desde);

printf("%dn", Numero);
system("PAUSE");

}

Observamos del ejemplo anterior las nuevas directivas a utilizar:

#include "stdlib.h"
#include "time.h"

Generamos la semilla de números aleatorios:

tiempo=time(NULL);
srand(tiempo);

Establecemos los límites de generación de números (50-150):

desde=50; hasta=150;

Generamos el número aleatorio y lo guardamos en la variable Número:

Numero=desde + rand() % (1 + hasta - desde);

En general la fórmula para generar números aleatorios entre a y b:

a + rand() % (1 + b - a)

Capítulo 7

Programación Modular
7.1 Diseño descendente

7.2 Subprogramas

7.3 Variables globales y locales

7.4 Funciones

7.4.1 Definición de funciones

7.4.2 Invocación a las funciones

7.5 Procedimientos

7.5.1 Definición de Procedimientos

7.5.2 Invocación a las Procedimientos

7.6 Tipos de Parámetros

7 Programación Modular

Introducción

Los desarrolladores en C++, hacen sus programas teniendo siempre en mente el conocido dicho
“Divide y vencerás”, el cual nos va a evitar serios dolores de cabeza a la hora de realizar aplicaciones
grandes y complejas. En C++ es esencial el trabajo modular ya sea por objetivos, abstracción o por
reutilización.

Un módulo representa un bloque abstracto de código, esto es el programa principal o subprogramas
en una solución a un problema computacional.

7.1 Diseño descendente
Las aplicaciones en C++ y varios lenguajes de programación tienen como característica el diseño
descendente en la escritura de código, es decir “de arriba hacia abajo” esto significa que en una hoja
de código el compilador va a hacer un barrido desde la primera hasta la última línea en la hoja de
código.

Línea 1 xxxxxxxx
Línea 2 xxxxxxxx
Línea 3 xxxxxxxx
Línea 4 xxxxxxxx
Línea 5 xxxxxxxx
…………………...
……………………
Línea n-1 ...……..
Línea n...………..

7.2 Subprogramas

Son subdivisiones que bifurcan o alteran el flujo del código en un programa. Hacia la zona del
subprograma, esto puede ser en la hoja de código o en ocasiones a otros archivos.

A continuación mostramos un esquema de un programa hecho de forma modular:

PROGRAMA PRINCIPAL SUBPROGRAMA (X)
Línea 1 xxxxxxxx Línea 1 xxxxxxxx
Línea 2 xxxxxxxx Línea 2 xxxxxxxx
LLAMA SUBPROGRAMA X ……………………
Línea 4 xxxxxxxx Línea n-1 ...……..
Línea 5 xxxxxxxx Línea n...………..
Línea 6 xxxxxxxx
LLAMA SUBPROGRAMA X
Línea 8 xxxxxxxx
Línea 9 xxxxxxxx
Línea 10 xxxxxxxx
LLAMA SUBPROGRAMA Y
Línea 11 xxxxxxxx El esquema representa el
Línea 12 xxxxxxxx flujo de un programa con
…………………... dos subprogramas.
……………………
Línea n-1 ...……..

SUBPROGRAMA (Y)
Línea 1 xxxxxxxx
Línea 2 xxxxxxxx
Línea 3 xxxxxxxx
……………………

Notar que el programa principal cuenta con 2 subprogramas estos puede estar dentro de la hoja de
código o en otro archivo.

El compilador comienza con la línea 1, línea 2 y llega a la línea en la cual se llama al subprograma X,
entonces el flujo brinca al subprograma X entonces comienza a ejecutarse la línea 1, 2, …n del
subprograma. Al terminar de ejecutarse el subprograma el flujo retorna al programa principal.

Entonces continúa el programa principal con la línea 4, 5, 6 entonces vuelve a llamar al subprograma X
y vuelve a ejecutar y terminar sus instrucciones para retornar nuevamente al programa principal.

Se ejecuta las líneas 8,9,10 y llega a la invocación del subprograma Y, entonces similar a lo que hizo
el compilador con el subprograma X hace con Y, ejecuta las líneas del subprograma Y, al finalizar
retorna al programa principal hasta terminar de ejecutar lo restante.

7.3 Variables globales y locales

Una variable es global o local en función de la zona dentro de la hoja de código en donde es
declarada. Esto puede ser por el alcance del valor de la variable con la cual se necesita trabajar.

