Lenguaje c

Lenguaje C

Copyleft (c) 2006, Jose Daniel Gutiérrez Porset
josedaniel.gutierrez@ehu.es

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Copyright (c) 2006, Jose Daniel Gutiérrez Porset
josedaniel.gutierrez@ehu.es

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de GNU en su versión 1.2 o cualquier otra versión posterior publicada
por la Free Software Foundation, siendo todo él invariante. Una copia
de la licencia está disponible en la web de la Free Software
Foundation, dentro de la sección titulada GNU Free Documentation
License.

Este documento ha sido realizado íntegramente con software libre.

2

Índice

●
Licencia de uso de este documento
●
Introducción al lenguaje C
●
El preprocesador
●
Variables, constantes y literales
●
Expresiones y Operadores
●
Punteros
●
Control de flujo
●
Funciones
●
Arrays
●
Cadenas de caracteres
●
Estructuras
●
Tipos combinados
●
Gestión de memoria dinámica
●
Ficheros y streams
3

Características generales
●
Lenguaje compilado
●
Lenguaje de nivel mediobajo
●
“casesensitive”
●
Especificaciones:
– K&R (Dennis Ritchie and Brian Kernighan)
– ANSI C (X3.1591989) e ISO C
– C99
●
Más información en:
http://en.wikipedia.org/wiki/C_programming_language

4

Fases
vim, emacs, eclipse
1. Edición Editor
nano, kate, gedit,...

Fuente
.h,.c
Precompilador
2. Precompilación cpp
Fuente
precompilado

3. Compilación Compilador
gcc
Fuente GNU/Linux: .o
compilado Ms: .obj
4. Enlazamiento o Linkado

Librerías Enlazador
Librería 1 ld
Librería 1 Ejecutable Ms: .exe
GNU/Linux: .a,.la,.so
5
Ms: .lib

Edición de ficheros fuente
●
Claridad y facilidad de lectura:
– Usar indentaciones
– Dejar espacios
– Ejemplos de malas prácticas:
http://www.es.ioccc.org/main.html
●
Sintaxis de estructura correcta. Palabras reservadas.
●
Tipos de errores y avisos:
– Error de compilación: el compilador indica un error y no llega a
compilar el fuente
– Warning: el compilador compila el fuente pero avisa de algo.
– Error de ejecución
– Errores de funcionalidad y/o diseño 6

Estructura de un fichero fuente .c

int main (void)

7

Tipo de líneas de un fichero fuente .c
●
Instrucciones de precompilador: #
●
Comentarios
– 1 sola línea: //
– Más de 1 línea: entre /* y */
●
Sentencias simples acabadas en ;
●
Líneas no acabadas en ; (ej. sentencias if de una línea).
●
Bloques de sentencias entre { y }
●
Líneas vacías

8

Estructura de un fichero cabecera .h
●
Símbolos y macros de preprocesador
●
Declaraciones de estructuras, uniones y enumeraciones
●
Declaraciones typedef
●
Declaraciones de funciones externas
●
Declaraciones de variables globales

9

El preprocesador
Introducción
●
Preprocesador = Precompilador
●
Usos:
– Incluir ficheros externos en compilación.
– Definir y reemplazar etiquetas y macros.
– Realizar compilaciones condicionales.
Ej. un único fuente compilable para más de un sistema operativo

10

El preprocesador
Sintaxis
●
Sintaxis: líneas comienzan por #
Uso Sintaxis
Inclusión de ficheros #include < >
externos #include “ “
Definición de símbolos y #define
macros #undef
Condiciones #ifdef
#ifndef
#if expresión
#elif expresión
#else
#endif
Operadores para #if y #elif defined && ||

●
Algunos símbolos definidos: __DATE__, __FILE__,
__LINE__, __TIME__
11

Sistemas numéricos
y de caracteres
Sistemas numéricos
●
Conceptos:
– Conjunto de símbolos=base
– Tamaño de palabra.
– Rango de valores representables en un sistema de base B con N
símbolos:
●
Se pueden formar BN palabras
●
Los valores van de 0 a BN1
●
Desbordamientos u overflow.

12

Sistemas numéricos
y de caracteres
Sistemas numéricos
●
Bases más empleadas:
– Personas: decimal (base 10)
– Ordenadores:
●
binario (2): 0, 1. Bit y byte. Valores negativos: en C complemento a 2
(“rueda”, ej. 100 binario =4 decimal, 111 binario=1 decimal)
●
hexadecimal (16): 0,1,...,9,A,B,C,D,E,F
●
octal (8): 0, 1,...,7
●
Conversión entre sistemas (base 10 a binario y viceversa).

13

Sistemas numéricos
y de caracteres
Equivalencias
●
1 byte = 8 bits
●
1 K = 1024
●
1 M = 1024 K
●
1 G = 1024 M

14

Sistemas numéricos
y de caracteres
Tabla ASCII de caracteres
●
Representación de 128 caracteres con 7 bits.
– 33 no imprimibles
– 95 imprimibles. Ej. '0'=48,'A'=65.
!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?
@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[]^_
`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~
– No están ej. acentos ñ º ª
●
Dualidad carácter – número y uso de tipo char

15

Variables, Constantes y
Literales
Variables y Constantes
●
Variables y constantes: son representaciones de una
dirección de memoria en la que se guardará un dato o
conjunto de datos de un tipo concreto.
●
Conceptos básicos:
– Dirección de memoria.
– Valor. Valor inicial. Cambio en tiempo de ejecución.
– Ámbito de acceso o zona del programa de validez.

