lunes, 9 de enero de 2017

El Lenguaje de programaci´on C

El Lenguaje de programaci´on C I Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos

El Lenguaje de programaci´on C II Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Funciones y estructura de un programa

 El Lenguaje de programaci´on C III funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 4 / 218 El Lenguaje de programaci´on C IV Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Biblioteca C Biblioteca C Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 5 / 218 El Lenguaje de programaci´on C V Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Herramientas Valgrind Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 6 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 7 / 218 Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 8 / 218 Caracter´ısticas del lenguaje C I Es el lenguaje de programaci´on de prop´osito general asociado al sistema operativo UNIX I Es un lenguaje de medio nivel. Trata con objetos b´asicos como car´acteres, n´umeros . . . ; tambi´en con bits y direcciones de memoria I Posee una gran portabilidad I Se utiliza para la programaci´on de sistemas: construcci´on de interpretes, compiladores, editores de texto, etc Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 9 / 218 I El lenguaje C consta de I El lenguaje C propiamente dicho: tipos de datos, expresiones y estructuras de control I Extensiones en forma de macros y un amplio conjunto de librer´ıas predefinidas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 10 / 218 Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 11 / 218 Estructura de un programa C I Un programa e C consta de uno o m´as m´odulos (ficheros fuentes) I Cada m´odulo puede contener I directivas del precompilador, p.e para “incluir” otros ficheros (#include) y “definir” constantes y macros (#define) I declaraciones de variables y prototipos de funciones I una o m´as funciones I comentarios I Cada funci´on puede contener I directivas del precompilador I declaraciones I uno o m´as bloques I comentarios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 12 / 218 I Cada bloque puede contener I directivas del precompilador I declaraciones I una o m´as sentencias I comentarios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 13 / 218 I Cada sentencia debe estar terminada por ; I Cada bloque de sentencias se encierra entre llaves {. . . } I La funci´on denominada main es la que primero se ejecuta I Los comentarios pueden aparecer en cualquier lugar del c´odigo y se insertan entre /* y */ as´ı /* esto es un comentario*/ I o entre // y final de l´ınea // esto es otro comentario Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 14 / 218 Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 15 / 218 Primeros ejemplos #include main() { printf("hola, primer programa en C\n"); } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 16 / 218 #include main() { int fahr, celsius; int lower, upper, step; lower=0; upper=300; step=20; fahr=lower; while(fahr<=upper) { celsius=5*(fahr-32)/9; printf("%d\t%d\n",fahr,celsius); fahr=fahr+step; } } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 17 / 218 Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 18 / 218 Compilaci´on de un programa I Normalmente invocamos al compilador con cc o gcc (el compilador de gnu) I Cuando tecleamos cc programa.c para generar un ejecutable a partir de un fichero fuente obtenemos un ejecutable, t´ıpicamente denominado a.out. Sin embargo se realizan tres tareas I Paso por el preprocesador C. Es el que procesa las l´ıneas que comienzan con # (pe #include, #define. . . ). Puede invocarse directamente con cpp I La compilaci´on propiamente dicha. Genera ficheros objeto (.o) a partir de los ficheros fuente. Puede invocarse como cc -c I El enlazado. Realizado por ld Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 19 / 218 Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 20 / 218 Directivas del precompilador #include Incluye el fichero, cuyo nombre se indica, para su compilaci´on con el resto del c´odigo I Si el nombre del fichero va entre <...> se busca en el directorio include del sistema (/usr/include). Por ejemplo #include hace que el fichero /usr/include/stdio.h se incluya en ese punto para ser compilado con nuestro fichero fuente I El nombre se puede poner entre comillas (“) y el sistema lo buscar´a en el directorio actual (tambi´en se puede poner una ruta absoluta) I Los ficheros se suelen denominar .h y contienen declaraciones de tipos, variables y prototipos de funciones (son ficheros fuente que pueden verse) Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 21 / 218 #define Define un s´ımbolo, es decir cada ocurrencia de ese s´ımbolo es sustituida por su definici´on. Por ejemplo I El C distingue entre may´usculas y min´usculas, aunque la costumbre es utilizar may´usculas para los s´ımbolos definidos por el preprocesador I ejemplo #define MAX 1024 hace que todas las ocurrencias de la cadena MAX dentro del c´odigo son sustituidas por 1024 I El c´odigo que se compila lleva 1024 donde iba MAX I Si MAX iba dentro de comillas ’’...‘‘, no se sustituye Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 22 / 218 #include #define UPPER 300 #define LOWER 0 #define STEP 20 main() { int fahr, celsius; fahr=LOWER; while(fahr<=UPPER) { celsius=5*(fahr-32)/9; printf("%d\t%d\n",fahr,celsius); fahr=fahr+STEP; } }


Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 24 / 218 Depuraci´on I Para depurar programas disponemos del depurador, que nos permite ejecutar los programas en un entorno controlado I Para usar el depurador a Compilamos con cc -g $gcc -g ejercicio1.c b Invocamos el depurador pas´andole el ejecutable como par´ametro antonio@abyecto:~$ gdb a.out GNU gdb (GDB) 7.3-debian Copyright (C) 2011 Free Software Foundation, Inc. ....... (gdb) I Dentro del depurador podemos establecer puntos de ruptura con break (break numerol´ınea o break nombrefunci´on), ejecutar paso a paso con step o next, ver variables con display . . . . El depurador dispone de ayuda en l´ınea, mediante help Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 25 / 218 Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 26 / 218 make I Facilita el proceso de generaci´on y actualizaci´on de un programa. I Determina autom´aticamente qu´e partes de un programa deben recompilarse ante una actualizaci´on de algunos m´odulos y las recompila. I Se crean un archivo Makefile con las dependencias entre los ficheros: un fichero debe actualizarse si alguna de sus dependencias es m´as reciente I El Makefile define tambi´en los mandatos necesarios para actualizar cada archivo en base a sus dependencias Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 27 / 218 I El Makefile esta formado por una serie de reglas. Donde cada regla tiene el siguiente formato objetivo: dependencia1 dependencia2 . . . mandato1 mandato2 mandato3 ... I N´otese que antes de cada mandato hay un caracter tab I Para compilar usamos la orden ‘‘make objetivo’’ que I Encuentra la regla correspondiente a objetivo I Trata sus dependencias como objetivos y las resuelve recursivamente I Dentro del Makefile se pueden definir variables (y acceder a sus valores) como en el shell: VAR=valor para definir la variable y ${VAR} o $(VAR) para acceder a su valor. $@ se refiere al nombre del objetivo Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 28 / 218 Ejemplo muy sencillo de make I Consideremos el siguiente programa (programa.c) #include "funcion1.h" #include "funcion2.h" main() { int a=MAX1,b=MAX2; funcion1(); funcion2(); } I Donde funcion1.h #define MAX1 1000 void funcion1(void); I y funcion2.h #define MAX2 2000 void funcion2(void); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 29 / 218 Ejemplo muy sencillo de make I Adem´as, funcion1.c es #include "funcion1.h" void funcion1(void) { int i=MAX1; return; } I y funcion2.c es #include "funcion2.h" void funcion2(void) { int j=MAX2; return; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 30 / 218 Ejemplo muy sencillo de make I si queremos compilarlo, y generar un programa llamado programa.out 1. Compilar´ıamos funcion1.c gcc -c funcion1.o funcion1.c 2. Compilar´ıamos funcion2.c gcc -c funcion2.o funcion2.c 3. Compilar´ıamos programa.c de la siguiente manera gcc -o programa.out programa.c funcion2.o funcion1.o I Cada vez que se modificase uno de los archivos habr´ıa que repetir alguna (o todas) de las anteriores compilaciones Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 31 / 218 Ejemplo muy sencillo de make I El siguiente archivo Makefile se ocupa de decidir que hay que compilar y hacerlo programa.out: programa.c funcion1.h funcion2.h funcion1.o funcion2.o gcc -o programa.out programa.c funcion2.o funcion1.o funcion1.o: funcion1.h funcion1.c gcc -c funcion1.o funcion1.c funcion2.o: funcion2.h funcion2.c gcc -c funcion2.o funcion2.c limpiar: rm programa.out funcion1.o funcion2.o Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 32 / 218 Otro ejemplo de make CC=gcc CFLAGS=-g OBJS2=prac2.o aux1.o all: prac1 prac2 prac1: prac1.o aux1.o gcc -g -o prac1 prac1.o aux1.o prac2: $(OBJS2) ${CC} ${CFLAGS} -o $@ ${OBJS2} prac1.o prac2.o: prac.h clean: rm -f prac1.o aux1.o ${OBJS2} Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 33 / 218 Introducci´on Caracter´ısticas del lenguaje C Estructura de un programa C Primeros ejemplos Compilaci´on de un programa Directivas del precompilador Depuraci´on make Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 34 / 218 Ejercicios I Compilar los programas de ejemplo de esta secci´on I Observar las salida del preprocesador de cada uno de ellos I Usar el depurador para ejecutar paso a paso los dos ´ultimos y ver como cambian de valor las variables en el bucle I Crear un Makefile para un archivo y compilarlo con make Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 35 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 36 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 37 / 218 Nombres de variables I los nombres de variables pueden tener letras, n´umeros y el s´ımbolo ’ ’. I Deben empezar por una letra (pueden empezar por ’ ’ pero no es recomendable pues es el criterio que usan las rutinas de la biblioteca) I Pueden llevar may´usculas y min´usculas. El C distingue entre may´usculas y min´usculas I La costumbre es que las variables van en min´uscula y las constantes en may´uscula I Las palabras reservadas if, else . . . no pueden usarse como nombres de variables Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 38 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 39 / 218 Tipos y tama˜nos de datos I El C tiene pocos tipos de datos char Un byte. Contiene un caracter (o un n´umero entre 0 y 255) int Un entero. El tama˜no depende del sistema donde estemos float Un real double Un real en doble precisi´on I Adem´as int puede ser short o long y tanto int como char pueden ser signed o unsigned I unsigned long int, unsinged long, I El tama˜no depende del compilador pero int no es menor que short ni mayor que long I Existe tambi´en el long long int con mayor rango y el long double con precisi´on extendida para los reales Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 40 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 41 / 218 Constantes I Una constante entera es int (ejemplo 12714) I Si queremos que sea long le ponemos el sufijo ’l’ o ’L’. (ejemplo 12714L) I Una constante con un punto decimal o un exponente es un double (ejemplos 3.141516, 1e-5) I Si queremos que sea float le ponemos el sufijo ’f’ o ’F’ (ejemplos 3.141516f, 1e-5F) I Si una constante entera comienza por 0 se entiende que est´a en octal y si comienza por 0x o 0X en hexadecimal I Ejemplos 034892 (octal) 0xffff4000 (hexadecimal) Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 42 / 218 I Una constante car´acter se pone entre comillas simples (ejemplo ’a’). Puede aparecer en operaciones y su valor es el c´odigo de dicho caracter I Una constante car´acter tambi´en se puede expresar por su c´odigo en octal o hexadecimal. Ejemplos: ’\077’ (octal) o ’\x3f’ (hexadecimal) I Algunas constantes especiales: ’\t’ (tab) ’\n’ (fin de l´ınea’) ’\r’ retorno de carro . . . I Una constante cadena se encierra entre comillas dobles (”. . . “). Las cadenas en C est´an terminadas por el caracter ’\0’, Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 43 / 218 I Una expresi´on constante es una expresi´on que solo incluye constantes. Puede ser evaluada en tiempo de compilaci´on y ser utilizada en lugar de una constante #define MAXIMO 1024 char linea[MAXIMO/2 +20]; I Un caso particular de constantes son los tipos enumerados. Un tipo enumerado es una lista de valores enteros constantes enum boolean {FALSE, TRUE}; I Salvo que se especifique otra cosa, comienzan en 0, as´ı FALSE ser´ıa 0 y TRUE 1 I Tambi´en puede especificarse el valor de comienzo enum dias {LUNES=1, MARTES, MIERCOLES, JUEVES, VIERNES, SABADO, DOMINGO}; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 44 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 45 / 218 Declaraciones de variables I Todas las variables deben ser declaradas antes de su uso. I Las declaraciones deben aparecer al principio de cada funci´on o bloque de sentencias I La declaraci´on consta de un tipo de variable y una lista de variables separadas por coma int i,j; float x,pi; unsigned long longitud, contador; I Las variables pueden inicializarse en la declaraci´on float pi=3.1416; unsigned long contador=0; I Puede utilizarse el simbol const para indicar que la variable no puede ser cambiada const float e=2.7182; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 46 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 47 / 218 Operadores aritm´eticos + suma - resta * multiplicaci´on / divisi´on. Si los operandos son enteros la divisi´on es entera % resto entero. No admite operandos float o double Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 48 / 218 #include #define UPPER 300 #define LOWER 0 #define STEP 20 main() { float fahr, celsius; fahr=LOWER; while(fahr<=UPPER) { celsius=5.0/9.0*(fahr-32) printf("%f\t%f\n",fahr,celsius); fahr=fahr+STEP; } } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 49 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 50 / 218 Operadores de relaci´on y l´ogicos I Operadores de relaci´on < menor que <= menor o igual que > mayor que >= mayor o igual que == igual a ! = distinto Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 51 / 218 I Operadores l´ogicos && AND || OR ! NOT I Los operadores l´ogicos se eval´uan de izquierda a derecha, y se detiene la evaluaci´on tan pronto como se conoce el resultado. Por ejemplo i> Desplazamiento de bits a la derecha ˜ Complemento a 1 Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 56 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 57 / 218 Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones I Los operadores incremento (++) y decremento (−−) pueden usarse dentro de expresiones. Si preceden a la variable, el incremento o decremento se produce antes de usarla, en caso contrario despu´es. Ejemplo: linea[i++]=’a’; asigna a linea[i] el valor ’a’ y luego incrementa el valor de i, mientras que linea[--i]=’z’ primero decrementa el valor de i y luego le asigna a linea[i] el valor ’z’ I Cuando se modifica el valor de una variable a partir de un valor anterior, puede escribirse de forma m´as compacta I xOPERADOR =expresi´on; equivale a x=x OPERADOR (expresi´on); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 58 / 218 x+=expresi´on; equivale a x=x+expresi´on; x-=expresi´on; equivale a x=x-expresi´on; x*=expresi´on; equivale a x=x*expresi´on; . . . x>> =expresi´on; equivale a x=x>>expresi´on; x&=expresi´on; equivale a x=x&expresi´on; . . . x+=2; /*x=x+2*/ x*=4+y; /*x=x*(4+y)*/ Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 59 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 60 / 218 Expresi´on condicional I Es de la forma expre1?expre2 : expre3 I Se eval´uan expre1, si es cierta (distinta de 0) el resultado es lo que valga expre2 I Si es 0, el resultado es lo que valga expre3 I Ejemplos char * a; a= (p==NULL)? "cadena1": gets(p); int n; n= i*j*k ? 2567: (int) sqrt (pi); printf ("Resultado: %s\n" (p!=NULL)? p:" error"); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 61 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 62 / 218 Precedencia y orden e evaluaci´on I El C no especifica en que orden se eval´uan los operandos de una expresi´on. Por ejemplo, en la expresi´on x = f () + g() no sabemos si se evaluar´a primero f() o g() I El C tampoco especifica en que orden se eval´uan los par´ametros a una funci´on, printf (‘‘%d %d’’,++i,i) produce un resultado indeterminado I Las operaciones l´ogicas se eval´uan de izquierda a derecha y se detiene la evaluaci´on tan pronto como se conozca el resultado I El C s´ı define una precedencia entre distintos operadores, Adem´as cada operador tiene una asociatividad, como puede verse en la tabla siguiente Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 63 / 218 OPERADORES asociatividad () [] -> . izquierda a derecha ! ~ ++ -- - * & (tipo) sizeof derecha a izquierda * / izquierda a derecha + - izquierda a derecha << >> izquierda a derecha < <= > >= izquierda a derecha == != izquierda a derecha & izquierda a derecha ^ izquierda a derecha | izquierda a derecha && izquierda a derecha || izquierda a derecha ?: derecha a izquierda = += -= *= /= %= &= |= etc derecha a izquierda , izquierda a derecha Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 64 / 218 Tipos, operadores y expresiones Nombres de variables Tipos y tama˜nos de datos Constantes Declaraciones de variables Operadores aritm´eticos Operadores de relaci´on y l´ogicos Conversiones de tipo Operadores de bit Incremento y decremento, asignaci´on y expresiones Expresi´on condicional Precedencia y orden e evaluaci´on Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 65 / 218 Ejercicios I Escribir un programa en C que nos imprima los tama˜nos de todos los tipos de datos I Escribir una funci´on InvierteBitsC que invierte los bits de un caracter sin signo I Escribir una funci´on InvierteBitsS que invierte los bits de un entero corto sin signo. I Escribir una funci´on InvierteBitsL que invierte los bits de un entero largo sin signo I Hacer un programa que imprima los enteros del 0 al 100 y el resultado de invertir los bits I Considerando