Variable global

Es una variable que es declarada fuera de todo modulo, su valor almacenado es mantenido hasta que
se termine el programa.

#include <iostream>

int nro; //Variable global nro
void main(){

Variable local

Es una variable que es declarada dentro de un módulo, su valor almacenado es mantenido hasta que
termine el modulo.

#include <iostream>

void main(){
int nro; //Variable Local del programa principal

7.4 Funciones

Una función es un módulo de instrucciones con una tarea específica que retorna siempre resultado(s).
Este resultado es del tipo de datos con el cual fue definido.

Una función es código en espera hasta que la función sea invocada desde el programa principal, el
valor devuelto por la función puede ser almacenado o mostrado directamente por pantalla.

7.4.1 Definición de funciones

Para utilizar una función antes previamente debe ser definida. A continuación mostramos la definición
de una función:

<Tipo de dato> <Nombre Función> (<Lista de argumentos>){

<Conjunto de instrucciones>

return <valor/variable>;
}

Dónde:

<Tipo de dato>:

Tipo de datos valido C++ (int, double, bool, etc.) Véase apartado 3.1.1

<Nombre Función> :

Identificador valido C++(Aplica las reglas a nombrar variables Véase apartado 3.1.3)

<Lista de argumentos>:

Lista de variables separadas por coma, cada argumento debe estar declarado con el tipo de dato
(<Tipo de dato > <Argumento1>, < Tipo de dato > <Argumento2>,…)

<valor/variable>:

Valor o variable que la función devolverá como resultado, cabe decir que este resultado debe ser del
tipo de dato declarado por la función.

Ejemplo:

La siguiente función es de tipo entera y retorna la suma de dos números enteros.

int f_sumar(int A, int B){
int devolver;
devolver = A + B;
return devolver;
}

7.4.2 Invocación a las funciones

La función f_sumar es un código en espera sino hasta que es invocado desde el modulo void main.

Para invocar a una función se nombra la función y se pasan valores como se muestra a continuación:

void main(){
int A, resultado;
A=10;
resultado=f_sumar(A, 5);//Invocacion a funcion
printf("%dn", resultado);//Muestra 15
system("PAUSE");
}

Una función no es necesariamente invocado de la función principal void main también es posible que
sea invocado desde cualquier función valida de C++, y todas ellas estarán en espera hasta que sean
invocados desde el modulo void main. A continuación mostraremos como se invoca una función
dentro de otra:

int devolver;
devolver = A + B;
return devolver;
}

int f_doble(int A){
int devolver;
devolver = f_sumar(A, A);//Invocacion a funcion f_sumar
return devolver;
}

El programa completo es:

#include <iostream>

//Definicion de la funcion f_sumar
int devolver;
devolver = A + B;
return devolver;
}

//Definición de la funcion f_doble
int f_doble(int A){
int devolver;
devolver = f_sumar(A, A);//Invocacion a función f_sumar
return devolver;
}

//Programa Principal
void main(){
int A, resultado;
A=10;
resultado=f_doble(A);//Invocacion a función f_doble
printf("%dn", resultado);//Muestra 20
system("PAUSE");
}

7.5 Procedimientos

Un procedimiento es un tipo de función con la única restricción que NO retorna resultado(s). Por tanto
todas las reglas que se describieron para las funciones son también aplicables a los procedimientos.

En C++ los procedimientos también son conocidos como funciones void. Se concibe a un
procedimiento como bloque de código que es anexado al módulo que lo invoca.

7.5.1 Definición de Procedimientos

Para utilizar un procedimiento antes previamente debe ser definida. A continuación mostramos la
definición de un procedimiento:

void <Nombre Procedimiento > (<Lista de argumentos>){

<Conjunto de instrucciones>

}

Dónde:

<Nombre Procedimiento > :

Identificador valido C++(Aplica las reglas a nombrar variables Véase apartado 3.1.3)

<Lista de argumentos>:

Lista de variables separadas por coma, cada argumento debe estar declarado con el tipo de dato
(<Tipo de dato > <Argumento1>, < Tipo de dato > <Argumento2>,…)

Ejemplo:

El siguiente procedimiento muestra por pantalla un entero.

void f_mostrar(int A){
printf("%dn", A);
system("PAUSE");
}

7.4.2 Invocación a los Procedimientos

El procedimiento f_mostrar es un código en espera sino hasta que es invocado desde el modulo
void main.

void main(){
int A, resultado;
A=10;
f_mostrar(A); //Invocacion a Procedimiento f_mostrar
}

El programa completo es:

#include <iostream>

//Definición de Procedimiento f_mostrar
void f_mostrar(int A){
printf("%dn", A);
system("PAUSE");
}

//Procedimiento Principal
void main(){
int A, resultado;
A=10;
f_mostrar(A);//Invocacion a Procedimiento f_mostrar
}

Como podemos apreciar la función principal void main es un procedimiento o una función void.