16

Literales
Declaración de variables y constantes
●
Concepto de declaración:
– Se reserva de espacio en memoria para almacenar el valor o
valores que representa.
– Especificación del ámbito y el tipo.
●
Es obligatorio antes del uso.
●
Si son variables locales a una función, se suelen declarar al
principio de la misma (aunque no es estrictamente
obligatorio).

17

Literales
Declaración de variables y constantes
●
Sintaxis para la declaración:
[<modificador>] <tipo_dato> <nombre_var>;
o bien:
<tipo_dato> [<modificador>] <nombre_var>;
●
Elementos:
–

18

Literales
Identificadores
●
Identificador o nombre
●
Normas para identificadores:
– 1er carácter: sólo ‘A’,…,’Z’, ’a’,…, ’z’, ‘_’, (‘$’ según versiones)
– Resto de caracteres: ‘A’,…,’Z’, ’a’,…, ’z’, ‘0’,..., ‘9’, ‘_’, (‘$’ según
versiones)
– No se permiten palabras clave de C
●
Por convenio (no obligatorio):
– Las variables se escriben en minúsculas
– Las constantes se escriben en mayúsculas
– Si constan de varias palabras, van separadas por _

19

Literales
Tipos
●
El tipo de un dato especifica:
– La naturaleza o uso de los datos que representa
– El nº de bytes que ocupa en memoria
– El rango de valores que puede contener
●
Los tipos de datos pueden ser:
– Predefinidos o propios del lenguaje C
– Combinados a partir de los definidos
– Definidos por quien programa

20

Literales
Tipos de datos predefinidos en C
●
Números enteros
Palabra clave Tamaño (bytes) Rango
char 1 [-128, 127]
unsigned char 1 [0,255]
short 2 (>=2 según S.O.) [-32.768, 32.767]
unsigned short 2 (>=2 según S.O.) [0, 65.535]
int 4 (>=2 según S.O.) [-2.147.438.648, 2.147.438.647]
unsigned int 4 (>=2 según S.O.) [0, 232-1]
long 4 (>=4 según S.O.) [-2.147.438.648, 2.147.438.647]
unsigned long 4 (>=4 según S.O.) [0, 232-1]

●
Números reales
Palabra Tamaño Rango
clave (bytes)
float 4 [-3,4 * 1038, -1,18 * 10-38] 0 [1,18 * 10-38, 3,4 * 1038]
double 8 [-1,79 * 10308, -2,23 *10-308] 0 [1,79 * 10-308, 2,23 * 10308]
long double 12

(Para ver los rangos, mirar /usr/include/limits.h) 21

Literales
Tipos de datos predefinidos en C
●
Otros
Palabra clave Tamaño (bytes)
struct depende
union depende
[] depende
* 4 (según S.O.)
(bitfields) depende
enum depende

– Nota: void no representa un tipo como tal pero aplica a:
●
Funciones que no devuelven nada
●
Argumento para funciones que no tienen parámetros
●
Punteros

22

Literales
Modificadores
●
Elemento sintáctico para indicar características como:
– Ámbito. Si no se indica nada, en una declaración dentro de una
función indica ámbito local, y fuera de una función indica ámbito
global.
– Si es constante o variable. Si no se indica nada es variable (no
constante)

23

Literales
(Modificadores)
●
const:
– El valor es una constante en tiempo de ejecución
– Ámbito: idem que lo indicado
●
static
– En una declaración dentro de una función indica ámbito local, y:
●
El valor se mantiene entre llamadas a la función.
●
El valor se inicializa a 0.
– En una declaración fuera de una función, indica ámbito de
módulo.
●
extern: Se emplea para referenciar a variables y constantes
globales declaradas en otro fichero.
24

Literales
Clasificación de variables
●
Variables y Constantes locales
– Ámbito: la función en la que se declaran
– Valor inicial: si se usa static 0 y si no indeterminado
●
Parámetros de una función
– Ámbito: la función en la que se declaran
– Valor inicial: el valor de la llamada

25

Literales
(Clasificación de variables)
●
Variables y Constantes de módulo o fichero fuente
– Ámbito: el fichero fuente
– Valor inicial: 0
●
Variables y Constantes globales
– Ámbito: todo el programa, incluso distintos módulos
– Valor inicial: 0

26

Literales
Asignación de variables
●
Concepto de Asignación: dar un valor a la variable.
●
Sintaxis para la asignación:
<nombre_var> = <valor>;
●
La primera vez que se asigna un valor se llama
“inicialización”. Hasta ese momento el valor de la variable
es indeterminado.
●
Puede inicializarse en la declaración. Sintaxis para la
declaración con inicialización:
[<modificador>] <tipo_dato> <nombre_var> = <valor>;

27

Literales
Constantes
●
No cambian de valor en tiempo de ejecución
●
Definición de constantes:
– En el preprocesador, mediante #define
– En el compilador, declarando una variable con el modificador
const. Es obligatorio inicializarlas en la declaración. Ej:
int const PI=3.14;

