UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS ESCUELA DE COMPUTACION CICLO: 01/ 2012 Nombre de la Practica: Lugar de Ejecución: Tiempo Estimado: MATERIA: GUIA DE LABORATORIO #6 Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ Centro de Computo 2 horas y 30 minutos Introducción a la Programación I. OBJETIVOS Que el estudiante: • Defina ¿Cuál es la utilidad de una estructura repetitiva dentro de un programa? • Desarrolle la habilidad de utilizar iteraciones dentro de programas básicos de C++. • Identifique los elementos que conforman a las estructuras repetitivas de C/C++ (for, while, do-while) II. INTRODUCCION TEORICA Métodos para repetir instrucciones en Lenguaje C Muchas veces dentro de algún programa, es necesario repetir varias veces un procedimiento representado por un conjunto de instrucciones bien definidas. Para este tipo de situaciones los lenguajes de programación brindan un conjunto de instrucciones que se conocen con sentencias repetitivas, llamadas también ciclos, lazos o bucles. Tipos de estructuras repetitivas El lenguaje C/C++ proporciona tres tipos de sentencias repetitivas que son conocidas como ciclos: f o r , w h i l e y d o - w h i l e . Las características y la sintaxis de la primera estructura (for) se estudiara a continuación. Instrucción for Un lazo for es una estructura de control que permite repetir un grupo de sentencias un número especificado de veces. Las sintaxis de un lazo for se muestran a continuación: Método 1: Para una sola instrucción a repetir for(expresion1; expresion2; expresion3) instrucciónUnica; Método 2: Para repetir un bloque de instrucciones for(expresion1; expresion2; expresion3){ //instrucción1 ; //instrucción2 ; . . //instruccionN; } La e x p r e s i ó n 1 , conocida como inicialización, es una asignación de una ó más variables, en la que se establece el valor inicial de la variable de control (contador) del ciclo, la e x p r e s i ó n 2 , conocida como condición, es una condición de algún tipo que, mientras sea evaluada como VERDADERA, permite la ejecución de las instrucciones del ciclo, y e x p r e s i ó n 3 , conocida como incremento, es otra asignación, en donde se realiza el incremento o decremento de la variable de control o contador del lazo. 1 / 11 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ Todas estas expresiones contenidas en el paréntesis del for deben estar separadas por (;) PUNTO Y COMA y no por comas simples. Si va a utilizar más de una variable de control (dos contadores), debe separar las instrucciones de inicialización, de condición y de incremento con comas. Sin embargo, la condición puede ser, en este caso, una sola expresión compuesta por las dos variables de control. No es imprescindible que existan todas las expresiones dentro del paréntesis del for. Pueden aparecer vacías algunas de ellas; o incluso, todas, por ejemplo: for ( ; exp2 ; exp3 ) ó también for ( exp1 ; ; ) ó también for ( ; ; ) Estas dos últimas expresiones son interesantes desde el punto de vista de su falta de término relacional, lo que implica que el programador en C deberá haber previsto alguna manera alternativa de salir del lazo (probablemente mediante b r e a k ó r e t u r n como veremos más adelante) ya que si no, la ejecución del mismo se volverá infinita (o tan larga como se mantenga encendida la computadora). A este tipo de lazo o ciclo erróneo se le denomina lazo o ciclo infinito. Instrucción while La sentencia repetitiva while es el segundo de tipo de iteraciones posibles en C. Su sintaxis podría expresarse de las siguientes formas: Método 1: Para una sola instrucción a repetir Método 2: Para repetir un bloque de instrucciones while(expresion) instruccionUnica; while(expresión){ //bloque de instrucciones a repetir instruccion1; Instruccion2; . . . instruccionN; } La sintaxis del lazo w h i l e expresada en palabras significa lo siguiente: “mientras e x p r e s i ó n de un resultado VERDADERO se ejecutará el bloque de instrucciones hasta