los n´umeros del 0 al 100 como caracteres sin signo I Considerando los n´umeros del 0 al 100 como enteros cortos sin signo I Considerando los n´umeros del 0 al 100 como enteros largos sin signo Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 66 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 67 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 68 / 218 I Una expresi´on seguida en un ; es una sentencia I Toda sentencia debe ir terminada con ; I Pueden ir varias sentencias en una misma l´ınea I Las llaves { } se emplean para agrupar sentencias. en lo que se denomina bloque I Un bloque es sint´acticamente equivalente a una sentencia I Dentro de un bloque puede haber sentencias y declaraciones Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 69 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 70 / 218 if else if (expresi´on) sentencia1 else sentencia2 I Se eval´ua expresi´on. Si es distinta de 0 (cierta) se ejecuta sentencia1, si es 0 se ejecuta sentencia2 I El else es opcional I Tanto sentencia1 como sentencia2 pueden ser un bloque se sentencias entre llaves { } I Expresi´on no termina con ; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 71 / 218 I Dado que el else es opcional, una sentencia else siempre va con el if inmediatamente anterior I El siguiente c´odigo es incorrecto if (n>0) if (a>b) printf ("a es mayor que b\n"); else printf ("n es menor que 0\n"); I La versi´on correcta ser´ıa if (n>0) { if (a>b) printf ("a es mayor que b\n"); } else printf ("n es menor que 0\n"); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 72 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 73 / 218 else-if if (expresi´on1) sentencia1 else if(expresi´on2) sentencia2 else if(expresi´on3) sentencia3 . . . else sentencian I Permite tomar decisiones m´ultiples I Se eval´uan en orden Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 74 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 75 / 218 switch switch (expresi´on) { case constante1: sentencias case constante2: sentencias case constante3: sentencias . . . default: sentencias } I Permite tomar una decisi´on m´ultiple basada en una expresi´on que puede tomar un n´umero de valores constantes enteros (los char son un tipo de entero) I El valor de expresi´on se va comparando con las constantes por orden y una vez que coincide con una de ellas se ejecutan todas las sentencias (incluidas las de los cases siguientes) hasta que se encuentra la sentencia break I Esto permite agrupar varios valores constantes que compartan una misma acci´on I Si no queremos que pase de un case al siguiente, debemos terminarlo con break Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 76 / 218 #include main() /* count digits, white space, others */ { int c, i, nwhite, nother, ndigit[10]; nwhite = nother = 0; for (i = 0; i < 10; i++) ndigit[i] = 0; while ((c = getchar()) != EOF) { switch (c) { case ’0’: case ’1’: case ’2’: case ’3’: case ’4’: case ’5’: case ’6’: case ’7’: case ’8’: case ’9’: ndigit[c-’0’]++; break; case ’ ’: case ’\n’: case ’\t’: nwhite++; break; default: nother++; break; } } printf("digits ="); for (i = 0; i < 10; i++) printf(" %d", ndigit[i]); printf(", white space = %d, other = %d\n", nwhite, nother); return 0; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 77 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 78 / 218 bucleswhile, for y do..while while (expresi´on) sentencia I Se eval´ua expresi´on, y si es distinta de 0 se ejecuta sentencia I sentencia debe estar terminada por ; I sentencia puede ser un bloque se sentencias entre llaves { } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 79 / 218 int strlen(char s[]) { int i; i=0; while (s[i]!= ’\0’) ++i; return i; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 80 / 218 for (expr1; expr2; expr3) sentencia I Equivale exactamente a expr1; while (expr2){ sentencia expr3; } I La expresiones del for, a diferencia de otros lenguajes, no tienen por que ser referidas a enteros, pueden ser expresiones de cualquier tipo Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 81 / 218 int atoi(char s[]) { int i, n; n=0; for(i=0; s[i]>=’0’ && s[i]<=’9’; ++i) n=10*n+(s[i]-’0’); return n; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 82 / 218 do sentencia while (expresi´on) I Se ejecuta sentencia y despu´es se eval´ua expresi´on, con lo que sentencia se ejecuta al menos una vez I sentencia debe estar terminada por ; I sentencia puede ser un bloque se sentencias entre llaves { } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 83 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 84 / 218 break y continue I C proporciona dos modos de salida de los bucles: break y continue break Provoca la salida del bucle. Si hay varios bucles anidados provoca la salida de aquel donde se encuentra continue Provoca la salida de la presente iteraci´on del bucle. Se vuelve a la condici´on. I break se utiliza tambi´en para la salida del switch int i; for (i=1;i<10;i++) { if (i) continue; //break; printf("\n i vale %d",i); } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 85 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 86 / 218 goto y etiquetas I Aunque no son formalmente necesarias, ni convenientes, C dispone de una sentencia goto y etiquetas I Una etiqueta tiene el mismo formato que un nombre de variable, seguida de dos puntos I Debe estar en la misma funci´on en donde se encuentra el goto for ( ... ) for ( ... ) { for ( ... ) { ... if (disaster) goto error; } ... error: /* clean up the mess */ Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 87 / 218 Control de flujo Sentencias y bloques if else else-if switch bucleswhile, for y do..while break y continue goto y etiquetas Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 88 / 218 Ejercicios I Escribir una funci´on en C ConvierteAEnt, que a partir de una cadena de caracteres que contiene la representaci´on de un entero en una base, y dicha base nos devuelve el entero I Escribir una funci´on en C ConvierteACad, que a partir de un entero y una base nos devuelve una representaci´on de entero en dicha base I Comprobar que son correctas I Podemos suponer que la longitud m´axima de la cadena es 16 I hacer un programa en C que a imprima todos los enteros del 32 al 64 en todas las bases de 2 a 16. Imprime un entero (en las 16 bases) por l´ınea Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 89 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas

Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 91 / 218 funciones I Un programa e C es una colecci´on de funciones. I Una de esas funciones se llama main y es la primera en ejecutarse I Las funciones pueden residir en uno o varios ficheros fuente I Cada funci´on tiene la forma tipo de dato nombre funcion (declaraciones argumentos) { declaraciones y sentencias } I Se puede omitir el tipo de dato que devuelve la funci´on (en ese caso se asume que es int Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 92 / 218 I Una funci´on puede no tener argumentos o no tener declaraciones o sentencias funcion_simple() { } I Cuando una funci´on no lleva par´ametros o no devuelve ning´un valor se usa el t´ermino void void funcion_nada(void) Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 93 / 218 #include #define MAXLINE 1000 /* maximum input line length */ int getline(char line[], int max) int strindex(char source[], char searchfor[]); char pattern[] = "ould"; /* pattern to search for */ /* find all lines matching pattern */ main() { char line[MAXLINE]; int found = 0; while (getline(line, MAXLINE) > 0) if (strindex(line, pattern) >= 0) { Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 94 / 218 printf("%s", line); found++; } return found; } /* getline: get line into s, return length */ int getline(char s[], int lim) { int c, i; i = 0; while (--lim > 0 && (c=getchar()) != EOF && c != ’\n’) s[i++] = c; if (c == ’\n’) s[i++] = c; s[i] = ’\0’; return i; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 95 / 218 } /* strindex: return index of t in s, -1 if none */ int strindex(char s[], char t[]) { int i, j, k; for (i = 0; s[i] != ’\0’; i++) { for (j=i, k=0; t[k]!