Tener en cuenta que las variables que se declaran y los argumentos solo cuentan dentro del módulo
donde fueron declaradas, por lo tanto el argumento (int A) del procedimiento f_mostrar y la
variable int A de void main son distintas.

7.6 Tipos de Parámetros

En C++ los parámetros o argumentos de una función pueden ser de dos tipos: Por valor o por
referencia.

Parámetro Por Valor

Son aquellos parámetros en los cuales el valor o contenido de los parámetros es copiado, y dentro de
la función se trabaja con dicha copia. Esto sugiere que la variable real no puede ser modificada en
contenido.

void f_incrementar(int A){//Argumento A es por valor
A++;
printf("%dn", A);
}

void main(){
int A;
A=10;
f_incrementar(A);//Muestra 11
printf("%dn", A);//Muestra 10
system("PAUSE");
}

Parámetro Por Referencia

Son aquellos parámetros en los cuales la dirección de memoria es pasada hacia la función, esto indica
que dentro de la función se trabaja realmente con la variable que es pasada como argumento, por
tanto dicha variable puede ser modificada.

Para decirle al compilador de C++ que un argumento es por referencia se debe anteponer a la variable
el símbolo de ampersand &.

void f_incrementar(int &A){ //Argumento A es por referencia
A++;
printf("%dn", A);
}

void main(){
int A;
A=10;
f_incrementar(A);//Muestra 11
printf("%dn", A);//Muestra 11
system("PAUSE");
}

Se recomienda usar parámetros por referencia en lo mínimo. Es posible también modificar variables en
funciones si la declaramos como variables globales, esto nos va a facilitar el entendimiento y sabremos
que estamos modificando.

Capítulo 8

Arreglos

8.1 Arreglos Unidimensionales

8.1.1 Representación Grafica

8.1.2 Asignación de Valores

8.1.3 Lectura y escritura de datos

8.1.4 Recorrido, inserción y eliminación en un vector

8.2 Arreglos Bidimensionales




8.2.4 Recorrido, inserción y eliminación en una matriz

8.3 Ordenamientos

8.3.1 método de intercambio o burbuja

8.3.2 método por inserción,

8.3.3 método por selección

8.3.4 método de ordenación rápida (quicksort).

8.4 Búsquedas

8.4.1 Tipos de búsqueda

8.4.2 Método Búsqueda Binaria

8 Arreglos

Introducción

Los arreglos son conjuntos de datos del mismo tipo, agrupados en una variable y cuyo acceso
individual es numérico, este acceso individual es denominado índice. Un arreglo puede contener por
ejemplo listas de calificaciones de exámenes, de temperaturas o de nombres.

Cabe decir que la cantidad de elementos de los arreglos es de tipo estática es decir que al declarar la
longitud del vector esta va a mantener su longitud hasta el final del programa.

8.1 Arreglos Unidimensionales


A continuación mostramos un vector de tipo entero de 10 elementos:

int A[10]

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
7 5 6 3 0 8 2 1 15 9

A[0]=7 A[3]=3 A[8]=15


Asignar a un elemento del vector es mediante la variable seguida del índice entre corchetes así como
sigue a continuación:

<Variable_vector>[<indice>] = <variable / valor>;

Ejemplos:

A[0] = 7; A[3] = 3; A[8] = 15;

A[5] = A[1]; A[6] = A[6] * 2; A[7] = A[0] / A[1];

A[9] = desde + rand() % (1 + hasta - desde);


Leer o escribir un elemento del vector es similar ha como se hace a variables individuales mediante la
variable seguida del índice entre corchetes así como sigue a continuación:

Lectura

scanf(<formato>, &<Variable_vector>[<indice>] );

