Lenguaje C Copyleft (c) 2006, Jose Daniel Gutiérrez Porset

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

4 Introducción al lenguaje C ● Lenguaje compilado ● Lenguaje de nivel medio-bajo ● “case-sensitive” ● Especificaciones: – K&R (Dennis Ritchie and Brian Kernighan) – ANSI C (X ) e ISO C – C99 ● Más información en: Características generales

5 Introducción al lenguaje C Fases Fuente Precompi lador Fuente precompilad o Fuente compilado Compilad or Enlazado r Ejecutable Librería 1 Librerías.h,.c GNU/Linux:.o Ms:.obj GNU/Linux:.a,.la,.so Ms:.lib Ms:.exe Editor 1. Edición 2. Precompilación 3. Compilación 4. Enlazamiento o Linkado vim, emacs, eclipse nano, kate, gedit,... cpp gcc ld

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

7 Introducción al lenguaje C Estructura de un fichero fuente.c int main (void)

8 Introducción al lenguaje C Tipo de líneas de un fichero fuente.c ● Instrucciones de precompilador: # ● Comentarios – 1 sola línea: // – Más de 1 línea: entre /* y */ ● Sentencias simples acabadas en ; ● Bloques de sentencias entre { y } ● Líneas vacías

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

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

11 El preprocesador ● Sintaxis: líneas comienzan por # ● Algunos símbolos definidos: __DATE__, __FILE__, __LINE__, __TIME__ Sintaxis

12 Variables, Constantes y Literales ● Son representaciones de una dirección de memoria en la que se guardará un dato o conjunto de datos de un tipo concreto. ● Conceptos básicos: – Dirección de memoria. – Valor. Valor inicial. Cambio en tiempo de ejecución. ● Sintaxis: – Identificador o etiqueta. – Tipo. – Ámbito: zona del programa de validez. – Modificador: elemento sintáctico para indicar características como ej. ámbito de acceso, si es constante o variable,... Introducción

13 Variables, Constantes y Literales ● Conceptos: – Conjunto de símbolos=base – Tamaño de palabra. – Rango de valores representables: ● En el sistema de base B, con N símbolos se pueden formar N B palabras. ● Desbordamientos u overflow. Sistemas numéricos

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

15 Variables, Constantes y Literales Tabla ASCII de caracteres ● Representación de 128 caracteres con 7 bits. – 33 no imprimibles – 95 imprimibles. Ej. '0'=48,'A'=65. !"#$%&'()*+,-./ :; `abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~ – No están ej. acentos ñ º ª ● Dualidad carácter – número y uso de tipo char ● Ejemplos de uso: – Asignaciones de literales de tipo carácter a variables de tipo char – Función printf usando “%c”

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

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

18 Variables, Constantes y Literales ● Números enteros ● Números reales (Para ver los rangos, mirar /usr/include/limits.h) Tipos de datos predefinidos en C

19 Variables, Constantes y Literales ● Otros – Nota: void no representa un tipo como tal pero aplica a: ● Funciones que no devuelven nada ● Argumento para funciones que no tienen parámetros ● Punteros Tipos de datos predefinidos en C

20 Variables, Constantes y Literales ● Si no se indica nada: – En una declaración dentro de una función indica ámbito local, y fuera de una función indica ámbito global. – Es variable (no constante) ● static – En una declaración dentro de una función indica ámbito local, y: ● El valor se mantiene entre llamadas a la función. ● El valor se inicializa a 0. – En una declaración fuera de una función, indica ámbito de módulo. ● extern: Se emplea para referenciar a variables y constantes globales declaradas en otro fichero. ● const: el valor es una constante en tiempo de ejecución Modificadores

21 Variables, Constantes y Literales ● Variables y Constantes locales – Ámbito: la función en la que se declaran – Valor inicial: si se usa static 0 y si no indeterminado ● Parámetros de una función – Ámbito: la función en la que se declaran – Valor inicial: el valor de la llamada ● Variables y Constantes de módulo o fichero fuente – Ámbito: el fichero fuente – Valor inicial: 0 ● Variables y Constantes globales – Ámbito: todo el programa, incluso distintos módulos – Valor inicial: 0 Clasificación

22 Variables, Constantes y Literales ● Concepto de declaración: especificación del ámbito y el tipo. ● Se reserva de espacio en memoria para almacenar el valor o valores que representa. ● Es obligatorio antes del uso. ● Sintaxis para la declaración: [ ] ; o bien: [ ] ; ● Si son variables locales a una función, se declaran al principio de la misma (aunque no es estrictamente obligatorio). Declaración de variables

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

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

25 Variables, Constantes y Literales Literales ● Son las apariciones de números, caracteres y cadenas de caracteres.

26 Variables, Constantes y Literales Literales – secuencias de escape ● Las secuencias de escape son literales formados por parejas de caracteres donde el primer carácter es \ que tienen un significado especial.