28

Literales
Literales
●
Son las apariciones de números, caracteres y cadenas de
caracteres.
Constante Representación Tipo Ejs
Números -Formato decimal int o 3
enteros -Formato octal: 0nn siendo nn cifras de 0 a 7 long ('L') 5L
-Formato hexadecimal: 0xnnnn... siendo nnnn...: 047
0,...,9,a,...,f,A,...,F 067L
0xA4
0x123L
Números -Formato decimal: M.N double o 3.0
reales -Formato exponencial (equivalente a Mx 10N): float (‘f’ o 45.6F
MeN ‘F’). 2.4e3f
Caracteres Valor entre comillas simples char 'a'
Caracteres no imprimibles: Secuencias de Escape 't'
Cadenas Valor entre comillas dobles “nKaixotama”
de Internamente terminan en '0'
caracteres Caracteres no imprimibles: Secuencias de Escape

29

Literales
Literales – secuencias de escape
●
Las secuencias de escape son literales formados por parejas
de caracteres donde el primer carácter es que tienen un
significado especial.
Secuencia de Escape Carácter
" "

' '

? ?

a BEL (timbre)

b BS (backspace)

f FF (form feed)

n NL (newline)

r CR (Carriage Return)

t HT ( Horizontal Tab)

v VT (Vertical Tab)

0 NULL
30

Funciones básicas de E/S

●
(Más adelante se verán las funciones en profundidad)
●
Funciones: E S Comentarios
scanf printf Según formato
getchar putchar Carácter
gets puts Cadena

●
Necesario:
#include <stdio.h>

31


●
Cadenas de formato para printf y scanf:
Tipo Cadena Comentarios
char "%c” Con printf muestra el carácter del código ASCII
correspondiente

int “%d” o “%i” Con printf de char muestra el valor numérico del
código ASCII

long “%li”

float y double “%f”

Cadena “%s”

Puntero “%p”

●
Uso de & en scanf:
– Sí para leer variables de tipo número o carácter
– No para leer contenidos de arrays o cadenas y se hace con el
nombre del array o la cadena
32

Precauciones
●
En funciones con formato (printf, scanf) hacer
corresponder el nº y tipo de parámetros al nº y tipos
indicados con %
●
En scanf usar adecuadamente &

33

Introducción
●
Expresiones: combinación de operadores y operandos.
●
Operadores: indican la operación a realizar para evaluar un
valor.
●
Operandos: variables y constantes
●
Conversión de tipos de datos: implícita y explícita

34

Clasificación de operadores
Grupo Nº args
Aritméticos unarios expr++ expr-- ++expr --expr + -

binarios + - * / %

Aritméticos bits unarios ~
binarios >> << & | ^
Lógicos unarios !
binarios > < >= <= == !=
&& ||
ternarios ?:
Asignación binarios = += -= *= /= %=

Asignación bits binarios >>= <<= &= |= ^=

Memoria unarios * &
binarios . -> []
Otros unarios () (casting) sizeof
binarios ,

35

Operador sizeof
●
Indica el tamaño en bytes ocupado por el operando, que
puede ser:
– una variable
– una constante literal
– una constante en tiempo de ejecución
– un tipo de dato; es obligatorio que el tipo esté entre ( )

36

Comentarios a operadores
●
% sólo opera entre números enteros
●
Operadores lógicos:
– Dan como resultado numérico 1 si es verdadero y 0 si es falso
es.
– El operador ! aplicado a números da 1 si el argumento es
distinto de 0 y 0 en caso contrario. Equivale a arg!=0
●
() puede tener 3 usos: función, agrupación y casting.
●
Operador coma ,: se usa para separar expresiones y el resultado
es la última expresión. Poco empleado.

37

Precauciones
●
No confundir = con ==. El operador = siempre devuelve
el valor de la asignación.
●
Cuidado con la precisión y los overflows o
desbordamientos. Especialmente en el operador casting

38

Tabla de precedencia
Grupo Operador Dirección

Expresiones varias () [] . -> expr++ expr-- izda-a-dcha
* & + - ! ~ ++expr --expr
Operadores unarios (typecast) sizeof() dcha-a-izda
Operadores binarios */% izda-a-dcha
+-
>> <<
< > <= >=
== !=
&
^
|
&&
||
Operador ternario ?: dcha-a-izda
= += -= *= /= %= >>= <<= &=
Asignación ^= |= dcha-a-izda
Coma , izda-a-dcha

39

Punteros
Concepto
●
Conceptos: dirección y contenido
●
En una dirección de memoria puede haber uno de estos
contenidos:
– Datos: variables y constantes en tiempo de ejecución
– Código: funciones
●
Puntero: tipo de dato que representa una dirección de
memoria en la cual se almacena un dato o bien se
encuentra una función

40

Punteros
Declaración
●
Se reserva memoria para almacenar una dirección (4
bytes).
●
<tipo_apuntado> * <nombre_var_puntero>;
●
Si <tipo_apuntado> es void, el puntero puede usarse para
apuntar a una función, o para apuntar a cualquier tipo de
dato.

41

Punteros
Operador *
●
Usos:
– (Multiplicación)
– Declaración de puntero.
– Contenido de una dirección de memoria. El operando puede ser:
●
Una variable de tipo puntero
●
Una constante en tiempo de ejecución de tipo puntero
●
Un número entero (esté en una variable, constante en tiempo de
ejecución, o sea un literal) al que se hace un casting a puntero.