Ejemplos

scanf("%d", &A[ 5 ]);
scanf("%d", &A[ 0 ]);
scanf("%d", &A[ p ]);

Escritura

printf(<formato>, <lista de elementos de vector>);

Ejemplos

printf("%d", A[ 5 ]);

printf("%lf", B[ 0 ]);
printf("%d y %8.2lf", A[ p ], B[ p ]);

8.1.4 Recorrido, inserción, eliminación y ejemplos en un vector

Recorrido

Para recorrer un vector ya sea para asignación, lectura o escritura utilizamos la sentencia for

ya que conocemos el inicio y el final del recorrido, así como se muestra a continuación:

Ejemplo 1 Asignación del índice a cada elemento de un vector de 10 elementos:

Longitud=10;
for(i=0 ; i< Longitud ; i++){
A[i]=i;
}

Ejemplo 2 Ingreso por teclado a cada elemento de un vector de 10 elementos:

Longitud=10;
scanf("%d", &A[i]);
}

Ejemplo 3 Impresión por teclado a cada elemento en una línea para un vector de 10 elementos:

Longitud=10;
printf("%dn", A[i]);
}

Inserción

Sabemos que la longitud del vector es de tipo estática por tanto la inserción es simulada, es decir no
aumenta la longitud declarada al inicio.

Para tal caso debemos declarar la longitud del vector con un valor máximo tope, que contemple la
longitud actual más las inserciones.

Debemos tener la longitud virtual del vector en una variable

A continuación mostramos el algoritmo de inserción si suponemos que:

int A[6], N=4;

0 1 2 3 4 5
2 3 1 4

Algoritmo de inserción:

for(i = N-1 ; i>=posicion-1 ; i--)
A[i+1] = A[i];

A[posicion-1] = nro_insertar;
N++;

Dónde:

<A>: Vector de elementos

< posicion >: Posición a insertar

< nro_insertar >: Valor a insertar

< N >: Longitud del vector

Explicación del algoritmo

for(i = N-1 ; i>=posicion-1 ; i--)
A[i+1] = A[i];

< for(i = N-1 ; i>=posicion-1 ; i--) > significa que la variable < i > comienza de la longitud
del vector < N-1 >, y termina en la posición a insertar < i>=posicion-1 >. < A[i+1] = A[i] >
significa el elemento siguiente es igual al anterior.

Si < posicion > a insertar es 2 entonces:

Procedemos a desplazar los elementos desde el final hasta la posición:

A[i+1] = A[i]
A[4] = A[3]
A[3] = A[2]
A[2] = A[1]

Resultado:

0 1 2 3 4 5
2 3 3 1 4

A[posicion-1] = nro_insertar;

Si < nro_insertar > es 10 entonces:

A[2-1] = 10;

0 1 2 3 4 5
2 10 3 1 4

N++;

Como N tenía el valor de 4 y se incrementa en uno entonces:

N=5

Eliminación

Sabemos que la longitud del vector es de tipo estática por tanto la eliminación es simulada, es decir no
decrementa la longitud declarada al inicio.

Debemos tener la longitud virtual del vector en una variable.

A continuación mostramos el algoritmo de eliminación si suponemos que:

int A[6], N=5;

0 1 2 3 4 5
2 3 1 4 5

Algoritmo de eliminación:

for(i= posicion; i<N ; i++)
A[i-1]=A[i];

N--;

Dónde:

<A>: Vector de elementos

< posicion >: Posición a eliminar

< N >: Longitud del vector


for(i= posicion; i<N ; i++)
A[i-1]=A[i];

< for(i= posicion; i<N ; i++) > significa que la variable < i > comienza de la posición a
eliminar < i= posicion > hasta la longitud del vector < i<N >. < A[i-1] = A[i] > significa el
elemento anterior es igual al siguiente.