=’\0’ && s[j]==t[k]; j++, k++) ; if (k > 0 && t[k] == ’\0’) return i; } return -1; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 96 / 218 I Las funciones devuelven valores mediante la sentencia return I El formato es return expresi´on; o return (expresi´on); I expresi´on se convierte al tipo de dato que devuelve la funci´on I Puede aparecer en cualquier parte de una funci´on y provoca la inmediata salida de ella I Si dicha sentencia aparece dentro de un bucle provoca la salida de la funci´on y por tanto del bucle Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 97 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 98 / 218 funciones que no devuelven enteros I C asume que toda funci´on, salvo que se especifique en contrario, devuelve un entero I Si tenemos una funci´on que devuelve un valor que no es un entero, y sobre todo, si la definici´on de dicha funci´on aparece en el c´odigo despu´es de la primera vez que es llamada, debemos declararla I Esto se hace declarando el tipo que devuelve la funci´on. I Podemos declarar tambi´en los par´ametros que recibe, as´ı el compilador podr´a comprobar la sintaxis cuando es llamada I En el ejemplo siguiente podemos ver que se declaran los valores devueltos por las funciones llamadas desde main Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 99 / 218 #include #include #define MAXLINE 100 /* rudimentary calculator */ main() { double sum, atof(char []); //<-- Declaraci´on funci´on char line[MAXLINE]; int getline(char line[], int max); sum = 0; while (getline(line, MAXLINE) > 0) printf("\t%g\n", sum += atof(line)); return 0; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 100 / 218 double atof(char s[]) { double val, power; int i, sign; for (i = 0; isspace(s[i]); i++) /* skip white space */ ; sign = (s[i] == ’-’) ? -1 : 1; if (s[i] == ’+’ || s[i] == ’-’) i++; for (val = 0.0; isdigit(s[i]); i++) val = 10.0 * val + (s[i] - ’0’); if (s[i] == ’.’) i++; for (power = 1.0; isdigit(s[i]); i++) { val = 10.0 * val + (s[i] - ’0’); power *= 10; } return sign * val / power; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 101 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 102 / 218 Variables externas I Variables externas son las que est´an definidas fuera del cuerpo de cualquier funci´on I Son compartidas por todos las funciones en mismo fichero fuente desde donde est´a definida la variable hasta el final del fichero I En C, las variables definidas dentro de bloques se llaman autom´aticas, se crean autom´aticamente cuando comienza la ejecuci´on del bloque y se desasignan al terminar dicha ejecuci´on Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 103 / 218 I El dominio (zona donde se reconoce el nombre) de las variables autom´aticas se reduce al bloque donde est´an declaradas I El dominio de los argumentos a una funci´on es dicha funci´on I Si en un bloque interior se declara una variable con el mismo nombre que una en un bloque mas exterior (o una externa) dentro de dicho bloque el nombre se refiere a la declarada en ´el I Si queremos que una variable externa sea compartida por varios ficheros fuente distintos, debe definirse en uno de ellos y en los otros declararla con el identificador extern Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 104 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 105 / 218 Variables est´aticas I Una variable est´atica es una variable local de una funci´on que no se crea y destruye al llamar a la funci´on I Se declaran anteponiendo la palabra static a la declaraci´on void funcioncilla (void) { static int veces=0; ++veces printf ("Esta funcion ha sido llamada %d\n" veces); } I Desde el punto de vista del almacenamiento, una variable est´atica es en realidad una variable externa, y el termino static la hace privada a la funci´on I Si una variable externa (o una funci´on) la declaramos static la hacemos privada para el fichero fuente donde est´a definida Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 106 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 107 / 218 Variables registro I La declaraci´on register antes del nombre de una variable indica al compilador que esa variable va a usarse intensamente y que seria conveniente almacenarla en un registro de la m´aquina register int indice; I El compilador tiene libertad de colocarla en un registro o no I Solo es aplicable a variables autom´aticas y par´ametros de las funciones I No puede preguntarse por la direcci´on de una variable registro, aunque de hecho no se almacene en un registro Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 108 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 109 / 218 Inicializaci´on I C permite que las variables sean inicializadas en la declaraci´on I Las variables externas y est´aticas se inicializan una sola vez durante la compilaci´on I Las inicializaciones de variables autom´aticas son sentencias de asignaci´on (se ejecutan) I Las expresiones de inicializaci´on deben ser conocidas en el momento de la inicializaci´on: Las variables externas y est´aticas solo pueden inicializarse a valores constantes I Los arrays tambi´en pueden inicializarse mediante una lista de sus elementos entre llaves y separados por , int dias_por_mes[] = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 } I En este caso no es necesario declarar la dimensi´on del array Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 110 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 111 / 218 Recursividad I C permite recursividad en las funciones, tanto directa como indirecta I No es necesaria ninguna declaraci´on especial #include /* printd: print n in decimal */ void printd(int n) { if (n < 0) { putchar(’-’); n = -n; } if (n / 10) printd(n / 10); putchar(n % 10 + ’0’); } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 112 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 113 / 218 EL preprocesador C I Adem´as de la directiva #include y el uso elemental del #define, el preprocesador C tiene otras funcionalidades I Uso de #define para definir macros #define CUBO(x) x*x*x /*incorrecto CUBO (x+2) #define CUBO(x) (x)*(x)*(x) #define MAX(a,b) ((a>b)?a:b) #define MAX(a,b,R) if (a > b) R=a; else R=b; I Con #ifdef e #ifndef podemos saber si un s´ımbolo ha sido definido o no. Ejemplo: prevenir que un fichero include se incluya varias veces, (lo que dar´ıa s´ımbolos duplicados) #ifndef _UNISTD_H #define _UNISTD_H ..... #endif Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 114 / 218 I Puede dejarse sin efecto una definici´on #undef MAXIMO I Puede comprobarse si se han definido s´ımbolos con alg´un valor concreto, para hacer construcciones m´as complejas #if SYSTEM == SYSV #define HDR "sysv.h" #elif SYSTEM == BSD #define HDR "bsd.h" #elif SYSTEM == MSDOS #define HDR "msdos.h" #else #define HDR "default.h" #endif #include HDR Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 115 / 218 Funciones y estructura de un programa funciones funciones que no devuelven enteros Variables externas Variables est´aticas Variables registro Inicializaci´on Recursividad EL preprocesador C Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 116 / 218 Ejercicios I Repartir los programas de ejemplo de este tema en varios ficheros fuente (uno para cada funci´on), de manera que se puedan compilar separadamente. Hacer los ficheros include correspondientes I Declarar una variable externa con el mismo nombre en cada fichero fuente y comprobar si es o no la misma I Declarar todas las variables locales como register y compilarlo I Hacer que la variable externa declarada en el apartado anterior sea la misma para todos los ficheros I Hacer en C una funci´on recursiva que calcula en factorial de un n´umero. Imprimir los 20 primeros factoriales Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 117 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 118 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 119 / 218 I Un puntero es una variable que contiene la direcci´on de un dato. C proporciona dos operadores relacionados con las direcciones de memoria * Operador indirecci´on. A partir de una variable tipo puntero nos proporciona el dato apuntado & Operador direcci´on. A partir de una variable nos da la direcci´on de memoria donde se almacena dicha variable I Para declarar un puntero se declara el tipo de dato apuntado int *p; double *pf; declara que *p es un entero, por tanto p es un puntero a entero *pf es un double, por tanto pf es un puntero a un double Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 120 / 218 I Organizaci´on de Memoria: Ejemplo Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 121 / 218 I La declaraci´on del puntero reserva memoria para la variable puntero NO PARA EL OBJETO APUNTADO. En el ejemplo anterior se reserva memoria para p, El acceso a *p tiene un resultado indefinido, pudiendo resultar en un error en tiempo de ejecuci´on I Antes de usar un puntero debemos asegurarnos que apunta un una direcci´on correcta I Asign´andole la direcci´on de una variable. Por ejemplo p=&i; I Asign´andole el valor que devuelva una funci´on que reserve memoria para ´el. Por ejemplo p=(int *) malloc (sizeof (int)); I Tras utilizar el puntero, siempre se debe liberar la memoria reservada con malloc utilizando la funci´on free free(p); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 122 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 123 / 218 Punteros y argumentos a funciones I en C todas las llamadas a funci´on son por valor: La funci´on recibe siempre una copia de lo que se le pasa como argumento. Las modificaciones se realizan sobre la copia I Las siguiente funci´on no afecta a los argumentos que se le pasan void intercambia (int x, int y) /* INCORRECTA */ { int temp; temp = x; x = y; y = temp; } Una llamada a intercambia (a,b) no intercambiar´ıa los valores de a y b, solo de sus copias Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 124 / 218 I Si queremos que la funci´on sea llamada por referencia, lo que hacemos es que la funci´on reciba las direcciones de las variables que queremos modificar, y a trav´es de ellas acceda a las variables void intercambia(int *px, int *py) { int temp; temp = *px; *px = *py; *py = temp; } I Para intercambiar dos variables a y b la llamar´ıamos