Programación : C (5)

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Programaci´ on : C (5)

Dr. J.B. Hayet

CENTRO DE INVESTIGACI ´ON EN MATEM´ATICAS

Agosto 2013

,

J.B. Hayet Programaci´on, Agosto 2013 1 / 40

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Outline

1 Funciones

,

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Funciones

Outline

1 Funciones

,

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Funciones

Son pedazos de c´odigo que se pueden

llamar

unos entre ellos (incluso recursivamente).

Regresan un valor o no (si el tipo de regreso es void ).

Un programa tiene que tener una funci´on main.

La funci´on empieza por declaraciones de los variables, luego viene el cuerpo de las instrucciones y la instrucci´on return que regresa el resultado (menos estricto en C99).

T´ıpicamente :

t i p o X f u n c i o n ( t i p o Y a r g 1 , t i p o Z a r g 2 , . . . ) { t i p o X t ;

. . .

r e t u r n t ; }

,

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Funciones

Funciones : ejemplo

i n t f ( u n s i g n e d i n t n ) { i n t r e s u l t = 1 ; i n t k ;

f o r ( k =1; k<=n ; k++) r e s u l t ∗= k ; r e t u r n r e s u l t ;

}

,

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Funciones

Llamar a la función se hace con el nombre de la función, y con los parámetros dentro de los () (variables o constantes).

No es est´ andar el orden de evaluaci´ on de los par´ ametros

(cuidado con ++ en expresiones pasadas en argumento. . . ).

i n t r e s u l t = f ( 1 5 ) ; i n t a =5;

i n t b=f ( a ) ;

,

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Funciones

Funciones : void

Una funci´on que no regresa nada tiene el tipo void (tipo nulo). En este caso, el

return

se puede usar (sin argumentos) o no.

v o i d g ( u n s i g n e d i n t n ) { p r i n t f ( ”%d \n” , f ( n ) ) ; }

,

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Funciones

Funciones : memoria

Los recursos en memoria dentro de cada funci´on son

locales

: desaparecen al salir de la funci´on. Por eso la estructura de

pila

en memoria : cada nueva llamada pide un espacio de memoria que se

consigue abajo del espacio memoria de la funci´ on que llama

; cuando se sale, este espacio est´a disponible otra vez. . .

,

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Funciones

Funciones : memoria

.text

int funcion() { int i;

...

}

PILA HEAP

Direciones crecientes

.data .bss

int *data=(int *) malloc(100*sizeof(int));

static double pi=3.14; int variableGlobal;

int main() { ...

PROGRAMA CARGADO EN MEMORIA

,

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Funciones

Funciones : memoria

}

int main() {

}

int norm(int x,int y) {

}

int prod(int x,int y) { int a;

int b;

int c = norm(a,b);

return 0;

return n;

int p=x*y;

return p

int n = prod(x,x)+prod(y,y);

Memoria de 512 Mo

main : variables locales, parametros...

,

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Funciones

Funciones : memoria

norm : variables, parametros, direccion regreso...

}

int main() {

}

int b;

int c = norm(a,b);

return 0;

return n;

int p=x*y;

return p

Memoria de 512 Mo

,

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Funciones

Funciones : memoria

prod : variables, parametros, direccion regreso...

}

int main() {

}

int b;

int c = norm(a,b);

return 0;

return n;

int p=x*y;

return p

Memoria de 512 Mo

,

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Funciones

Funciones : memoria

}

int main() {

}

int b;

int c = norm(a,b);

return 0;

return n;

int p=x*y;

return p

Memoria de 512 Mo

,

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Funciones

Funciones : memoria

prod : variables, parametros, direccion regreso...

}

int main() {

}

int b;

int c = norm(a,b);

return 0;

return n;

int p=x*y;

return p

Memoria de 512 Mo

,

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Funciones

Funciones : memoria

}

int main() {

}

int b;

int c = norm(a,b);

return 0;

return n;

int p=x*y;

return p

Memoria de 512 Mo

,

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Funciones

Funciones : memoria

}

int main() {

}

int b;

int c = norm(a,b);

return 0;

return n;

int p=x*y;

return p

Memoria de 512 Mo

,

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Funciones

Funciones : recursividad

i n t f ( u n s i g n e d i n t n ) { i f ( n==0)

r e t u r n 1 ; e l s e

r e t u r n n ∗ f ( n − 1 ) ; }

Usar funciones recursivas, aunque puede escribirse en un c´odigo muy conciso, puede ser

muy costoso en t´ erminos de memoria !

,

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Funciones

Funciones : variables locales

Por default : las variables declaradas en las funciones est´an reservadas

en la pila

y s´olo existen el tiempo de estar en la funci´on. Son puramente

locales

. El espacio pila est´a

limitado

, generalmente a unos Mo.