Si < posicion > a eliminar es 2 entonces:

Procedemos a desplazar los elementos desde la posición hasta el final:

A[i-1] = A[i]
A[1] = A[2]
A[2] = A[3]
A[3] = A[4]

Resultado:

0 1 2 3 4 5
2 1 4 5 5

N--;

Como N tenía el valor de 5 y se decrementa en uno entonces:

N=4


A continuación mostramos una matriz de tipo entero de 5x5 (filas x columnas) elementos:

int A[5][5]

A[0][0]=2 A[0][3]=6

0 1 2 3 4 A[1] [1]=6
0 2 3 5 6 7
1 5 6 0 8 6 A[2] [3]=9
2 2 6 3 9 5
3 1 2 7 2 8 A[3] [1]=2
4 7 8 9 3 4

A[4] [0]=7 A[3][3]=2


Asignar a un elemento de la matriz es mediante la variable seguida de los índices entre corchetes así
como sigue a continuación:

<Variable_matriz>[<índice_fila>][<índice_columna>] = <variable / valor>;

Ejemplos:

A[0][0] = 7; A[3][1] = 3; A[8][8] = 15;

A[5][0] = A[1][3]; A[6][2] = A[6][2] * 2; A[7][5] = A[0][3] / A[1][9];

A[9][1] = desde + rand() % (1 + hasta - desde);


Leer o escribir un elemento de la matriz es similar ha como se hace a variables individuales mediante
la variable seguida de los índices entre corchetes así como sigue a continuación:

Lectura

scanf(<formato>, &<Variable_matriz>[<índice_fila>][<índice_columna>]);

Ejemplos

scanf("%d", &A[ 5 ][ 5 ]);
scanf("%d", &A[ 0 ][ 1 ]);
scanf("%d", &A[ f ][ c ]);

Escritura

printf(<formato>, <lista de elementos de la matriz>);

Ejemplos

printf("%d", A[ 5 ][ 4 ]);
printf("%lf", B[ 0 ][ 0 ]);
printf("%d y %8.2lf", A[ f ][ 1 ], B[ f ][ c ]);

8.2.4 Recorridos y ejemplos de matrices.

Para recorrer una matriz ya sea para asignación, lectura o escritura utilizamos 2 sentencias for

Uno para controlar las filas y otro para las columnas, así como se muestra a continuación:

Ejemplo 1 Asignación de la suma de los índices a cada elemento de una matriz de 5x4 elementos:

TotalFilas=5;
TotalColumnas=4;
for(fila=0 ; fila < TotalFilas ; fila++)
for(columna=0 ; columna < TotalColumnas; columna++)
A[fila][columna]= fila + columna;

Ejemplo 2 Recorrer y sumar cada elemento en forma horizontal para una matriz de 2x3 elementos:

TotalFilas=2;
TotalColumnas=3;
S=0;
S+=A[fila][columna];

Recorrido:

fila columna
0 0
0 1
0 2
1 0
1 1
1 2

Ejemplo 3 Recorrer y sumar cada elemento en forma vertical para una matriz de 2x3 elementos:

TotalFilas=2;
TotalColumnas=3;
S=0;
S+=A[fila][columna];

Recorrido:

columna fila
0 0
0 1
1 0
1 1
2 0
2 1

Ejemplo 4 Cargar elementos a una matriz de 5x6 elementos:

TotalFilas=5;
TotalColumnas=6;
scanf("%d", A[fila][columna]);

Las instrucciones anteriores son correctas sin embargo tendremos que ingresar por teclado 5x6 veces
es decir 30.

Para tal caso podemos utilizar los números aleatorios:

tiempo=time(NULL);
srand(tiempo);

TotalFilas=5; TotalColumnas=6;
desde=1; hasta=10;
for(fila=0 ; fila< TotalFilas ; fila++)
for(columna=0 ; columna< TotalColumnas ; columna++)
A[fila][columna] = desde + rand() % (1 + hasta - desde);

Ejemplo 5 Generar y mostrar por pantalla una matriz de 5x6 elementos:

tiempo=time(NULL);
srand(tiempo);

TotalFilas=5; TotalColumnas=6;
desde=1; hasta=5;
for(fila=0 ; fila< TotalFilas ; fila++){
printf("nnt");
for(columna=0 ; columna< TotalColumnas ; columna++){
printf("t%d", A[fila][columna]);
}
}

Ejemplo 6 Definir e ingresar el orden NxM a una matriz:

//Definition
const int OrdenMax = 10;
int A[OrdenMax][OrdenMax], N, M;
//Ingreso
printf("nrIngrese # de filas de la matriz: "); scanf("%d", &N); fflush(stdin);
printf("nrIngrese # de columnas de la matriz: "); scanf("%d", &M);
fflush(stdin);

Ejemplo 7 Se tiene una matriz de orden N*M de tipo entero, se pide
generar y mostrar números aleatorios entre 1 y 16 dentro de la matriz.

