PDF de programación - Bloque 1. Conceptos y técnicas básicas en programación

Bloque 1. Conceptos y técnicas básicas
en programación
1. Introducción
2. Datos y expresiones. Especificación de algoritmos
3. Estructuras algorítmicas básicas
4. Iteración y recursión
5. Iteración y recursión sobre secuencias
6. Iteración y recursión sobre tablas

UNIVERSIDAD
DE CANTABRIA

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS,
ESTADÍSTICA Y COMPUTACIÓN
4

© Michael González Harbour y José Luis Montaña

1/oct/09

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Notas:

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1. Introducción

2. Datos y expresiones. Especificación de algoritmos

• Tipos primitivos. Variables y constantes. Operadores y expresiones. Noción de especificación. Noción
de predicado. Reglas de consecuencia de una especificación. Encapsulamiento: Concepto de clase
y objeto. Métodos y paso de parámetros. Especificación de clases y objetos

3. Estructuras algorítmicas básicas

4. Iteración y recursión

5. Iteración y recursión sobre secuencias

6. Iteración y recursión sobre tablas

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Tipos primitivos
Entero
• conjunto de los números enteros
• en la práctica limitado a un rango
• dispone de aritmética exacta en ese rango
Real
• conjunto de los números reales
• en la práctica limitado a un subconjunto de números racionales
• aritmética de punto flotante (no exacta)

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Tipos primitivos (cont.)
Carácter
• un único carácter alfanumérico, incluyendo

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letras y cifras de 0-9

-
- signos de puntuación
- espacios en blanco y tabuladores
- otros caracteres sin representación gráfica (ej., salto de línea)

Booleano
• valor lógico (verdad o falso)
Texto:
• secuencia de caracteres

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Variables y constantes
Las variables definen una zona de memoria donde cabe un dato de
un tipo determinado, cuyo valor podemos cambiar
Se identifican mediante un nombre
Existen diversos tipos
• atributos (variables de clase y objeto)
• variables locales (variables de método)
• argumentos o parámetros (datos que pasamos a métodos al

invocarlos)

Las constantes son iguales, pero el valor no puede cambiar

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Sintaxis para describir variables y
constantes
La notación habitual en lenguajes de la familia del C/Java es:
tipo nombre;
tipo nombre:=valorInicial;
tipo nombre1, nombre2, nombre3;
En otros lenguajes (Pascal/Ada) se define al revés:
nombre: tipo;
nombre: tipo:= valorInicial;
nombre1,nombre2,nombre3 : tipo;
Para la especificación pueden usarse indistintamente
Para definir constantes pondremos delante la palabra const

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Ejemplos de definición de variables y
constantes
entero i,j;
entero k:=3;
real tempDeseada:=22.0;
real tempAmbiente;
caracter c1=’a’;
booleano estaEncendido:=verdad;
texto miNombre:="Pedro González";
texto miDireccion;
const real tempMaxima:=100.0;

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Operadores y expresiones
Los cálculos y operaciones de transformación de datos se llaman
expresiones
Una expresión permite obtener un resultado y se compone de
• uno o más operandos: datos que vamos a usar
• cero o más operadores: indican las operaciones que vamos a

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realizar
- unarios: operan con un solo dato
- binarios: operan con dos datos
-
ternarios: operan con tres datos

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Reglas de precedencia
Los operandos tienen reglas de precedencia, para saber en qué
orden se aplican
a+b/c-d
La precedencia puede modificarse mediante paréntesis
(a+b)/(c-d)

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Operaciones con enteros

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Operador

+
-
- (unario)
*
div
/
mod
%

Ejemplo

a+b
a-b
-a
a*b
a div b
a/b
a mod b
a%b

Operación

suma
resta
cambio de signo
multiplicación
división entera de a entre b

resto de la división entera de a entre b

Precedencia:
• los multiplicativos mayor predecencia que los aditivos

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Operaciones con reales

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Operador

+
-
- (unario)
a*b
a/b
a mod b
a%b

Ejemplo

a+b
a-b
-a
a*b
a/b
a mod b
a%b

Operación

suma
resta
cambio de signo
multiplicación
division real de a entre b
parte fraccionaria de la división de a
entre b