intercambia(&a,&b); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 125 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 126 / 218 Operaciones sobre punteros I C permite las siguientes operaciones sobre punteros I puntero + entero La suma (y la resta), tienen en cuenta el tama˜no del objeto apuntado de manera que si p apunta a un entero, p+1 apuntar´ıa al siguiente entero I puntero - entero I puntero = puntero Asignaci´on entre punteros I puntero = NULL I puntero == NULL Comparaci´on con NULL I puntero != NULL I puntero ==puntero La comparaci´on entre punteros tiene restricciones Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 127 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 128 / 218 Arrays y punteros I La declaraci´on en C de un array es tipo nombre array[dimension] I La siguiente declaraci´on declara un array de 10 enteros int a [10]; I Los elementos se acceden como a[0], a[1] . . . a[9] I Los elementos de un array se almacenan consecutivamente en memoria I El nombre del array es la direcci´on del primer elemento del array Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 129 / 218 , I Consideremos ahora lo siguiente int *pa; pa=&a[0]; I los elementos del array a[0], a[1]...a[9] est´an almacenados en las direcciones de memoria pa,pa+1,...pa+9 por lo que pueden ser accedidos como *pa, *(pa+1),. . . *(pa+9) I Dado que el nombre del array es la direcci´on del primer elemento del array, podr´ıamos haber hecho pa=a en lugar de pa=&a[0]; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 130 / 218 , I C tambi´en admite el acceso a los elementos del array de esta manera pa[0], pa[1] pa[9] I Hay que tener en cuenta que, aunque el nombre del array es la direcci´on del primer elemento del array, no es una variable, sino una constante, por lo que una sentencia del tipo a=pb; producir´a un error en tiempo de compilaci´on Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 131 / 218 , I Si queremos pasar un subarray a una funci´on podemos hacerlo de manera muy sencilla. Con las declaraciones anteriores f(a+3); f(&a[3]); pasar´ıan un subarray comenzando en el tercer elemento del array. I La declaraci´on de los par´ametros en la funci´on que recibe el array puede ser (suponiendo que no devuelve nada) void f (int ar[]) { ....} o void f (int *ar) { ....} Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 132 / 218 #include char a[2][5] = {{11,12,13,14,15}, {21,22,23,24,25}}; main() { char *p; // puntero a char char (*q)[5]; // puntero a un array de 5 chars char *r[5]; // array de 5 punteros a char p = &(a[0][0]); printf("%d\n", p[0]); p++; printf("%d\n", p[0]); q = &(a[0]); printf("%d == %d \n", q[0][0], (*q)[0]); // equivalentes q++; printf("%d\n", q[0][0]); p = *a; printf("a = %ld \t *a = %ld \t **a = %ld \n", a, *a, **a); printf("p = %ld \t *p = %ld \n", p, *p); } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 133 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 134 / 218 Arrays de punteros I En C un puntero es como cualquier otra variable (en concreto es un tipo de entero) I Pueden hacerse arrays de punteros. I La declaraci´on int * ar[MAX] declara que ar es un array de MAX punteros a enteros. Los elementos ar[i] son punteros. El acceso a *ar[i], mientras no inicialicemos adecuadamente los ar[i] produce un resultado indefinido I De la misma manera que en el apartado anterior exist´ıa una relaci´on muy estrecha entre el puntero y el array, aqu´ı el puntero equivalente al array ar se declarar´ıa int **par; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 135 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 136 / 218 Arrays multidimensionales I C proporciona arrays multidimensionales, aunque se usan m´as los arrays de punteros. I La declaraci´on de un array de dos dimensiones es tipo nombre array[dim1][dim2] int matriz [FILAS][COLUMNAS]; I El acceso al elemento i,j es matriz[i][j] Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 137 / 218 static char daytab[2][13] = { {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}, {0, 31, 29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31} }; /* day_of_year: set day of year from month & day */ int day_of_year(int year, int month, int day) { int i, leap; leap = year%4 == 0 && year%100 != 0 || year%400 == 0; for (i = 1; i < month; i++) day += daytab[leap][i]; return day; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 138 / 218 /* month_day: set month, day from day of year */ void month_day(int year, int yearday, int *pmonth, int *pday) { int i, leap; leap = year%4 == 0 && year%100 != 0 || year%400 == 0; for (i = 1; yearday > daytab[leap][i]; i++) yearday -= daytab[leap][i]; *pmonth = i; *pday = yearday; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 139 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 140 / 218 Punteros y arrays multidimensionales I Aunque en C existen los arrays multidimensionales, no suelen usarse pues es mas conveniente usar los arrays de punteros. La declaraci´on int a[10][20]; declara un array de 10x20 enteros (10 filas y 20 columnas). I a es la direcci´on de un bloque donde hay 200 enteros. Para acceder al elemento a[1][3] tengo que saber que cada fila tiene 20 columnas I Si quiero pasar dicho array a una funci´on tendr´ıa que pasarle la segunda dimensi´on ara que pudiese acceder correctamente a los enteros int func (int arr[][20]) I Consideremos ahora esta otra declaraci´on int * p[10]; declara un array de 10 punteros a entero Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 141 / 218 I Si a cada uno de los punteros le asigno memoria para 20 enteros, tengo de nuevo una matriz de 10x20 enteros a la que puedo acceder como p[i][j]. I En memoria tengo 10 bloques de 20 enteros cada uno (no necesariamente consecutivos) (mas 10 punteros) I El acceso es m´as r´apido pues no necesito multiplicaciones para determinar a donde accedo (solo sumas e indirecciones) I A una funci´on no tendr´ıa que pasarle la segunda dimensi´on para que pudiese acceder a los enteros I Es mas flexible, pues no todos los bloques tienen que ser del mismo tama˜no. Esto es especialmente interesante cuando queremos cadenas de caracteres Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 142 / 218 I En las siguientes figuras vemos la diferencia en la disposici´on de memoria I Array de punteros I Array multidimensional Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 143 / 218 I Con esta otra declaraci´on int **p; creamos un array multidimensional basado en punteros. I Si queremos crear una matriz de 4 filas por 6 columnas, debemos reservar memoria para filas y columnas p = (int **) malloc (4 * sizeof(int *)); for (i = 0; i < 4; i++) { p[i] = (int *) malloc (6 * size(int)); } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 144 / 218 I Acceso a elementos de la matriz for (i = 0; i < 4; i++) { for (j = 0; j < 6; j++) { p[i][j] = 0; // Equivalentes *(p[i] + j) = 0; *(*(p + i) + j) = 0; } } I Para liberar la matriz for (i = 0; i < 4; i++) free(p[i]); free(p); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 145 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 146 / 218 Argumentos en la l´ınea de comando I C proporciona un m´etodo para acceder a los argumentos de la l´ınea de comando, a trav´es de los par´ametros de main 1 Declaramos que main tiene dos par´ametros; uno un entero y otro un array de punteros a car´acter, de la siguiente manera int main(int argv, char argv[]) 2 Al ejecutar el programa, argc tendr´a el n´umero de argumentos y los argv[i] (hasta argv[argc-1]) son los argumentos de l´ınea de comando I argv[0] es el nombre del programa que se ejecuta por lo que si argc es 1, no se le han pasado argumentos Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 147 / 218 #include /* echo command-line arguments; 1st version */ int main(int argc, char *argv[]) { int i; for (i = 1; i < argc; i++) printf("%s%s", argv[i], (i < argc-1) ? " " : ""); printf("\n"); return 0; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 148 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 149 / 218 Punteros a funciones I Aunque una funci´on no es una variable, si podemos usar punteros a funciones, de manera que podemos usarlos en arrays o pasarlos como par´ametros a otras funciones I La siguiente declaraci´on double (*pfunc)(int,double) declara que pfunc es un puntero a una funci´on que devuelve un double y que recibe dos par´ametros; un int y un double char * (*pfunc)(char **) ahora pfunc es un puntero a una funci´on funci´on que devuelve un puntero a caracter y que recibe como argumento un array de punteros a car´acter I El siguiente ejemplo lo ilustramos con la funci´on qsort que hace una ordenaci´on de l´ıneas y recibe como par´ametro un puntero a la funci´on que compara una l´ınea con otra Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 150 / 218 /* Qsort: sort v[left]...v[right] into increasing order */ void Qsort(void *v[], int left, int right, int (*comp)(void *, void *)) { int i, last; void swap(void *v[], int, int); if (left >= right) /* do nothing if array contains */ return; /* fewer than two elements */ swap(v, left, (left + right)/2); last = left; for (i = left+1; i <= right; i++) if ((*comp)(v[i], v[left]) < 0) swap(v, ++last, i); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 