la última i n s t r u c c i ó n N del bloque”. La expresión es evaluada antes de iniciar el primer ciclo, por lo que, en caso de ser falsa esta condición, nunca entrara al ciclo y C continuara con el resto del programa, ignorando todo el lazo while. Por lo general, dentro del bloque de instrucciones, se modifican variables de la expresión condicional del while, para controlar así la duración de la iteración. Instrucción do – while Su sintaxis es la siguiente: Método 1: Para una sola instrucción a repetir Método 2: Para repetir un bloque de instrucciones do instrucción Unica a repetir; while(condicion); do { //instruccion1; //Instruccion2; . . //instruccionN; } while(expresión); Expresado en palabras, esto significa que: se ejecutará el bloque de instrucciones siempre la primera vez, independientemente del resultado de la condición, y luego, dependiendo del resultado de la expresión Introducción a la Programación 2 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ condicional colocada al final dentro del while, si esta es VERDADERO, se repetirá la ejecución del bloque de instrucciones, de lo contrario se terminará el ciclo o lazo. Instrucciones de control de ciclos El lenguaje C/C++ presenta dos instrucciones para controlar la ejecución de un ciclo/lazo, para así alterar la ejecución “normal” en cada ciclo. Estas dos instrucciones son: break y continue. La instrucción break Esta instrucción se utiliza para producir una salida inmediata de cualquier estructura de control, ya sea selectiva múltiple (como el switch), o para producir la salida anticipada de un ciclo o lazo de tipo while, do…while o for. La ejecución del programa continúa con la primera instrucción fuera de la estructura de control suspendida. La instrucción continue Esta permite escapar el resto de las instrucciones del ciclo o lazo en ejecución, pero a diferencia de la instrucción break, lenguaje C continúa con la siguiente iteración de ese ciclo. La condición de continuidad del ciclo se evalúa nuevamente después de ejecutar la instrucción continue, y si el resultado es VERDADERO el ciclo continúa, de lo contrario (si es FALSO) se termina. Puede utilizar la instrucción continue con los ciclos while, do…while o for. Conclusiones sobre las estructuras repetitivas + El lazo f o r se suele utilizar cuando “se sabe cuántas veces se repetirá un bloque de instrucciones”, en cambio las 2 estructuras restantes (w h i l e ) y (d o - w h i l e ) se utilizan cuando “no se conoce con exactitud cuántas veces se repetirá un bloque, sino que todo depende de una condición a evaluar al inicio o final de c/ciclo” + Los lazos f o r y w h i l e son similares, porque ambos pueden repetir NINGUNA, UNA o VARIAS VECES un bloque de instrucciones. En otras palabras, podemos decir que: “en lenguaje C, una estructura for es simplemente una manera abreviada de expresar una estructura while”. + Las diferencias entre un lazo f o r y un w h i l e son las siguientes: a) En un f o r se pueden colocar 3 expresiones de control que le indican: 1. conteo inicial, 2. condición de paro del ciclo y 3. incremento de variable de conteo de ciclos. b) Un w h i l e solo permite una expresión de control, que es la condición de paro del ciclo. El conteo inicial hay que indicarlo ANTES DE ENTRAR AL CICLO y el incremento de la variable se debe realizar DENTRO DEL CUERPO del lazo. De otra manera, un lazo while puede “trabarse”, es decir, generar un “lazo infinito”. Veamos la comparación de sus respectivas sintaxis (observe con cuidado la ubicación de las 3 expresiones en ambas estructuras): Sintaxis de un lazo for La sintaxis for de la izquierda es equivalente a un while así: for(ex presion1;ex presion2;ex presion3) { proposición1; proposición2; .............. } expresion1; while(ex p re s i o n2){ proposicion1; proposicion2; .............. expresion3 } Introducción a la Programación 3 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ + La diferencia fundamental entre los lazos (w h i l e ) y (d o - w h i l e ) es que do-while se ejecuta SIEMPRE AL MENOS una vez, sea cual sea el resultado de expresión; en cambio while puede NUNCA LLEGAR A EJECUTARSE. III. MATERIALES Y EQUIPO Para la realización de la guía de práctica se requerirá lo siguiente: No. Requerimiento 1 Guía de Laboratorio # 6 de IP 2 Compilador de C++. 