#include <iostream>

#include "stdlib.h"
#include "time.h"

void main(){
//Definition de matriz
const int OrdenMax = 10;
int A[OrdenMax][OrdenMax], N, M;
int tiempo, desde, hasta, fila, columna;
//Ingreso orden matriz
printf("nrIngrese # de filas de la matriz: "); scanf("%d", &N);
fflush(stdin);
printf("nrIngrese # de columnas de la matriz: "); scanf("%d", &M);
fflush(stdin);

tiempo=time(NULL);
srand(tiempo);

desde=1; hasta=16; //rango números a generar
for(fila=0 ; fila<N ; fila++){
printf("nnt");
for(columna=0 ; columna<M ; columna++){
//generación de numero
//impresión de numero
printf("t%d", A[fila][columna]);
}
}

printf("nn");
system("PAUSE");

}

8.3 Ordenamientos

En arreglos existen muchos métodos de ordenación de elementos a continuación mostraremos los
más utilizados.

8.3.1 método de intercambio o burbuja

for(i=0 ; i<N-1 ; i++)
for(j=i+1 ; j<N ; j++)
if(A[i] > A[j]){
aux=A[i];
A[i]=A[j];
A[j]=aux;
}


El primer < for > indica que se debe recorrer desde el inicio < i=0 > hasta el penúltimo elemento <
i<N-1 >

for(i=0 ; i<N-1 ; i++)

El segundo < for > indica que se debe recorrer desde el siguiente del elemento actual < j=i+1 >
hasta el último elemento < j<N >

for(j=i+1 ; j<N ; j++)

Si N=6 el recorrido de los dos for:

i j
0 1,2,3,4,5
1 2,3,4,5
2 3,4,5
3 4,5
4 5

Recordar el algoritmo del intercambio de valores entre dos variables A y B:

aux = A;
A = B;
B = aux;

Supongamos que el vector es el siguiente:

0 1 2 3 4 5
3 5 4 6 7 0

Como conocemos N=6, el recorrido de las variables <i> y <j> el algoritmo del intercambio es
entonces:

i j A[i] A[j] A[i] > A[j] Intercambio
0 1 3 5 false
0 2 3 4 false
0 3 3 6 false
0 4 3 7 false
0 5 3 0 true 0 5 4 6 7 3

1 2 5 4 true 0 4 5 6 7 3
1 3 4 6 false
1 4 4 7 false
1 5 4 3 true 0 3 5 6 7 4

2 3 5 6 false
2 4 5 7 false
2 5 5 4 true 0 3 4 6 7 5

3 4 6 7 false
3 5 6 5 true 0 3 4 5 7 6

4 5 7 6 0 3 4 5 6 7

El resultado final es el arreglo ordenado:

0 3 4 5 6 7

Capítulo 9

Cadenas
9.1 Fundamentos de cadenas

9.2 Asignación de Valores

9.3 Lectura y escritura de datos

9.4 Arreglo de cadenas


9.1 Fundamentos de cadenas

Introducción

En el mundo de la programación y sistemas se trabajan con base de datos. Que no es más que datos
interrelacionados, y en su mayoría almacena datos de tipo texto (Cadenas).

Entonces debemos aprender también a manejar bien los datos tipos cadenas en operaciones de
concatenación, extracción, filtros, etc.

En C++ existen dos tipos de cadenas: estáticas y dinámicas. Nosotros comenzaremos con las de tipos
estáticas para comprender el manejo interno y de cómo son las operaciones primitivas.

Representación Grafica

A continuación mostramos un vector de tipo carácter de 12 elementos:

char A[12]

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
H O L A M U N D O 0 ? ?

A[0]=H A[3]=A A[8]=D Operador marcador de fin de cadena

9.2 Asignación de valores

Asignar a un elemento de la cadena es mediante la variable seguida de los índices entre corchetes así
como sigue a continuación:

<Variable_cadena>[<índice>] = <variable / valor>;

Ejemplos:

A[0] = '7';
A[3] = (char)65;
A[8] = 'A';

9.3 Lectura y escritura de Datos

Leer o escribir un elemento de la cadena es similar a como se hace en los vectores, con la adición de
entrada completa de la cadena mediante la función < gets >. Muchas de las operaciones en cadenas
se realizan mediante funciones (Véase apartado 6.5).