27 Funciones básicas de E/S ● (Más adelante se verán las funciones en profundidad) ● Funciones: ● Necesario: #include ● Uso de & en scanf: – Sí para leer variables de tipo número o carácter – No para leer contenidos de arrays o cadenas y se hace con el nombre del array o la cadena

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

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

30 Expresiones y Operadores Clasificación de operadores

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

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

33 Expresiones y Operadores Tabla de precedencia

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

35 Punteros ● Se reserva memoria para almacenar una dirección (4 bytes). ● Sintaxis para la declaración: * ; ● Si es void, el puntero puede usarse para apuntar a una función, o para apuntar a cualquier tipo de dato. Declaración

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

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

38 Punteros ● Operador sizeof: indica el tamaño en bytes ocupado por el operando, que puede ser: – una variable – una constante literal – una constante en tiempo de ejecución – un tipo de dato; es obligatorio que el tipo esté entre ( ) ● Operadores aritméticos +, -, ++, --: tienen en cuenta el tipo apuntado. Operadores sizeof y aritméticos

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

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

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

42 Control de Flujo ● Sintaxis: if ( ) { } [else { }] Sentencia if

43 Control de Flujo ● Sintaxis: switch ( ) { case : [ [break;]] case : [ [break;]]... case : [ [break;]] [default: ] } – Si no se indica break, se ejecuta el siguiente bloque siempre, aunque no se cumpla su condición case Sentencia switch

44 Control de Flujo ● Sintaxis while: while ( ) { } ● Sintaxis do while: do { } while ( ); Sentencias while y do-while

45 Control de Flujo ● Sintaxis: for ([ ];[ ];[ ]) { } ● Funcionamiento: – 1) – 2) La expresión se evalúa a verdadero o falso – 3.a) Si es verdadera se ejecuta el bloque, después se ejecuta y finalmente se vuelve a 2) – 3.b) Si es falsa se termina Sentencia for

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

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

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

49 Funciones ● Función: Bloque de sentencias que realizan una tarea de mayor o menor nivel (=más general o más concreta) ● Función que hace la llamada y función que es llamada ● Llamada una o, en general, más veces ● Resultado ● Parámetros o argumentos Conceptos

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

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

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

53 Funciones ● Concepto: programación del código o implementación ● Sintaxis: ([lista de tipos y nombres de parámetros]) { [ ] [ ] [return ;] } Definición de Funciones

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

55 Funciones ● Concepto: salto a la primera línea del código de la función ● Sintaxis:... ([lista de valores de parámetros])... – Separados por comas. – Los valores reales en el momento de la llamada – Pueden ser: ● Variables ● Expresiones de variables y/o constantes Llamadas a Funciones

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

73 Arrays ● Disposición en memoria: primero filas y luego columnas ● Sintaxis para la declaración: – Modalidad 1: sin inicialización [num_filas][num_cols]; – Modalidad 2: con inicialización. En este caso el nº de filas es opcional: [num_filas][num_cols]={valor1, valor2,...}; [num_filas][num_cols]={array_u1, array_u2,...}; (siendo array_u1,... arrays unidimensionales de num_cols elementos) [][num_cols]={valor1, valor2,...}; [][num_cols]={array_u1, array_u2,...}; (siendo array_u1,... arrays unidimensionales de num_cols elementos) Arrays bidimensionales

74 Arrays ● Sintaxis de acceso a los elementos de un array bidimensional: [ ][ ] ● Sintaxis de la declaración de un array bidimensional como parámetro por referencia: indicar el tamaño de todas las dimensiones menos la primera. [][num_cols],...); Arrays bidimensionales

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

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

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

78 Cadenas de caracteres ● No son un tipo predefinido en C. Hay dos posibilidades: – Array de char. En memoria: char a[]=”kaixo”; a | k | a | i | x | o |\0 | – Puntero a char. En memoria: char *p=”kaixo”; p | * =====>| k | a | i | x | o |\0 | Declaración

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

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

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

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

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

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

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

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

87 Estructuras ● Sintaxis para declarar la estructura: struct { ;... ; }; ● Ha de hacerse fuera de y antes de la función donde se use (main u otras): variables o valor de retorno de ese tipo. ● Si se inicializa algún campo, queda inicializado por defecto para todas las variables de tipo estructura Declaraciones

88 Estructuras ● Sintaxis para declarar variables y valores de retorno de funciones de tipo estructura: struct ; struct... Declaraciones

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

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

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

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

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

94 Gestión de memoria dinámica ● Comprobar errores devueltos ● Liberar siempre lo reservado Precauciones

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

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

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

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

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

100 Ficheros y streams ● Hay 3 streams especiales: ● Al ejecutar un programa ya están abiertos, y además de los dispositivos a los que están asignados por defecto, pueden ser redirigidos. Útiles en redirecciones y pipes. Ej. en bash: – programa >fichero1 <fichero2 – programa1 | programa 2 > fichero – programa 2>fichero1 Streams predefinidos

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

102 Referencias ● ●