3 Disquete ó Memoria USB Cantidad 1 1 1 IV. PROCEDIMIENTO 1. Cree una carpeta llamada /EjerciciosGuia6IP/ dentro de /Mis Documentos/ para que guarde sus archivos de ejemplos y del análisis de resultados. 2. Ahora desarrolle los siguientes programas, teniendo cuidado de aplicar estas reglas: Cuide el uso de mayúsculas y minúsculas en al redactar palabras reservadas y los nombres de variables, ya que lenguaje C es sensible a mayúsculas y minúsculas. Las líneas en negrita, redactarlas en una sola línea, o sino generaran errores de compilación. Tenga el cuidado de guardar cada código fuente con el nombre indicado en el encabezado respectivo. CONSEJO EXTRA: Por último, tome MUY EN CUENTA QUE “Digitar lo más rápido posible a cada código fuente de C++ del procedimiento de las practicas”… “ser el más rápido de todos en finalizar las practicas…” no es la más importante en este curso!! LO VERDADERAMENTE IMPORTANTE DE DIGITAR CADA CÓDIGO DEL PROCEDIMIENTO es que usted evalué cuidadosamente cada elemento del código fuente mostrado, el cual es la solución a problemas del dia-dia que usted como programador se encontrara en el futuro. Debe ser atento en detalles fundamentales como: - La declaración y luego el uso de variables con valores apropiados de acuerdo al tipo de dato definido - Uso correcto de los diferentes operadores del lenguaje (asignación, relacionales, lógicos, jerarquía operadores en cualquier expresión) - Identificación de los diversos bloques de comandos a ejecutar de acuerdo a las estructuras de control utilizadas, anidación de estructuras. - Invocación de las diversas funciones con los parámetros apropiados. - Estudio del dialogo (PC-Usuario) implementado en el código, gracias al uso de diferentes estructuras de control, etc. Se le recuerda que la materia se llama INTRODUCCION A LA PROGRAMACION, lo que implica que para poder aprobarla!! Usted deberá ir desarrollando continuamente un pensamiento metódico para resolver problemas con una PC, que le permitirán después, diseñar las soluciones lógicas respectivas, y las deberá redactarlas por usted mismo y sin ayuda!! Para dar el 1er paso en este proceso complejo, debe evaluar los ejemplos de soluciones ya propuestas en los procedimientos de las prácticas del curso!! Introducción a la Programación 4 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ 1. y 2. Nombres de programas E1GUIA6IPa y E1GUIA6IPb, respectivamente. Desarrolle un programa que despliegue en pantalla la tabla de multiplicar de un número dado por usuario. El número a ingresar solo es permitido entre 1 a 6, sino, se muestra un mensaje de error y termina el programa. E1GUIA6IPa /*Programa que muestra multiplicar */ #include<iostream.h> #include<math.h> #include<conio.h> E1GUIA6IPb tabla de /*Programa que muestra multiplicar */ #include<iostream.h> #include<math.h> #include<conio.h> tabla de main(){ /*numero para ver su tabla multiplicar(TM)*/ int N; /*contador usado para generar TM del N anterior */ int i; /*valor de multiplicar contador por N */ int mul; main(){ /*numero para ver su tabla multiplicar(TM)*/ int N; /*contador usado para generar TM del N anterior */ int i; /*valor de multiplicar contador por N */ int mul; cout<<"VER TABLA DE MULTIPLICAR\n\n"; cout<<"Ingrese un numero entre solamente (1 y 6):\t"; cin >>N; cout<<"VER TABLA DE MULTIPLICAR\n\n"; cout<<"Ingrese un numero entre solamente (1 y 6):\t"; cin >>N; if((N>=1)&&(N<=6)){ cout<<"\nTabla de multiplicar del "<<N; if((N>=1)&&(N<=6)){ cout<<"\nTabla de multiplicar del "<<N; for(i=1;i<=10;i=i+1){ mul=N*i; cout<<"\n "<<N<<" por "<<i<<" es "<<mul; }//fin for i }else{ cout<<"\n\nError, numero incorrecto.."; }//fin if i=1; while(i<=10){ mul=N*i; cout<<"\n "<<N<<" por "<<i<<" es "<<mul; i=i+1; }//fin while i }else{ cout<<"\n\nError, numero incorrecto.."; }//fin if getch(); }//fin main getch(); }//fin main 3. Realice la compilación de c/código y ejecute ambos programas con los mismos datos de prueba. 