Lectura Carácter

scanf(<formato>, &<Variable_cadena>[<indice>] );

Ejemplos

scanf("%c", &A[ 5 ]);
scanf("%c", &A[ 0 ]);
scanf("%c", &A[ p ]);

Lectura Cadena

gets(<Variable_cadena>);

Ejemplos

gets(A);
gets(B);

Escritura Caracter

printf(<formato caracter>, <lista de elementos de cadena>);

Ejemplos

printf("%c", A[ 5 ]);
printf("%c y %c", A[ p ], B[ p ]);

Escritura Cadena

printf(<formato cadena>, <Variable cadena>);

Ejemplos

printf("%s", A);
printf("%s y %s", A, B);

9.4 Arreglo de cadenas

A continuación mostramos una matriz de tipo carácter de 5x16 elementos:

char A[5][16]

A[0][0]=J A[0][3]= <espacio> A[0][7]=A

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 J O E R O C A 0 ? ? ? ? ? ? ? A[1][10]=S
1 M A R I A S A L A S 0 ? ? ? ?
2 J U L I O T E L L O 0 ? ? ? ?
3 P E D R O M O R E N O 0 ? ? ? A[2][9]=L
4 P I L A R 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

A[4][0]=P A[4][4]=R A[3][7]=O A[3][12]=0


Lectura Cadena

gets(<Variable_cadena>[<índice fila>]);

Ejemplos

gets(A[0]);
gets(B[p]);

Escritura Cadena

printf(<formato cadena>, <Variable cadena>);

Ejemplos

printf("%s", A[0]);
printf("%s y %s", A[0], B[p]);

Ejemplo 1:

Ingrese una cadena de caracteres por teclado, desarrolle la simulación de la función extraer.

Solución

#include <iostream>

void main(){
const int LongitudMax = 100;
char cadena[LongitudMax], Resultado[LongitudMax];
int i, inicio, fin, nrocar, c;

printf("nrIngrese Cadena: "); gets(cadena); fflush(stdin);
printf("nrPosicion de Inicio a Extraer: "); scanf("%d", &inicio); fflush(stdin);
printf("nrNumero de caracteres a Extraer: "); scanf("%d", &nrocar);
fflush(stdin);

c=0;
fin=(inicio-1) + nrocar;
for(i=inicio-1 ; i < fin ; i++){
Resultado[c]=cadena[i];

c++;
}
Resultado[c]='0';

printf("nnLa cadena extraida es %snn", Resultado);

system("PAUSE");
}


const int LongitudMax = 100;
char cadena[LongitudMax], Resultado[LongitudMax];
int i, inicio, fin, nrocar, c;

Observamos la declaración de variables: una constante con la longitud máxima de la cadena, una
variable cadena para el ingreso y una variable resultado para mostrar lo que se va a extraer. Y un
conjunto de variables numéricas.

printf("nrIngrese Cadena: "); gets(cadena); fflush(stdin);
printf("nrPosicion de Inicio a Extraer: "); scanf("%d", &inicio); fflush(stdin);
printf("nrNumero de caracteres a Extraer: "); scanf("%d", &nrocar);
fflush(stdin);

Las instrucciones mostradas son para el ingreso de variables. Observar la instrucción <fflush> después
de cada instrucción de ingreso, para no perder caracteres.

c=0;
fin=(inicio-1) + nrocar;
for(i=inicio-1 ; i < fin ; i++){
Resultado[c]=cadena[i];
c++;
}

Inicializamos a la variable c a cero. La variable fin representa hasta donde se va a extraer, es inicio
menos uno más la cantidad de caracteres a extraer.

En el bucle for la variable i comienza en inicio menos uno hasta fin y se va asignando a resultado el
contenido carácter a carácter. La variable c representa el índice de la variable resultado.

Resultado[c]='0';

Demarcamos el final de la cadena.

printf("nnLa cadena extraida es %snn", Resultado);

Mostramos por pantalla el resultado.

Supongamos que los datos ingresados en el programa son los siguientes:

cadena=”JUAN PEREZ”

inicio=6

nrocar=4

Entonces:

c=0

fin = ( 6 - 1 ) + 4 = 9

i=5

i c Resultado[c]
5 0 P
6 1 E
7 2 R
8 3 E

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