42

Punteros
Operador &
●
Usos:
– (and lógico de bits)
– Dirección de memoria (donde hay una variable,...). El operando
puede ser:
●
Una variable
●
Una constante en tiempo de ejecución
●
Una función
●
(Nunca un literal)
●
Ejemplo: uso en función scanf

43

Punteros
Operadores aritméticos, de comparación y asignación
●
Operadores aritméticos +, , ++, : tienen en cuenta el
tipo apuntado.
●
Operadores de comparación (==,!=) entre punteros:
– Comparan las direcciones de los punteros, pero no el contenido.
●
Operador de asignación (=) entre punteros:
– Copia una dirección en la otra, no los contenidos.

44

Punteros
Precauciones
●
Acceso indebido a memoria: no se debe acceder a zonas de
memoria no declaradas por el programa
– Puede ocasionar errores graves en lectura, y muy graves en
escritura.
– No es un error detectado en tiempo de compilación
●
Saber cuándo hay que usar &, * o ninguno de los
anteriores

45

Control de Flujo
Clasificación de sentencias
●
Condicionales: ejecutan una sola vez una o varias líneas de
código dependiendo de una condición
– if
– switch
●
Repetitivas: ejecutan varias veces una o varias líneas de
código dependiendo de una condición
– while
– do – while
– for

46

Control de Flujo
Sentencia if
●
Sintaxis:
if (<expresión>) {
<bloque sentencias ok>
} [else {
<bloque sentencias no ok>
}]

47

Control de Flujo
Sentencia switch
●
Sintaxis:
switch (<expresión>) {
case <constante 1>:
[<bloque sentencias 1>
[break;]]
case <constante 2>:
[<bloque sentencias 2>
[break;]]
...
case <constante n>:
[<bloque sentencias n>
[break;]]
[default:
<bloque sentencias default>]
}

– Si no se indica break, se ejecuta el siguiente bloque siempre,
48
aunque no se cumpla su condición case

Control de Flujo
Sentencias while y do-while
●
Sintaxis while:
while (<expresión>) {
<bloque sentencias ok>
}

●
Sintaxis do while:
do {
<bloque sentencias>
} while (<expresión>);

49

Control de Flujo
Sentencia for
●
Sintaxis:
for ([<inicialización>];[<expresión>];[<actualización>])
{
<bloque sentencias>
}

●
Funcionamiento:
– 1) <inicialización>
– 2) La expresión se evalúa a verdadero o falso
– 3.a) Si <expresión> es verdadera se ejecuta el bloque, después se
ejecuta <actualización> y finalmente se vuelve a 2)
– 3.b) Si <expresión> es falsa se termina
50

Control de Flujo
Resumen y Comentarios
●
Uso de <expresión>
– En if, while, do while, for: se evalúa a verdadero o falso
– En switch: se compara con constantes enteras
●
En if, while, do while, for si <bloque de sentencias> tiene
sólo 1 línea no es necesario encerrarlo entre { }, e incluso
se puede escribir todo en una línea.
●
Claridad en la escritura:
– Indentación
– Distintos lugares posibles de { }
●
Posibilidad de anidamientos.

51

Control de Flujo
Precauciones
●
Bucles infinitos para las sentencias repetitivas
●
Si <bloque de sentencias> tiene más de 1 línea:
– En if, while, do while, for es obligatorio el uso de { }
– En switch no es obligatorio lo anterior
●
Anidamientos: ojo a indentaciones, else, {} y ;
●
if y while no llevan ; después de la condición, a no ser que
se ponga a propósito por algo
●
Casos especiales de expresiones condicionales:
– Si no es una expresión de comparación
– Uso de = en vez de ==
52

Funciones
Introducción
●
Filosofía de programación modular:
– Dividir problema complejo en problemas sencillos
– Razones:
●
Claridad
●
Facilidad de desarrollo
●
Facilidad de mantenimiento: detección de errores, modificaciones,...

53

Funciones
Conceptos
●
Función: Bloque de sentencias que realizan una tarea de
mayor o menor nivel (=más general o más concreta)
●
Función que hace la llamada y función que es llamada
●
Llamada una o, en general, más veces
●
Resultado
●
Parámetros o argumentos:
– Formales: los de la declaración.
– Reales: los valores concretos pasados en tiempo de ejecución.

54

Funciones
Introducción
●
En C:
– Puede recibir o no parámetros concretos en cada llamada
– Puede devolver uno o ningún resultado
– Puede modificar los valores originales de los parámetros que recibe
– En un fichero fuente no puede haber más de una función con un
mismo nombre
– Función especial: main
●
3 Sentencias de funciones:
– Declaración, Definición, Llamada

55

Funciones
Declaración de Funciones
●
Concepto: indicar al compilador y al enlazador:
– El nombre de la función
– El tipo de dato que devuelve
– El nº y tipo de parámetros
– (El ámbito:)
●
static: local al fichero fuente; el nombre no se exporta al linker
●
extern: el código está en otro fichero
●
Sinónimo: prototipo.

56

Funciones
Declaración de Funciones
●
Sintaxis:
<tipo> <nombre funcion> ([lista de parámetros]);
– <tipo>: si no devuelve nada, se indica void
– <lista de parámetros>:
●
Tipos y, opcionalmente nombres (útil a nivel descriptivo, ej. caso de
funciones de librerías), separados por comas.
●
Si no recibe ningún parámetro, se puede indicar void
●
Lugar para la declaración: antes de ser llamadas
– Las funciones definidas por el usuario van antes del main
– Las funciones no definidas por el usuario (ej. las del sistema, otras
librerías,...) van en un fichero .h.