Bidarray[CLASE4][18:48]>ulimit -a core file size (blocks, -c) 0 data seg size (kbytes, -d) 6144 file size (blocks, -f) unlimited max locked memory (kbytes, -l) unlimited max memory size (kbytes, -m) unlimited

open files (-n) 256

pipe size (512 bytes, -p) 1 stack size (kbytes, -s) 8192 cpu time (seconds, -t) unlimited

max user processes (-u) 266

virtual memory (kbytes, -v) unlimited

,

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Funciones

Funciones : variables est´ aticas

Unas variables pueden estar guardadas diferentemente del

mecanismo de pila : quedan de visibilidad local pero su espacio memoria est´a guardado (el valor no se pierde entre dos llamadas a la funci´on). Se introducen por la palabra llave

static

.

i n t m( u n s i g n e d i n t n ) {

s t a t i c i n t k =1000; // . d a t a s t a t i c i n t l ; // . b s s

i n t c =10; // p i l a

. . . }

,

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Funciones

Funciones : variables globales

Hay también variables que son definidas fuera de toda función (en el archivo de código), se llaman

variables globales

. Estarán visibles en todo código que sigue su declaración.

i n t n G l o b a l ; v o i d f ( ) {

p r i n t ( ” V a l o r de n G l o b a l %d \ n ” , n G l o b a l ++);

r e t u r n ; }

i n t main ( ) { i n t k ;

n G l o b a l =19;

f o r ( k =0; k <10; k++) f ( ) ;

r e t u r n 0 ; }

,

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Funciones

Funciones : variables globales

Cuidado con conflictos de

nombre

: i n t n ;

v o i d f ( ) {

i n t n =0;

n =18;

. . . r e t u r n ; }

,

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Funciones

No se puede definir una funci´on

dentro

de otra, pero s´olo antes o despu´es de otra.

Una función que llama otra debe de saber antes de la llamada que esa existe : una declaración de la función es indispensablesi es definida después de la que llama (el prototipo solo : tipo, nombre, argumentos)

i n t f ( u n s i g n e d i n t n ) ; // D e c l a r a t i o n de f v o i d g ( u n s i g n e d i n t n ) { // D e f i n i c i o n de g

p r i n t f ( ”%d \ n ” , f ( n ) ) ; }

i n t f ( u n s i g n e d i n t n ) { // D e f i n i c i o n de f i n t p=(n ==0)?1: n ∗ f ( n − 1 ) ;

r e t u r n p ; }

,

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Funciones

Para no tener l´ıos con el orden de las funciones (declaraciones, definiciones), se suele poner todas las declaraciones en un archivo header separado del archivo .c en que vienen las definiciones, con una extensi´on .h.

Contenido de func.h :

i n t f ( u n s i g n e d i n t n ) ; // D e c l a r a c i ´o n de f v o i d g ( u n s i g n e d i n t n ) ; // D e c l a r a c i ´o n de g

,

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Funciones

Funciones : headers

Contenido de func.c, que incluye el contenido de func.h (comando al preprocesador) :

#i n c l u d e ” f u n c . h ”

v o i d g ( u n s i g n e d i n t n ) { // D e f i n i c i ´o n de g . . .

}

i n t f ( u n s i g n e d i n t n ) { // D e f i n i c i ´o n de f . . .

}

,

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Funciones

Funciones : cast de par´ ametros

Otra ventaja de las declaraciones es que permite prever si se necesita hacer conversiones de tipos, cuando es necesario.

#i n c l u d e < s t d i o . h>

// v o i d h ( i n t m, i n t n ) ; i n t main ( ) {

f l o a t b =6 , c =9;

h ( b , c ) ; }

v o i d h ( i n t m, i n t n ) { // D e f i n i c i o n de g p r i n t f ( ”%d %d \ n ” ,m, n ) ;

}

,

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Funciones

Funciones : cast de par´ ametros

Bidarray[CLASE2][18:14]>gcc exo2.c -o exo2 exo2.c:9: warning: conflicting types for ’h’

exo2.c:7: warning: previous implicit declaration of ’h’ was here Bidarray[CLASE2][18:14]>./exo2

0 1075314688

,

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Funciones

Funciones externas

Se puede usar funciones que nosotros no definemos, pero que tomamos de otras librer´ıas; en este caso se tiene que declararla, y se puede hacer con la palabra llave extern :

e x t e r n i n t p u t c h a r ( i n t ) ;

Significa que se espera en otra unidad de compilación la definición de esa función. (en realidad es

opcional

porque cualquiera declaraci´on de funci´on es extern por default)

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Funciones

Funciones : par´ ametros

Los parámetros están procesados exactamente como variables locales : a la llamada de la función, están copiados en el segmento memoria de la pila correspondiendo a la función.