4. Ahora responda ¿ambos programas son 100% idénticos (se obtiene el mismo resultado)? o existe alguna diferencia, ¿Por qué?, Explique…. 3. Nombre de programa E2GUIA6IP : Determinar el porcentaje de hombres y mujeres que se encuentran en un grupo de personas, suponiendo que los datos son ingresados de uno en uno. Debe utilizar estructuras while, do-while y switch en la solución. /*Programa que determina el porcentaje de hombres y mujeres, obtenidos de un total de empleados ingresados*/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <conio.h> main(){ char entrar=13;//permite ingresar al while Introducción a la Programación 5 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ //contadores varios float totemp=0; //total empleados float muj=0,hom=0; //tot mujeres y hombres float pm=0,ph=0; //porcentaje mujeres y hombres char genero; //caracteres validos m o h printf("\t\tPROGRAMA DE ENCUESTA genero de empleados"); printf("\n\nPresione tecla:\n\t\tENTER: para continuar el ingreso de datos"); printf("\n\t\t\'S\': Mostrar porcentajes finales"); printf("\n\nIngrese genero del empleado: "); while(entrar==13){ printf("\n\t(M para mujeres\tH para hombres) :"); genero=getche(); switch(genero){ case 'm':case 'M': muj=muj+1; // esta sentencia es igual a muj+=1 totemp++; printf("\tTotal H=%.0f M=%.0f\n",hom,muj); break; case 'h':case 'H': hom+=1; totemp++; printf("\ttotal H=%.0f M=%.0f\n",hom,muj); break; default: printf("\tOpcion invalida.."); }//fin switch //valida tecla presionada y saber si continuar o mostrar resultados do{ entrar=getch(); }while(!((entrar==13)||(entrar=='s')||(entrar==83))); }//fin while //calcula porcentajes de hombres y mujeres pm=muj/totemp*100; ph=hom/totemp*100; printf("\n\nRESULTADOS\n"); printf("_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ \n"); printf("El total de %.0f empleados, se distribuyen asi:\n",totemp); printf("Porcentaje de >>Hombres: %.2f y >>Mujeres:%.2f\n\n",ph,pm); system("PAUSE"); }//fin main Notas: a) Observe la modificación que se hace en los identificadores %f (de números decimales) dentro de la cadena de formato asignada a la función printf. b) Realice varias pruebas de ejecución del programa, activando/desactivando la tecla Mayúsculas/CapsLock por cada nueva ejecución 5. Ahora responda estas preguntas: + ¿Qué significan los valores enteros (13 u 83) que se han utilizado en las condiciones de varios de los ciclos del código fuente de este ejercicio?, Explique… + ¿Hay o no diferencias especificas entre usar las funciones getch y getche dentro de este programa?, Explique… Introducción a la Programación 6 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ 4. Nombre del programa E3GUIA6IP : Permita a un docente ingresar un total de notas que desea que la PC procese. Luego podrá ingresarlas una a una. Una nota es válida solamente en el rango (0.0-10.0), de lo contrario llamar la atención al docente e indicarle que el software finalizara por haber ingresado una nota no valida. Al finalizar el ingreso correcto de todas las notas, el programa le muestra al usuario estos resultados: a) porcentaje de reprobados, b) nota promedio de los alumnos reprobados, c) mayor nota de los alumnos con nota aprobados y d) total de notas ingresadas que son mayores de 7.0 /*Programa de apoyo academico para un docente*/ #include <iostream.h> #include <stdlib.h> main(){ float N=0;//total de notas validas a ingresar float c=0;//total notas validas aceptadas float nota;//valor de una nota ingresada //variables para calcular datos solicitados float porcReprob=0,notaProm=0;//porcentaje y nota promedio de reprobados float totnotasMen=0; float notaMen=0; float totMay7=0; cout<<"Ingrese un total de notas:\t"; cin>>N; if(N>0){ //procede a recibir solo notas validas (0.0-10.0) for(c=1;c<=N;){ cout<<"\n"<<c<<". Digite nota valida(0.0-10.0)\t:"; cin>>nota; if((nota<0)||(nota>10)){ cout<<"\t>>nota incorrecta...