57

Funciones
Definición de Funciones
●
Concepto: programación del código o implementación
●
Sintaxis:
<tipo> <nombre funcion> ([lista de tipos y nombres
de parámetros])
{
[<declaración de variables locales a la
función>]
[<sentencias de la función>]
[return <expresión>;]
}

58

Funciones
Definición de Funciones
●
Comentarios:
– Primera línea semejante a la declaración. Diferencias:
●
No termina en ;
●
Además de los tipos ha de incluir los nombres de los parámetros
●
Lugar de la definición: suelen ir en el mismo fichero
después del main, pero podrían estar:
– En un fichero fuente .c aparte.
– En un fichero ya compilado (objeto o librería), ej. printf

59

Funciones
Llamadas a Funciones
●
Concepto: salto a la primera línea del código de la función
●
Sintaxis:
... <nombre funcion> ([lista de valores de
parámetros]) ...

<lista de valores de parámetros>

– Separados por comas.
– Los valores reales en el momento de la llamada
– Pueden ser:
●
Variables
●
Expresiones de variables y/o constantes

60

Funciones
Llamadas a Funciones
●
Lugares de la llamada: puede llamarse una o varias veces
en el programa, siempre desde una función que puede ser:
– La main
– Otra función
– La misma función: recursividad

61

Funciones
Contextos
●
Contexto = ámbito = zona del programa donde unas
variables tienen sentido
●
Se distinguen:
– Contexto de la función desde la que se hace la llamada
– Contexto de la función llamada
●
Los parámetros pasados a una función existen en ambos
contextos:
– En el de la función desde la que se llama y a la que se vuelve.
Pueden ser:
●
Variables
●
Expresiones de variables y/o constantes
– En el de la función llamada. Son idénticos a las variables locales 62

Funciones
Paso de parámetros
●
En el caso de que un parámetro sea una variable (no una
expresión de variables y/o constantes), al volver al
contexto de la función desde la que se llamó pueden ocurrir
dos casos:
– Que  el valor de la variable no se haya modificado en la
función llamada
– Que  el valor de la variable se haya modificado en la
función  llamada

63

Funciones
Paso de parámetros
●
Paso por valor:
– Al volver no se ha modificado la variable original
– En la llamada se pasa su valor
●
Por referencia
– Al volver se ha modificado la variable original
– En la llamada se pasa la referencia o dirección de memoria en la
que se encuentran
– Utilidad: para que una función calcule más de un valor (return
sólo puede devolver, como mucho, un único valor)

64

Funciones
Sencuencia en la llamada a una función
●
Almacenamiento del contexto del punto desde el que se llama
(posición de ejecución, entorno de variables locales) y de los valores
de los argumentos
●
Salto al nuevo punto de ejecución
●
Creación de nuevo ámbito o contexto:
– Parámetros, como variables locales a la función
– Variables locales propias de la función
●
(Ejecución de sentencias de la función)

65

Funciones
Sencuencia en la vuelta de una función
●
Almacenamiento del posible valor de retorno
●
Destrucción del contexto (variables locales) de la función llamada
●
Vuelta (salto) al punto original de la ejecución
●
Recuperación del valor devuelto por la función
●
Recuperación del contexto de la función llamante

66

Funciones
Función especial: main
●
Declaración con varias posibilidades:
– int main (void)
– int main (int argc, char*argv[])
– Menos estándar: int main (int argc, char*argv[], char **envp)
(envp: array de cadenas siendo el elemento final la cadena NULL)
●
El valor de retorno se puede recoger desde el programa que
hace la llamada en tiempo de ejecución.
Ej. en bash, de la forma:
echo $?
o bien:
a=$?
echo $a
67

Funciones
Documentación de una función
●
Declaración:
– Nombre
– Tipo del valor de retorno
– Nº y tipo de Parámetros
●
Fichero(s) cabecera
●
Objetivo y descripción
●
Valor de retorno
●
Observaciones

68

Funciones
Librerías
●
Definición:
– Conjunto de ficheros objeto (compilados), con funciones y/o
variables listas para ser enlazadas
– Paquetizados según un formato específico
●
Clasificaciones:
– Estándares o no; http://en.wikipedia.org/wiki/C_standard_library
– Programadas por el usuario o del sistema

69

Funciones
Librerías
●
Toda librería consta de:
– Fichero .h: con declaraciones de funciones externas,...
(En GNU/Linux están en /usr/include)
– Fichero .o,.a,.la de código compilado
(En GNU/Linux están en /usr/lib, ej. libc.a)
– Ficheros .c de código fuente. Importancia del Software libre
●
Correspondencia de fichero compilado a fichero cabecera
no siempre 1 a 1:
libm.a ............ math.h
libc.a ............. stdio.h, stdlib.h, string.h,...