151 / 218 swap(v, left, last); qsort(v, left, last-1, comp); qsort(v, last+1, right, comp); } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 152 / 218 I Si quisi´esemos utilizar la siguiente funci´on para comparar l´ıneas int numcmp(char *s1, char *s2) { double v1, v2; v1 = atof(s1); v2 = atof(s2); if (v1 < v2) return -1; else if (v1 > v2) return 1; else return 0; } teniendo en cuenta que el nombre de la funci´on es un puntero a la funci´on, la llamada ser´ıa Qsort (lineas,MAXLINEAS, numcmp); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 153 / 218 Arrays y punteros Punteros y direcciones Punteros y argumentos a funciones Operaciones sobre punteros Arrays y punteros Arrays de punteros Arrays multidimensionales Punteros y arrays multidimensionales Argumentos en la l´ınea de comando Punteros a funciones Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 154 / 218 Ejercicios I Escribir un programa en C que imprime todas las l´ıneas de su entrada est´andar que contienen una palabra que se le pasa como argumento I Escribir un programa en C que admite como par´ametro un n´umero entero N; si el n´umero es positivo imprime las N primeras l´ıneas de su entrada, y si es negativo las (-)N ´ultimas. I Escribir un programa en C que ordene todas las l´ıneas que lee de su entrada usando la funci´on qsort. Si recibe el par´ametro -n las ordena por longitud, en caso contrario lo hace alfab´eticamente Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 155 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 156 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 157 / 218 Estructuras I Una estructura es una colecci´on de una o mas variables, no necesariamente del mismo tipo, agrupadas bajo un solo nombre I Es el equivalente al registro (record) del pascal I La declaraci´on es de la forma struct nombre estructura {lista variables} nombre variable ; I El nombre de la estructura puede omitirse. Las siguientes declaraciones son (casi) equivalentes: todas declaran dos estructuras (p1 y p2) cada una de las cuales contiene dos enteros a struct COORDENADAS { int x; int y; } p1, p2; b struct COORDENADAS { int x; int y; }; struct COORDENADAS p1, p2; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 158 / 218 c struct { int x; int y; } p1 , p2; I En las modalidades a) y b) la estructura tiene un nombre (struct COORDENADAS) que nos podr´ıa servir para declarar m´as estructuras del mismo tipo (o par´ametros a una funci´on) en otra parte del programa I Las estructuras pueden inicializarse en la declaraci´on al igual que otros tipos de variables, Los valores de sus miembros separados por , y entre llaves ({}) struct COORDENADAS p1={ 5,9 }; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 159 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 160 / 218 Operaciones sobre estructuras I C permite las siguientes operaciones sobre estructuras I copia o asignaci´on I acceso a sus miembros I obtener su direcci´on con & I Pasarlas como argumentos a funciones I Ser devueltas por funciones I Las estructuras no se pueden comparar I Para acceder a los miembros de una estructura usamos el operador . Con las declaraciones del apartado anterior p1.x=3 p1.y=9; p2.x=p2.y=0 I Una estructura puede tener miembros que sean a su vez estructuras Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 161 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 162 / 218 Punteros a estructuras I C tambi´en permite punteros a estructuras. I La declaraci´on de un puntero a una estructura es como la de un puntero a cualquier otra variable. Se declara el objeto apuntado. I Tambi´en son v´alidas las distintas modalidades vistas a struct COORDENADAS { int x; int y; } *p1, *p2; b struct COORDENADAS { int x; int y; }; struct COORDENADAS *p1, *p2; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 163 / 218 c struct { int x; int y; } *p1 , *p2; I Podemos acceder a los miembros de una estructura a trav´es del puntero de dos maneras I Accediendo a la estructura (*p1).x Los par´entesis () son necesarios pues el operador . tiene precedencia sobre la indirecci´on * I Directamente desde el puntero mediante el operador -> p1->x En general este sistema es el preferido, sobre todo cuando usamos variables tipo struct para crear estructuras de datos (listas, pilas, ´arboles . . . ) p->siguiente->siguiente->siguiente (*(*(*p).siguiente).siguiente).siguiente Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 164 / 218 I Al igual que con los otros punteros, la declaraci´on de un puntero a una estructura reserva espacio para el puntero pero NO PARA LA ESTRUCTURA APUNTADA POR EL´ por lo que el acceso a dicha estructura produce un resultado indefinido (incluso un error en tiempo de ejecuci´on) I Antes de acceder a la estructura apuntada debemos inicializar el puntero I Asign´andole la direcci´on de una variable I Reserv´andole memoria con alguna funci´on (p.e. malloc) I En el siguiente ejemplo reservamos memoria para MAX estructuras struct COORD y lo asignamos a un puntero. El operador sizeof nos devuelve el tama˜no de la estructura I El tama˜no de una estructura no es necesariamente la suma del tama˜no de sus miembros struct CORD *p; p=(struct CORD *) malloc (MAX * sizeof (struct CORD)); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 165 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 166 / 218 Arrays de estructuras I C permite tambi´en hacer arrays de estructuras, la sintaxis es la misma que para cualquier otro tipo de variable I Los arrays de estructuras tambi´en se puede inicializar en la declaraci´on usando llaves para cada estructura y llaves para cada elemento del array struct PARNUMEROS { int i; double x; } array[]={ {0, 1000.0}, {1, 3.14}, ........ {100, 2.5} }; aunque a veces por comodidad se omiten las llaves de cada estructura I En el siguiente ejemplo vemos una funci´on que usa un array de estructuras para contar el n´umero de palabras reservadas de C que se utilizan en un fichero Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 167 / 218 #include #include #include #define MAXWORD 100 struct key { char *word; int count; } keytab[] = { "auto", 0, "break", 0, "case", 0, "char", 0, "const", 0, "continue", 0, "default", 0, /* ... */ "unsigned", 0, "void", 0, "volatile", 0, "while", 0 }; int getword(char *, int); int binsearch(char *, struct key *, int); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 168 / 218 /* count C keywords */ main() { int n; char word[MAXWORD]; while (getword(word, MAXWORD) != EOF) if (isalpha(word[0])) if ((n = binsearch(word, keytab, NKEYS)) >= 0) keytab[n].count++; for (n = 0; n < NKEYS; n++) if (keytab[n].count > 0) printf("%4d %s\n", keytab[n].count, keytab[n].word); return 0; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 169 / 218 /* binsearch: find word in tab[0]...tab[n-1] */ int binsearch(char *word, struct key tab[], int n) { int cond; int low, high, mid; low = 0; high = n - 1; while (low <= high) { mid = (low+high) / 2; if ((cond = strcmp(word, tab[mid].word)) < 0) high = mid - 1; else if (cond > 0) low = mid + 1; else return mid; } return -1; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 170 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 171 / 218 Estructuras autoreferenciadas I Una estructura no puede referenciarse a si misma es decir, tener una estructura del mismo tipo como miembro, puesto que esto dar´ıa lugar a una recursi´on infinita. I Lo que si puede tener como miembro es uno o varios punteros a una estructura de su mismo tipo I Esto nos permite realizar estructuras de datos en memoria struct TNODO{ struct INFO info; struct TNODO *izq; struct TNODO *der; }; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 172 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 173 / 218 Uniones I Una uni´on es una variable que contiene tipos de datos distintos en instantes distintos I Permite manipular distintos tipos de datos en la misma zona de memoria I Se declara de manera similar a una estructura pero con la palabra union I El acceso a los miembros de la union es con el operador . (o con el operador -> si accedemos a trav´es de un puntero) union VARIOS { int entero; char bytes[4]; float real; } u; I Una union puede contener arrays y/o estructuras. Una estructura tambi´en puede contener uniones. Est´an permitidos tambi´en los arrays de uniones. Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 174 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 175 / 218 Campos de bits I Permiten, con una variable de tipo struct tener acceso directo a los bits de un entero I Con una declaraci´on de este tipo struct { unsigned int is_keyword : 1; unsigned int is_extern : 1; unsigned int is_static : 1; } flags; podemos acceder a los bits individualmente como flags.is_keyword=1; flags.is_extern=0; .. if (flags.is_static) {.. Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 176 / 218 I Si los bits comienzan a asignarse por la izquierda o por la derecha y otros detalles son dependientes de la implementaci´on, por lo que es mas usual usar m´ascaras y enteros para realizar dichas tareas #define KEYWORD 01 #define EXTRENAL 02 #define STATIC 04 int flags; flags|=KEYWORD |EXTERN; if (flags & STATIC) {... Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 177 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 178 / 218 typedef I C proporciona una herramienta para ponerle nombres a tipos: typedef I Su uso es similar a una declaraci´on de variable precedida de la palabra typedef. Lo que ir´ıa en el lugar del nombre de la variable es el nombre del tipo typedef int * punteroEntero; typedef struct NUEVA nueva_t; Si ahora quisi´eramos declarar una variable puntero a entero y otra de tipo struct NUEVA podr´ıamos hacer punteroEntero p; nueva_t n; Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 179 / 218 Estructuras Estructuras Operaciones sobre estructuras Punteros a estructuras Arrays de estructuras Estructuras autoreferenciadas Uniones Campos de bits typedef Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 180 / 218 Ejercicios I Implementar e C un programa que lee enteros de su entrada est´andar y los imprime en orden inverso, utilizando una pila. Implementar la pila I Con un array I Con un array de punteros I De manera din´amica I Implementar una lista en C donde cada elemento de la lista contiene una palabra y un entero. El programa lee su entrada (cada l´ınea tiene una palabra y un entero) y almacena los elementos en la lista ordenados por el valor del entero. Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 181 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 182 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 183 / 218 Biblioteca C I El lenguaje C es muy peque˜no, sin embargo, muchas de las tareas podemos hacerlas por medio de la biblioteca C. por ejemplo, usamos funciones de la biblioteca C para I asignar y desasignar memoria I manipulado de cadenas y caracteres I funciones matem´aticas I entrada salida I . . . I En los sistemas tipo UNIX la informaci´on sobre las funciones de la biblioteca C est´a disponible en la documentaci´on en l´ınea (secci´on 3 de las p´aginas de manual). Por ejemplo, para obtener informaci´on sobre printf $ man 3 printf o en otros sistemas $ man -s 3 printf Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 184 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 185 / 218 Documentaci´on en l´ınea I La informaci´on en l´ınea de una funci´on nos indica, adem´as de la sintaxis de dicha funci´on, si es necesario alg´un fichero include o hay que indicarle alguna librer´ıa adicional I Por ejemplo, si miramos la p´agina de manual de la funci´on sqrt, vemos que es necesario incluir el fichero y que adem´as hay que enlazar con -lm SQRT(3) Linux Programmer’s Manual SQRT(3) NAME sqrt, sqrtf, sqrtl - square root function SYNOPSIS #include double sqrt(double x); float sqrtf(float x); long double sqrtl(long double x); Link with -lm. ..... Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 186 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 187 / 218 Asignaci´on de memoria I Para asignar memoria tenemos void *malloc(size_t size); I Le pasamos como argumento la cantidad de bytes que queremos reservar (t´ıpicamente usamos sizeof para determinarlo) I Nos devuelve una direcci´on de memoria, como un puntero gen´erico (void *), donde hay disponible dicha cantidad de bytes (no m´as). Si no queremos que el compilador de un aviso al asignarlo a, por ejemplo, un puntero a entero, debemos hacer una conversi´on de tipo I Cuando ya no necesitemos la memoria asignada con malloc podemos desasignarla con void free(void *ptr); I Utilizar m´as memoria de la asignada o hacer free sobre una direcci´on que no ha sido obtenida con malloc produce resultados indefinidos, t´ıpicamente un error en tiempo de ejecuci´on I Otras funciones relacionadas: calloc, realloc Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 188 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 189 / 218 Funciones de caracteres I La biblioteca C proporciona una serie de funciones que permiten tratar con caracteres. Sus prototipos est´an declarados e int isalnum(int c); int isalpha(int c); int isascii(int c); int isblank(int c); int iscntrl(int c); int isdigit(int c); int isgraph(int c); int islower(int c); int isprint(int c); int ispunct(int c); int isspace(int c); int isupper(int c); int isxdigit(int c); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 190 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 191 / 218 Cadenas de caracteres I En C no existen las variable tipo cadenas (strings). Existen I arrays de caracteres I punteros a car´acter I Cuando se almacena una cadena de caracteres debe estar terminada por el car´acter cuyo c´odigo es 0 (’\0’) ya que es lo que esperan encontrar las funciones de cadenas I Las funciones de cadenas esperan una direcci´on de memoria (char *); como el nombre de un array es la direcci´on donde se almacena el array, las funciones de cadenas pueden recibir tanto un array como un puntero I Hay algunas diferencias sutiles entre el array y el puntero a car´acter Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 192 / 218 I Consideremos la siguiente declaraci´on char a[MAX]="esto es una cadena"; I Se declara un array de MAX caracteres y se inicializa a ‘‘esto es una cadena’’ I El siguiente c´odigo produce un error de compilaci´on a="la cadena ha cambiado de valor"; puesto que el nombre del array es la direcci´on donde comienza el array, y ´esta no puede cambiarse I Podr´ıamos cambiar el valor del array con una de las funciones de cadena strcpy(a,"la cadena ha cambiado de valor"); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 193 / 218 I Consideremos la siguiente declaraci´on char *a="esto es una cadena"; I Se declara un puntero y se inicializa a la direcci´on de memoria donde est´a la constante literal ‘‘esto es una cadena’’ I El siguiente c´odigo NO produce error de compilaci´on ni en tiempo de ejecuci´on a="la cadena ha cambiado de valor"; se asigna al puntero la direcci´on de memoria donde est´a la constante literal ‘‘la cadena ha cambiado de valor’’ I Si intentamos cambiar el valor de puntero con una de las funciones de cadena strcpy(a,"la cadena ha cambiado de valor"); el resultado es indefinido puesto que estamos intentando sobreescribir la cadena ‘‘esto es una cadena’’ que est´a donde el compilador ha puesto las constantes literales con otra cadena, que adem´as es de mayor longitud Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 194 / 218 I Consideremos la siguiente declaraci´on char *a; a=(char *) malloc (MAX*sizeof (char)); asigna al puntero a una direcci´on de memoria donde hay espacio para MAX caracteres I La sentencias strcpy(a,"esto es una cadena"); strcpy(a,"la cadena ha cambiado de valor"); son perfectamente correctas siempre y cuando MAX sea mayor que la longitud de ‘‘la cadena ha cambiado de valor’’ +1 I Sin embargo la asignaci´on a="la cadena ha cambiado de valor"; hace que el valor del puntero sea ahora el de la direcci´on de la constante literal ‘‘la cadena ha cambiado de valor’’ , y hemos perdido la memoria asignada con malloc Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 195 / 218 I Cuando hacemos una asignaci´on es una asignaci´on entre punteros. I Se asignan direcciones de memoria I No se copian cadenas I Si queremos copiar cadenas debemos usar la funci´on de librer´ıa strcpy I Es responsabilidad del programador que en el sitio a donde se copia haya espacio suficiente para la cadena que se quiere copiar I El espacio necesario es la longitud de la cadena + 1 byte adicional (para el caracter ’\0’ que marca el fin de cadena. I Se muestran posibles implementaciones de las funciones de la librer´ıa strcpy (que copia una cadena) y strdup (que crea un duplicado) Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 196 / 218 void strcpy(char *s, char *t) { int i=0; while ((s[i] = t[i]) != ’\0’) i++; } char *strdup(char *s) /* make a duplicate of s */ { char *p = (char *) malloc(strlen(s)+1); if (p == NULL) return NULL; strcpy(p, s); return p; } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 197 / 218 I Funciones de caracteres: resumen (string.h) I char *strcpy(char *dest, const char *orig); I char *strncpy(char *dest, const char *orig, size_t n); I void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n); I size_t strlen(const char *s); I char *strcat(char *dest, const char *src); I char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n); I int strcmp(const char *s1, const char *s2); I int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n); I strstr, strchr,... I Otras funciones (stdlib.h): atoi, atof, atol,... Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 198 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 199 / 218 Entrada/salida con formato I El prototipo de estas funciones est´a en I Si queremos hacer la entrada salida por caracteres tenemos int getchar() int putchar(int c) I Para cadenas de caracteres char * gets(char *s) int puts(const char *s) I La funci´on de entrada salida con formato es printf(. . . ] I El formato de printf es int printf(const char *format, ...) Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 200 / 218 format es una cadena de caracteres compuesta por I caracteres que son copiados a la salida est´andar I especificaciones de conversi´on: comienzan con le caracter % y terminan con un caracter de conversi´on. I La primera especificaci´on de conversi´on se refiere al primer argumento despu´es del format, la segunda al siguiente . . . . I El significado de los caracteres en una especificaci´on de conversi´on es: I - El ajuste es a la izquierda I N.M N ancho m´ınimo (para float d´ıgitos antes del . decimal). M n´umero m´ınimo de d´ıgitos que se imprimir´an para un entero (para float n´umero de d´ıgitos a la derecha del . decimal) I h para entero corto l para entero largo I Caracter de conversi´on Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 201 / 218 I El caracter de conversi´on especifica qu´e hay que imprimir Especificaciones de conversi´on (%u, %d,...) C´odigos de escape car´acter argumento salida C´odigo salida d,i entero entero con signo \n nueva l´ınea u entero entero sin signo \t tabulador o entero entero en octal sin signo \b backspace x, X entero entero en hexadecimal sin signo \r retorno carro f real real con punto y signo \¨ comillas e,E real notaci´on exponencial con signo \´ ap´ostrofo g, G \\ \ c car´acter car´acter \? ? s cad. Chars cadena de caracteres % imprime un % p void depende implementaci´on ld, lu, lx, lo entero entero largo I Por ejemplo: printf (‘‘real: %2.4f; entero: %X\n", x,n); imprimir´ıa algo como: real: 3.1516; entero: FF09465 Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 202 / 218 I Si queremos hacer entrada con formato, utilizamos scanf int scanf(const char *format, ...); I La especificaci´on de los formatos de scanf es como la de printf. I Hay que tener en cuenta que en la lista de argumentos a scanf no se le suministran las variables que queremos leer, sino las direcciones de memoria de las variables que queremos leer (para que sea por referencia) I Ejemplo int n; char caracter; scanf ("%d",&n); printf ("\n El cuadrado de %d es : %d",n, n*n); scanf ("%c",&caracter); printf ("\n He le´ıdo el car´acter: %c", caracter); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 203 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 204 / 218 Entrada/salida con formato a fichero I Las funciones printf, scanf, puts, gets, putchar, getchar operan sobre la entrada est´andar y la salida est´andar. Existen funciones totalmente an´alogas que operan sobre ficheros I Los ficheros podemos abrirlos con fopen y cerrarlos con fclose FILE *fopen(const char *path, const char *mode); int fclose(FILE *fp); I Las funciones para entrada y salida a fichero son int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...); int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...); char *gets(char *s); int fputs(const char *s, FILE *stream); int fgetc(FILE *stream); int fputc(int c, FILE *stream); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 205 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 206 / 218 Entrada/salida con formato a memoria I Existen tambi´en funciones que nos permiten simplemente hacer la entrada/salida sobre variables en memoria. I Estas funciones operan exactamente igual que las que hemos visto, pero requieren un argumento adicional I Una variable tipo puntero a car´acter, donde se va a colocar la salida formateada adecuadamente (o desde donde se pretende leer la entrada) int sprintf(char *str, const char *format, ...); int sscanf(const char *str, const char *format, ...); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 207 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 208 / 218 Entrada/salida sin formato I Quiz´a la manera mas c´omoda de realizar e/s sea la de las llamadas al sistema en UNIX; estas llamadas simplemente leen bytes y escriben bytes en un fichero I Si queremos que tengan un formato espec´ıfico, podemos formatear previamente los datos I Para abrir un fichero int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode); pathname nombre del fichero flags modo de apertura O RDONLY, O WRONLY, O RDWR, O CREAT O EXCL. . . mode permisos del fichero (solo si se crea el fichero) I Devuelve un entero (descriptor del fichero) que se usa en read y write Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 209 / 218 I Para leer o escribir ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); fd descriptor de fichero (obtenido con open buf direcci´on de memoria para la transferencia de datos count n´umero de bytes de e/s I Devuelven en n´umero de bytes que se han transferido I para cerrar el fichero int close(int fd); I Otras funciones relacionadas (tras abrir fichero con fopen()) size_t fread (void *ptr, size_t tam, size_t n, FILE *stream); size_t fwrite(void *ptr, size_t tam, size_t n, FILE *stream); int fseek(FILE *stream, long desplto, int origen); long ftell(FILE *stream); Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 210 / 218 Biblioteca C Biblioteca C Documentaci´on en l´ınea Asignaci´on de memoria Funciones de caracteres Cadenas de caracteres Entrada/salida con formato Entrada/salida con formato a fichero Entrada/salida con formato a memoria Entrada/salida sin formato Ejercicios Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 211 / 218 Ejercicios I Realizar en C un programa que reciba como par´ametro el nombre de un fichero y genere tres ficheros I Uno que contiene los mismos caracteres pero en orden inverso I Otro que contiene las mismas palabras pero en orden inverso I Otro que contiene las mismas l´ıneas pero en orden inverso I Se supone que la separaci´on entre l´ıneas esta dada por una ocurrencia del caracter fin de l´ınea (’\n’), y la separaci´on entre palabras por una o m´as ocurrencias del caracter espacio (’ ’) o del caracter tab (’\t’) I Puede usarse strtok Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 212 / 218 Introducci´on Tipos, operadores y expresiones Control de flujo Funciones y estructura de un programa Arrays y punteros Estructuras Biblioteca C Herramientas Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 213 / 218 Herramientas Valgrind Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 214 / 218 Depuraci´on de memoria con Valgrind I Valgrind es una herramienta que permite detectar fallos en la gesti´on de memoria I Uso de memoria sin asignar I Accesos incorrectos a memoria I Memoria asignada, no liberada y perdida (memory leaks) I Para usar el depurador a Compilamos con -g -O0 $ gcc -g -O0 ejercicio1.c b Invocamos valgrind pas´andole el ejecutable (y sus par´ametros) como par´ametro $ valgrind --leak-check=full --show-reachable=yes a.out Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 215 / 218 Ejemplo de depuraci´on de memoria con Valgrind (I) #include #include main() { int i; int *v; v=(int*) malloc (10*sizeof(int)); for (i=0;i<=10;i++) // aqu´ı hay un acceso no valido!!! v[i]=i*2; for(i=0;i<10;i++) printf("%d",v[i]); // free(v); // no se libera memoria!!! } Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 216 / 218 Ejemplo de depuraci´on de memoria con Valgrind (II) $ valgrind --leak-check=full --show-reachable=yes a.out ==27888== Memcheck, a memory error detector ==27888== Copyright (C) 2002-2010, and GNU GPL’d, by Julian Seward et al. ==27888== Using Valgrind-3.6.1 and LibVEX; rerun with -h for copyright info ==27888== Command: ./a.out ==27888== ==27888== Invalid write of size 4 ==27888== at 0x8048448: main (p.c:11) ==27888== Address 0x41b8050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc’d ==27888== at 0x4025018: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-x86-linux.so) ==27888== by 0x8048428: main (p.c:8) ==27888== 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 ==27888== ==27888== HEAP SUMMARY: ==27888== in use at exit: 40 bytes in 1 blocks ==27888== total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated ==27888== ==27888== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1 ==27888== at 0x4025018: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-x86-linux.so) ==27888== by 0x8048428: main (p.c:8) ==27888== ==27888== LEAK SUMMARY: ==27888== definitely lost: 40 bytes in 1 blocks ==27888== indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks ==27888== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks ==27888== still reachable: 0 bytes in 0 blocks ==27888== suppressed: 0 bytes in 0 blocks ==27888== ==27888== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==27888== ERROR SUMMARY: 2 errors from 2 contexts (suppressed: 11 from 6) Sistemas Operativos El Lenguaje de programaci´on C 217 / 218 Ejemplo de depuraci´on de memoria con Valgrind (III) Tras corregir errores $ valgrind --leak-check=full --show-reachable=yes ./a.out ==12056== Memcheck, a memory error detector ==12056== Copyright (C) 2002-2010, and GNU GPL’d, by Julian Seward et al. ==12056== Using Valgrind-3.6.1 and LibVEX; rerun with -h for copyright info ==12056== Command: ./a.out ==12056== 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 ==12056== ==12056== HEAP SUMMARY: ==12056== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==12056== total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 40 bytes allocated ==12056== ==12056== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==12056== ==12056== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==12056== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 11 from 6) 
 

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