\n"; } else { c+=1;//actualiza contador notas validas //Realiza los calculos de los datos requeridos if(nota<6){//si es nota reprobada porcReprob+=1; notaProm+=nota; //o tambien notaProm=notaProm+nota; totnotasMen+=1; }else{ //si es nota aprob if((notaMen==0)||(nota<notaMen)) notaMen=nota; if(nota>7) totMay7+=1; }//fin if-nota reprob?? }//fin if-else2 }//fin for c //ultimos calculos porcReprob=porcReprob/N*100; notaProm=notaProm/totnotasMen; //muestra resultados al docente: cout<<"\n\n\t RESULTADOS:"; Introducción a la Programación 7 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ cout<<"\na) cout<<"\nb) cout<<"\nc) cout<<"\nd) Porcentaje de Reprobados:\t"<<porcReprob; Nota promedio de alumnos Reprobados:\t"<<notaProm; Menor nota de alumnos Aprobados :\t"<<notaMen; Total de notas que son Mayores de 7.0:\t"<<totMay7<<"\n\n"; } else{ cout<<"ERROR:\tTotal de notas incorrecto\n\t FIN DE APLICACION"; }//fin if-1 system("PAUSE"); }//fin main Nota: Observe el uso del operador lógico ||(equivalente a O, OR en pseudocódigo) Ahora responda estas preguntas a) Determine ¿Cuáles variables de este código fuente se usan como “acumuladores” y cuales como “contadores”?, justifique su respuesta… b) Un programador novato afirma de este ultimo código fuente: “al evaluar cuidadosamente el lazo for utilizado aquí, no le veo una expresión3 (la actualización de variable contador según la sintaxis de uso del ciclo), por lo tanto, deduzco que este lazo no tiene fin, que se generara un lazo infinito”. Usted como experto en C ¿Qué le respondería? PROBLEMAS A RESOLVER (100%) Para finalizar el procedimiento de esta práctica, su asistencia y desempeño en la misma será evaluado gracias a la solución que usted brinde a su instructor, para resolver cada una de las tareas a continuación: 1. Elabore los diferentes códigos fuente de C++ que solucionen a cada uno de los problemas a continuación: PROBLEMA A: Auxilie a un Evaluador de Préstamos del Banco Mundial “LOS AMOS DEL MUNDO” a determinar las ganancias que la institución obtendrá en concepto de préstamos con tasas de intereses compuestas. (25%) El evaluador requiere saber por cada préstamo ingresado de manera continua, si este es válido para la institución bancaria y luego obtener el monto final a pagar por el Deudor. (25%) El departamento de Contabilidad del Banco establece como condiciones validas de préstamos estas restricciones: • Las tasas de interés autorizadas se ubican entre 7.3% hasta 14.2%, solamente. Y la forma de capitalización (m) puede ser trimestral o semestral. • Y el periodo de tiempo (n) para el préstamo puede ser indicado en meses o años. (25%) Al finalizar, se debe mostrar un “Informe de Ganancias”, que describa los Montos totales ($) en concepto de Intereses que generaran los prestamos ingresados a Corto plazo (tiempo para pagar menores a 4 años) y a Largo plazo. Introducción a la Programación 8 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ Permita al empleado bancario ingresar todos los préstamos que desee, continuamente, hasta que este decida terminar la evaluación individual, para luego describirle el Informe de Ganancias requerido. Ejemplo de un préstamo valido: . . Tomando en cuenta la fórmula del monto final (M) con interés compuesto . Si el banco autoriza un préstamo (P) de $7,300 a un total de tiempo (n) de 20 meses y con una tasa interés compuesta (i) de 8.7% capitalizada trimestralmente (m=4); resulta que el cliente deberá pagar un monto final (M) de $12,957.27 Luego se determina que el Banco obtendrá una ganancia de este préstamo, en concepto de intereses de $(12957.277300)= $5657.27 Nota: recuerde que la medición del tiempo (n) debe ser del tipo que la capitalización (m)!! Para el ejemplo definido acá, los n=20 meses se deben expresar en trimestres, para que coincida con el tipo de capitalización trimestral (m=4) 2. (25%) Presente a su instructor(a) las respuestas a las preguntas requeridas al final del programa E2GUIA6IP Introducción a la Programación 9 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ V. DISCUSION DE RESULTADOS Importante: INCLUIR COMENTARIOS DE PROGRAMADOR dentro de cada código fuente. 