70

Arrays
Concepto de Arrays
●
Tipo de dato que representa un conjunto de datos de igual
tipo, almacenados en posiciones contiguas de memoria
●
Tiene una o varias dimensiones:
– Unidimensionales (semejante avectores)
– Bidimensionales (semejante a matrices de 2 dimensiones)
– ...
– Multidimensionales

71

Arrays
Concepto de Arrays
●
Distinguir:
– Nº máximo de elementos : no puede ser modificado
dinámicamente en tiempo de ejecución
– Nº de elementos inicializados
●
Tamaño en bytes de un array =
nº máximo de elementos x tamaño de cada elemento

72

Arrays
Arrays unidimensionales
●
Disposición en memoria
●
– Modalidad 1: sin inicialización
<tipo> <nombre_var_array> [num_elem];
– Modalidad 2: con inicialización. En este caso el nº de elementos es
opcional:
<tipo> <nombre_var_array> [num_elem]={valor1, valor2,...};
<tipo> <nombre_var_array> []={valor1, valor2,...};
●
En caso de indicar el nº de elementos, éste ha de ser una
constante

73

Arrays
Arrays unidimensionales
●
Acceso a los elementos de un array:
– Cada elemento se referencia como:
<nombre_var_array> [<indice>]
siendo <indice> un valor entre 0 y <num_elem>1
●
Dualidad arraypuntero:
– Los elementos de un array se pueden referenciar con notación de
puntero, de la forma:
var_array + N ≡ &var_array[N]
– El nombre del array representa la dirección de memoria en la que
se encuentra el primer elemento:
var_array ≡ &var_array[0]

74

Arrays
Arrays unidimensionales como parámetros de funciones
●
Posibilidades:
– Elementos del array uno a uno. Problema: muchos parámetros
– Array completo
●
Array completo: por referencia
– Pasando el nombre se pasa la dirección de todo el array.
– Los valores de los elementos del array pueden ser modificados
dentro de la función
– Para informar a la función del nº de elementos, puede hacerse:
●
Empleando otro parámetro para la función
●
Usando constantes con igual valor en la función llamante y la función
llamada

75

Arrays
Arrays unidimensionales como parámetros de funciones
●
Sintaxis de la declaración de un array unidimensional como
parámetro por referencia:
– Con notación array:
<tipo_func><nombre_func (...,<tipo> [],...);
– Con notación puntero:
<tipo_func><nombre_func (...,<tipo> *,...);

76

Arrays
Arrays unidimensionales como resultado de funciones
●
No se debe devolver un array como resultado de una
función en el caso de que dicho array se haya declarado
como variable local a la función, ya que al finalizar ésta la
zona de memoria del array no es válida (se destruye el
contexto de la función llamada).
●
Otras formas:
– Modificar por referencia un array pasado como parámetro desde la
función que hace la llamada.
– Devolver un puntero a una zona de memoria reservada
dinámicamente dentro de la función.

77

Arrays
Arrays bidimensionales
●
Disposición en memoria: primero filas y luego columnas
●
– Modalidad 1: sin inicialización
<tipo> <nombre_var_array> [num_filas][num_cols];

– Modalidad 2: con inicialización. En este caso el nº de filas es
opcional:
<tipo> <nombre_var_array> [num_filas][num_cols]={valor1, valor2,...};

<tipo> <nombre_var_array> [num_filas][num_cols]={array_u1, array_u2,...};

(siendo array_u1,... arrays unidimensionales de num_cols elementos)
<tipo> <nombre_var_array> [][num_cols]={valor1, valor2,...};

<tipo> <nombre_var_array> [][num_cols]={array_u1, array_u2,...};

(siendo array_u1,... arrays unidimensionales de num_cols elementos)
78

Arrays
Arrays bidimensionales
●
Sintaxis de acceso a los elementos de un array
bidimensional:
<nombre_var_array> [<indice_fila>][<indice_col>]
●
Sintaxis de la declaración de un array bidimensional como
parámetro por referencia: indicar el tamaño de todas las
dimensiones menos la primera.
<tipo_func><nombre_func (...,<tipo> [][num_cols],...);

79

Arrays
Operadores de comparación y asignación
●
Operadores de comparación (==,!=) entre arrays:
– Comparan las direcciones de los arrays, pero no el contenido.
– Para comparar los contenidos hay que emplear un bucle.
●
Operador de asignación (=) entre arrays:
– No es aplicable.
– Para hacer la copia de un array a otro hay que hacerlo elemento a
elemento o mediante funciones de librería.

80

Arrays
Precauciones
●
Acceso indebido a memoria: no se debe acceder a zonas de
memoria no declaradas por el programa,
ej. en arrays, acceso a elementos más allá de <tamaño1>
– Puede ocasionar errores graves en lectura, y muy graves en
escritura.
– No es un error detectado en tiempo de compilación
●
Inicialización de arrays completos, de la forma { }: sólo en
la declaración. Si no, elemento a elemento.
●
Los elementos de un array declarado como variable local
dentro de una función llamada, no son válidas a la vuelta
en la función llamante.