Precedencia:
• los multiplicativos mayor predecencia que los aditivos

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Ejemplos de expresiones
Enteras
entero i,j,k;

i
-25
(i*25+3) mod 2
(i-j)*k+(35 div i)
Reales
real x,y,z;
x*1.0e-6
x-z/y
-y

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Conversiones de tipo
Generalmente intentaremos no mezclar datos de tipos distintos en
las expresiones
Cuando sea imprescindible, usaremos el operador de cambio de
tipo (cast)
(tipo) expresion
Ejemplos
• convertir la expresión real a entera
(entero) (5.0*x+y)
• Usar un número entero en una expresión real
5.0*(y+(real)i)

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Operaciones relacionales
Permiten comparar dos valores del mismo tipo para obtener un
resultado booleano

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Operador

==
!=
>
>=
<
<=

Ejemplo

a==b
a!=b
a>b
a>=b
a<b
a<=b

Operación

igual a
distinto de
mayor que
mayor o igual a
menor que
menor o igual que

Tienen menos precedencia que los operadores aritméticos

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Operaciones lógicas
Permiten operar con valores booleanos para obtener un resultado
también booleano

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Operador

&
|
!
&&

||

Ejemplo

a & b
a | b
! a
a && b

a || b

Operación

y (a veces se pone ∧)
o (a veces se pone ∨)
no (a veces se pone ¬)
y entonces
(b sólo se evalúa si es necesario)
o si no
(b sólo se evalúa si es necesario)

Precedencia
!, &, |

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Ejemplos de expresiones relacionales y
lógicas
Expresiones simples
x>5.0
i==j
Comprobación: x en el intervalo [-5,3)
x>=-5 && x<3
Comprobación: x fuera del intervalo (-2,2)
x<=-2 || x>=2
Observar que los operadores relacionales no pueden
concatenarse
-5<x<3 //¡incorrecto!

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Noción de especificación
Para desarrollar un algoritmo seguiremos dos pasos
• especificación: describe lo que hace el algoritmo, sin detallar

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cómo lo hace

• diseño: describe con detalles lo que hace el algoritmo, es decir,

su secuencia de instrucciones
Elementos de una especificación

- declaración de variables
- precondición: condiciones sobre el estado inicial de las variables
- nombre del algoritmo
- postcondición: condiciones sobre el estado final de las variables

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Noción de predicado
Un predicado es una relación entre objetos con un resultado
booleano
• La precondición y postcondición son predicados
Pueden describirse de modo informal o formal

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Ejemplos de predicados

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+

+

z2

y

0>

}

∧

x

∧

z

∧

z

y≥

y2

z∧

x≥

0>

0=

R2=

x2
∧
Un arco de 90º de radio R en el plano x-y
z
z es el máximo de x e y
z=max(x,y)
n N: m
∈∃
m es múltiplo de k

x y,{

k n⋅

∈

=

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Ejemplo de una especificación
Algoritmo que calcula la superficie de un
triángulo, dados sus lados
var
real a,b,c
real s, area
fvar
{Pre: a=A,b=B,c=C contienen los lados
del triángulo}
Cálculo del área
{Post: a=A, b=B, c=C, s=(A+B+C)/2,

}

s s A–(

) s C–(

) s B–(

area

=

)

A

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c

B

b

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a

C

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Ejemplo de una especificación
resumida

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var
real a,b,c
real s, area
fvar
{Pre: a=A,b=B,c=C contienen los lados del triángulo}
Cálculo del área
{Post: s= semiperímetro del triángulo,

Si no se dice nada del valor de una variable, se sobreentiende que
no cambia

s s A–(

area

}

=

) s B–(

)s

cC–

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Ejercicios de especificación
Especificar un algoritmo que no haga nada sobre dos variables
enteras
Especificar un algoritmo que intercambie el valor de dos variables
Especificar un algoritmo que ordene tres variables enteras en
orden creciente
Especificar un algoritmo que convierta una cantida