Por eso al salir de la función, esas copias no existen mas ! El comportamiento global es que el valor de los parámetros no puede estar cambiado dentro de una función.

v o i d h ( double x ) { x = 1 . 0 ; r e t u r n ; } ;

double y = 3 . 0 ; h ( y ) ;

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Funciones

Funciones : par´ ametros

Para cambiar el valor de parámetros, hay que pasarle a la función el apuntador hacia este valor; es útil cuando se necesita cambiar varias cosas. . .

v o i d h ( double ∗ x ) {

∗ x = 1 . 0 ; } ;

double y = 3 . 0 ; h(&y ) ;

,

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Funciones

Funciones : par´ ametros

Lo com´un es usar el return para regresar una error, y hacer todos los otros “regresos” por apuntadores,

i n t h ( double ∗ x ) {

∗ x = 1 . 0 ; . . .

i f ( p r o b l e m )

r e t u r n −1;

r e t u r n 0 ; } ;

double y = 3 . 0 ; i n t e r r = h(&y ) ;

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Funciones

Funciones : main

El entero de regreso de main esta enviado al sistema. 0

(EXIT SUCCESS, macro de stdlib.h) significa que todo pas´o bien, valores no nulas a ejecuciones problem´aticas (como

EXIT FAILURE). Alternativamente se puede usar exit(int status);

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Funciones

Funciones : main

Hasta ahora vimos como prototipo valido para main i n t main ( ) ;

pero hay otro :

i n t main ( i n t a r g c , c h a r ∗ a r g v [ ] ) ;

,

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Funciones

Funciones : main

argc

es el numero de parametros pasados al programa al lanzarlo (contando el nombre del programa);

argv

es un apuntador hacia las diferentes cadenas de caracteres que componen la linea de comanda (nombre del programa y par´ametros)

p r o g 1 23 t a r a t a t a

En este caso argc=4, argv[0]=“prog”, argv[1]=“1”, argv[2]=“23”, argv[3]=“taratata”

,

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Funciones

Apuntadores sobre funciones

A veces puede ser útil poder usar dentro de una función una entre varias funciones para hacer tal o tal tarea sin tener que reescribir el código correspondiendo a todos los casos.

Por ejemplo, suponemos que queremos, dentro de una función, hacer ordenamiento (sort) de números dentro de un arreglo; existen varios algoritmos : puede ser útil pasar como

par´ ametro

“la funci´on” que lo har´a.

,

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Funciones

Apuntadores sobre funciones

Para eso existe un

apuntador sobre funci´ on

que es simplemente un objeto apuntando hacia el c´odigo de la funci´on en la memoria. Si la funcion es de prototipo :

t i p o f u n c i o n ( t i p o 1 , . . . , t i p o n ) ;

Entonces un apuntador hacia este tipo de funciones tiene este tipo : t i p o ( ∗ ) ( t i p o 1 , . . . , t i p o n ) ;

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Funciones

Apuntadores sobre funciones

Cuidado a no confundir :

t i p o ∗ f u n c ( t i p o 1 , . . . , t i p o n ) ; t i p o ( ∗ f u n c ) ( t i p o 1 , . . . , t i p o n ) ; Llamar de dos maneras :

f u n c ( v1 , . . . , vn ) ; ( ∗ f u n c ) ( v1 , . . . , vn ) ;

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Funciones

Apuntadores sobre funciones

Ejemplo :

i n t a p p l y S o r t ( i n t ∗ , i n t , i n t ( ∗ ) ( i n t ∗ , i n t ) ) ; Tomar´ıa como entrada apuntador hacia datos enteros, numero de datos y una funci´on de ordenamiento que regresa int y que toma como input, tambi´en, apuntador y numero de datos. Definir´ıamos :

i n t q u i c k S o r t ( i n t ∗ d a t a , i n t n d a t a ) { . . .

} ;

i n t h e a p S o r t ( i n t ∗ d a t a , i n t n d a t a ) { . . .

} ;

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Funciones

Apuntadores sobre funciones

Ejemplo (seguida):

Luego lo podr´ıamos usar as´ı : i n t ∗ d a t a ;

i n t n d a t a ; . . .

i n t e r r=a p p l y S o r t ( d a t a , n d a t a , q u i c k S o r t ) ;

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Funciones

Numero variable de par´ ametros

Es posible definir funciones que toman un numero variable de par´ametros. Ya conocen unas : printf, scanf. . .

En este caso, el prototipo debe de especificar al menos un par´ametro formal, y los potenciales est´an resumidos por ... :

i n t v a r f ( i n t a , c h a r c , . . . ) ; o tambi´en :

i n t p r i n t f ( c h a r ∗ f o r m a t , . . . ) ;

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Funciones

Numero variable de par´ ametros

Para acceder a los par´ametros, se usa macros definidas en stdarg.h i n t sum ( i n t , . . . ) ;

i n t sum ( i n t num , . . . ) { i n t r e s = 0 ;

i n t i ;

v a l i s t l i s t a P a r a m s ;

v a s t a r t ( l i s t a P a r a m s , num ) ; f o r ( i = 0 ; i < num ; i ++)

r e s += v a a r g ( l i s t a P a r a m s , i n t ) ; v a e n d ( l i s t a P a r a m s ) ;

r e t u r n ( r e s ) ; }

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