81

Introducción
●
Definición: es un array de caracteres que termina con el
carácter '0' (NULL).
●
Una constante literal de cadena tiene dos posibles
representaciones:
– Entre “ “. El compilador reserva automáticamente un byte más
para el carácter final '0'. Ej.
“cadena”
– Caracteres entre { } siendo el último '0'. Ej:
{'c','a','d','e','n','a','0'}

82

Declaración
●
No son un tipo predefinido en C. Hay dos posibilidades:
– Array de char. En memoria:
char a[]=”kaixo”;
+---+---+---+---+---+---+
a | k | a | i | x | o |0 |
+---+---+---+---+---+---+

– Puntero a char. En memoria:
char *p=”kaixo”;
+---+ +---+---+---+---+---+---+
p | * =====>| k | a | i | x | o |0 |
+---+ +---+---+---+---+---+---+

83

Declaración
●
Array de char:
– Se hace una reserva de memoria igual al nº de elementos indicado
en la longitud del array, o si ésta no se indica igual a la longitud de
la cadena a la que se inicializa más uno.
– Sólo se puede igualar a una cadena constante en la inicialización.
Más adelante no se puede igualar a otras cadenas, sean constantes
o variables
●
Puntero a char:
– Se hace una reserva de memoria para almacenar el tamaño del
puntero, y otra para almacenar los caracteres igual que en el caso
anterior.
– Se puede igualar a otras cadenas en cualquier momento.
– Si al declararlo se inicializa, su contenido no puede ser modificado
84

Sintaxis para la declaración como array de char
●
Sin inicialización:
char str[<longitud>];
●
Con inicialización. En este caso la longitud es opcional:
char str[<longitud>]=”cadena”;
char str[<longitud>]={'c','a','d','e','n','a','0'};
char str[]=”cadena”;
char str[]={'c','a','d','e','n','a','0'};
char str[]={num1,num2,...,,numN,0};
– En caso de indicarse <longitud>, se almacena ese nº de bytes,
independientemente de que no coincida con la longitud de
cadena+1

85

Sintaxis para la declaración como puntero a char
●
Sin inicialización:
char *str;
●
Con inicialización:
char *str=”cadena”;
– No es posible modificar a posteriori el contenido.
– No es válida la sintaxis:
char *str={'c','a','d','e','n','a','0'};

86

●
Operadores de comparación (==,!=) entre cadenas de
caracteres:
– Comparan las direcciones de los punteros, pero no el contenido.
– Para comparar los caracteres de las cadenas se debe emplear la
función strcmp
●
Operador de asignación (=) entre cadenas de caracteres:
– Si una cadena se declara como array de char, no se puede igualar a
otra cadena (excepto en la inicialización a un literal string).
– Si una cadena se declara como char *:
●
Para copiar los caracteres de una cadena a otra no vale con igualar los
punteros que las designan. Hay que copiar caracter a caracter (ej. con
un bucle o con la función strcpy).
●
Si se iguala a un literal string después no puede variar su contenido. 87

Funciones
●
Declaradas en stdio.h:
– E/S en stdin y stdout: printf, scanf, puts, gets
– E/S en un stream: fprintf, fscanf, fputs, fgets
– E/S en otra cadena: sprintf, sscanf
●
Declaradas en string.h:
– Longitud (nº de caracteres) de una cadena: strlen
– Copia de una cadena a otra: strcpy
– Concatenación de una cadena detrás de otra: strcat
– Comparación de dos cadenas: strcmp
– Búsqueda de en una cadena: strchr, strrchr, strstr

88

Precauciones
●
Carácter '0' final:
– A nivel de almacenamiento, considerar un byte adicional para el
carácter '0' final
– Diferenciar entre la longitud de la cadena (el nº de caracteres), y el
nº de bytes ocupados
– Todas las funciones que operan sobre cadenas sólo se detienen (ej.
strlen, sprintf, strcpy) cuando encuentran '0'.

89

Precauciones
●
Memoria controlada:
– No se puede modificar el contenido de una cadena de tipo puntero
a char si apunta a un literal.
– Gestión de memoria: al copiar una cadena a otra (sprintf, strcat,
strcpy), hay que tener espacio previamente reservado en el
destino. Posibles problemas:
●
Array demasiado corto.
●
Puntero sin reserva de espacio.
– La función gets es insegura porque no comprueba desbordamiento
de buffers. Mejor usar fgets (ver tema de ficheros y streams).

90

Estructuras
Introducción
●
Tipo de dato que almacena un conjunto de datos de
distinto tipo bajo un mismo nombre.
●
Pasos para el empleo de estructuras:
– Declaración de la estructura fuera de funciones, antes de usarla en
variables y funciones.
– Declaración de las variables de tipo struct y/o funciones que
devuelvan tipo struct

91

Estructuras
Declaraciones
●
Sintaxis para declarar la estructura:
struct <nombre_estructura> {
<declaración [e inicialización] campo 1>;
<declaración [e inicialización] campo 2>;
...
<declaración [e inicialización] campo n>;
};
●
Ha de hacerse fuera de y antes de la función donde se use
(main u otras): variables o valor de retorno de ese tipo.
●
Si se inicializa algún campo, queda inicializado por defecto
para todas las variables de tipo estructura
92

Estructuras
Declaraciones
●
Sintaxis para declarar variables y valores de retorno de
funciones de tipo estructura:
struct <nombre_estructura> <variable>;
struct <nombre_estructura> <funcion> ...