1. (25%) Modifique el código fuente (CF) del Ejemplo E2GUIA6IP del procedimiento anterior, para reemplazar la estructura switch utilizada ahí por estructuras if equivalentes pero sin alterar la cantidad ni tipo de variables ya utilizadas. 2. (25%) Elabore una aplicación que permita al usuario mostrarle el factorial de un numero N ingresado por el. No puede usar sentencias while ni también for en su código fuente. 4. (30%) Desarrollar un software que solicite al usuario 2 números enteros (que no sean negativos), luego solicite ¿Cual de estas 3 operaciones desea realizar el usuario con estos 2 valores? a. Multiplicación b. División c. Potencia. TENGA MUY EN CUENTA estas Restricciones dentro de su código fuente a crear: + No debe utilizar a la librería (math.h). + De los operadores matemáticos de C, solo tiene permitido usar los operadores (+) y (-) para determinar la multiplicación y la división; en cambio, al querer calcular una potencia, aquí si son permitidos los 5 operadores basicos:+, -, *, /, %. Ejemplos de parejas de números ingresados, operación a realizar y el resultado de la misma Primer numero 4 19 12 5 2 Segundo numero 6 4 0 10 5 operación multiplicación división potencia división potencia Resultado esperado 24 4 1 0 32 3. (25%) Realizar un programa que pide al usuario un número entero, luego el programa determina e indica si es o no PRIMO. Si no es primo, muéstrele ¿por que no es primo? Recuerde que un número entero es primo cuando es divisible únicamente por el mismo y por la unidad. Ejemplos de números primos: 1, 5, 13, 37, etc. porque solo son divisible por uno y ellos mismos. Ejemplo de numero no primo: 42, porque además de ser divisible por 42 y por 1, también es divisible por 2, divisible por 3, divisible por 6, divisible por 7, divisible por 14, y divisible por 21. VII. BIBLIOGRAFIA • • Metodología de la Programación: Diagramas de Flujo, Algoritmos y Programación estructurada. Joyanes Aguilar, Luis. No. De Clasificación 005.1 J88 1998. Editorial: MCGRAW HILL Cómo Programar en C/C++. Deitel, Harvey M... No. De Clasificación 005.362 D325 1995 Editorial: PRENTICE HALL Introducción a la Programación 10 Guía #6: Uso de Estructuras Repetitivas en C/C++ Hoja de evaluación Guía #6 Fecha: ____________________ Nombre del alumno: _______________________________________________________ Carné: ___________________ Firma: ________________________ Nombre y firma del docente: _________________________________________________ GL: ________ GT: ________ I. Evaluación del contenido practico Objetivos a evaluar: Que el estudiante: • Pueda aplicar la estructura de repetición (for, while, do-while) apropiada dentro del código fuente de un programa • Diseñe el código fuente (CF) de un programa, colocando apropiadamente todas las estructuras de control (secuencial, condicional y de repetición) vista hasta hoy. • Pueda modificar los CF funcionales de acuerdo a solicitudes específicas, dando iguales resultados después de los cambios realizados al CF. 1. 2. 3. 4. Criterios Identifica las estructuras repetitivas vistas en clases Utiliza correctamente la sintaxis de las estructuras repetitivas aplicadas en los ejercicios de la discusión de resultados El programa mostró los datos correctos/esperados Entrego el trabajo a tiempo SI NO II. Evaluación general ¿Cómo realiza el trabajo asignado? Excelente Muy Bien ¿Necesita ayuda del instructor? Ninguna Un poco Bueno Regular Varias Veces Siempre III. Evaluación de actitudes Criterios 1. 2. 3. Excelente Puntualidad Participación Cooperación Introducción a la Programación 11 Muy Bueno Bueno Regular