93

Estructuras
Uso de estructuras
●
Acceso a los campos de estructura:
– Si es una variable de tipo estructura:
operador .
<nombre_variable_estructura>.<nombre_campo>
– Si es una variable de tipo puntero a estructura:
operador >
<ptr_a_estructura> -> <nombre_campo>
Equivale a: (*<ptr_a_estructura>).<nombre_campo>
●
Paso de parámetros de tipo estructuras a funciones:
mejor pasar por referencia, en vez de por valor

94

Estructuras
●
Operadores de comparación (==,!=) entre variables de
tipo struct: no son válidos, y hay que hacer una
comparación campo a campo.
●
Operador de asignación (=) entre estructuras: sí es posible
copiar una variable de tipo estructura a otra del mismo tipo
(internamente se produce una copia campo a campo),
incluso aunque alguno de los campos sea de tipo array.

95

Tipos combinados

●
Array de punteros
char *nombres[10];
●
Array de estructuras
struct persona mi_clase[10];
●
Estructura con tipos de campos variados:
struct alumna {
struct nom_ap1_ap2 identificador;
float notas[10];
char *mem_dinamica;
};

96

Tipos combinados
Puntero a ...
●
En general útil para funciones con paso de parámetros por
referencia
●
Puntero a estructura:
struct persona * ptr_struct;
●
Puntero a puntero. Como parámetro de una función se
modificaría el valor de un puntero (no el contenido
apuntado por el mismo).
int ** ptr_ptr;
●
Puntero a array: su uso es infrecuente, y se emplea para
pasar por referencia un array multidimensional con
notación de puntero:
char (*ptr_a_array)[]; 97

Introducción
●
Reserva estática:
– En tiempo de compilación. Ej. arrays
– No puede modificarse el tamaño ni liberarse en tiempo de
ejecución
●
Reserva dinámica:
– En tiempo de ejecución.
– Sí puede modificarse el tamaño de la reserva y liberarse en tiempo
de ejecución
●
Funciones:
– Declaradas en malloc.h o en stdlib.h (con incluir uno es suficiente)
– Reserva: calloc, malloc, realloc
– Liberación: free 98

Precauciones
●
Comprobar errores devueltos
●
Liberar siempre lo reservado

99

Ficheros y streams
Introducción
●
Ficheros físicos: información almacenada en un dispositivo:
disco (HD, CD, DVD), USB, memoria,...
– Características: nombre, tamaño, ubicación, permisos, propietario
– Ubicación o path: en GNU/Linux directorios separados por '/'
●
Fichero lógico: abstracción de un lenguaje de programación
para acceder a los ficheros físicos.

100

Ficheros y streams
Introducción
●
Contenido de los ficheros:
– Caracteres ASCII, con líneas separadas. ('n' en GNU/Linux)
– Caracteres no ASCII binarios (posiblemente contendrá caracteres
ASCII). Ejs:
●
Audio, video, ejecutables
●
Texto formateado (rtf, openoffice,...)
●
El contenido es independiente del nombre, ej. fichero1.dat,
fichero.txt

101

Ficheros y streams
Streams
●
Son los ficheros lógicos empleados en C: objetos para
manejar ficheros y dispositivos.
●
El tipo de un stream es: FILE*
●
Definición en stdio.h. Otros símbolos:
– NULL: 0
– EOF: 1 (end of file)

102

Ficheros y streams
Conceptos de streams
●
Nombres de ficheros físicos
●
Operaciones típicas:
– Lectura y escritura. Caracteres ascii o binarios. Buffers de streams
– Desplazamiento. Indicador de posición.
●
Abrir streams. Lo primero para trabajar con streams. Modos
de apertura:
– r, r+, w, w+, a, a+
– Diferenciación binario/ASCII: está definido en el estándar ANSI C,
pero en los sistemas POSIX (GNU/Linux incluido) no hay
distinción
●
Indicadores de error y de fin de fichero
●
Cerrar streams. Obligatorio para los streams abiertos. 103

Ficheros y streams
Funciones
●
Declaradas en stdio.h y stdio_ext.h (éste no es estándar)
●
Streams:
– E/S: contenido texto(=ASCII) o binario. Ver cuadro sinóptico
– Volcado de buffers de salida y entrada: fflush,__fpurge
– Abrir, cerrar y reasignar stream: fopen, fclose,freopen
– Indicadores de fin de fichero y error: feof, ferror,
clearerr
– Desplazar y obtener indicador de posición: fseek, rewind,
ftell
●
Ficheros:
– Borrar, renombrar: remove, rename
104

Ficheros y streams
Streams predefinidos
●
Hay 3 streams especiales:
Stream Definición Por defecto Valor
stdin Entrada estándar Teclado 0
stdout Salida estándar Pantalla 1
stderr Salida de errores Pantalla 2

●
Al ejecutar un programa ya están abiertos, y además de los
dispositivos a los que están asignados por defecto, pueden
ser redirigidos. Útiles en redirecciones y pipes.
Ej. en bash:
– programa >fichero1 <fichero2
– programa1 | programa 2 > fichero
– programa 2>fichero1
105

Ficheros y streams
Precauciones
●
Comprobar errores devueltos
●
Fijarse si la función de lectura o escritura opera sobre un
fichero de texto o binario
●
Fijarse si la función opera sobre un nombre de fichero o
sobre un stream. En este caso, tener en cuenta el orden:
– Abrir el stream antes de leer/escribir
– Cerrar el stream tras su uso, antes o después
●
En funciones con formato (fprintf, fscanf,...) hacer
corresponder el nº de parámetros al nº de %

106

Referencias

●
http://www.lysator.liu.se/c/
●
http://www.faqs.org/faqs/Cfaq/faq/

107

Lenguaje c

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