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El lenguaje C++

Isidro González Caballero

(Universidad de Oviedo)

Técnicas de Comp. en Física

Santander, 08/11/2010 1

Introducción

El C++ es un superconjunto del C

– Soporta tanto metodologías de programación estructurada

como OOP

– Tiene la capacidad de usar librerías C y FORTRAN

Características ajenas a la OOP y al C:

– Chequeo de tipos mejorado (más estricto)

– Constantes simbólicas (const) (chequeo de tipos constantes)

– Sustitución de funciones inline (eficiencia de ejecución)

– Argumentos por defecto (ahorro de código)

– Sobrecarga de funciones y operadores (los tipos derivados

tienen sintaxis iguales a los nativos)

– Manejo de memoria dinámica

– El tipo referencia (alias)

Compilar

g++ -o main.cc

Escribir, compilar, linkar, ejecutar

Código

(.cc, .C, .cpp…) #include <iostream>

int main() {

cout << “Hola mundo”

<< endl;

return 0;

}

Diseñar

Escribir

Fichero objeto

(.obj, .o)

Ejecutable

(a.out, .exe, …)

Ejecutar

./a.out

Linkar

g++ main.o

main.o

libMyLib.so

other.o

a.out

Compilación

Preprocesador

No son comandos C++…

– … pero están presentes en

cualquier compilador

Muy utilizadas en C…

– … suprimidas algunas en C++

Se escriben con el símbolo # al

comienzo

Es una especie de parser

Algunas posibilidades

Incluir código de otros ficheros

Remplazar variables o símbolos

– en gral. no necesario en C++

Trucos sucios

– no recomendable

Incluye cierta lógica

Compilar

g++ -o main.cc

Código

(.cc, .C, .cpp…) #include <iostream>

int main() {

cout << “Hola mundo”

<< endl;

return 0;

}

Fichero objeto

(.obj, .o)

main.o

libMyLib.so

other.o

Ficheros

intermedios

(.i, .ii) Preproceso

Directivas de preprocesador

#include ″header.h″

– Incluye el fichero header.h

#include <header.h>

– Idem para “ficheros estándar”… algo subjetivo

#define VAR value

– Reemplaza la secuencia VAR por value

#ifdef, #ifndef, #else, #endif

– Lógica para chequer el valor de variables

#pragma

– Mensajes al compilador. Poco utilizado

Tipos fundamentales

Nombre ¿Qué representa? Entero, real,

lógico

char Un carácter Entero

short int Un entero corto Entero

int Un entero Entero

long int Un entero con mayor rango de

validez

Entero

float Un real Real

double Un real de doble precisión Real

long double Un real de doble precisión y

mayor

Real

bool cierto (true) o falso (false) Lógico

unsigned

Declaraciones

Antes de utilizar una variable tenemos que declarar su tipo

Para las funciones debemos declarar su signatura y tipo de retorno

– La signatura está formada por el nombre de la función y el tipo de los argumentos que espera

Podemos inicializar una variable al declararla

No siempre una declaración reserva un espacio en memoria definición

char letra; //Declaración y definición de un caracter

int total = 10; //Decl., def. e inic. de un entero

double random(double seed); //Declaración de una función

Output básico

Debe incluirse el cabecero (header) iostream.h

Se utilizan los objetos

– cout para la salida estándar o

– cerr para los mensajes de error...

... seguido del operador << …

… y el mensaje de salida

#include <iostream.h> //Hoy en dia <iostream>

cout << "Hola\n";

cout << "La suma de 2 y 4 es " << 2+4 << endl;

cout << "El valor var=" << var << endl;

Funciones

Tienen un tipo de retorno (void si no devuelven nada)

Se debe especificar el tipo de cada uno de sus

parámetros (signatura)

El cuerpo de la función va entre llaves { }

La función principal del sistema es int main()

#include <iostream.h>

float cuadrado(float r); int main() {

cout << "El cuadrado de 7 es " << cuadrado(7);

return 0;

}

float cuadrado(float r) {

float c = r*r;

return c;

}

Ámbito (scope) y tiempo de vida

El ámbito es el espacio del programa en que

un nombre (variable) es válido

Normalmente es el espacio entre su

declaración y la siguiente llave cerrada, }

Las variables solo existen (ocupan espacio en

memoria) mientras su ámbito es válido

– Salvo las declaradas static que duran hasta el

final del programa

Aunque solo pueden ser utilizadas en el código dentro de

su ámbito

Tipos derivados, static, const...

Nombre/Símb ¿Qué representa? Delante/Detras

[] Array Detrás

* Puntero, posición en memoria En medio

& Referencia, alias de la var. En medio

struct Una estructura Delante

class Una clase Delante

static Ámbito del programa Delante

const No puede modificarse Delante

Tipos derivados, static, const...

//Punteros

int* ptrNumero; //Puntero a un entero

//Arrays

float reales[20]; //Un array de 20 floats

double punto[2] = {1.2, 3.4}; //Con inicializacion

//Struct

struct punto2D {short int x; short int y;};

//static

static int contador;

//const

const char la_letra_c = 'c';

const double pi = 3.1415926;

Ejercicio 1: Programa

#include <iostream>

using namespace std; //Necesario para cout y endl

double cuadrado(double); //Declaramos funcion

int main() { //Funcion principal

int siete = 7;

cout << "El cuadrado de " << siete << " es "

<< cuadrado(7) << endl;

const double pi = 3.1415926;

cout << "pi*pi = " << cuadrado(pi) << endl;

return 0;

}

double cuadrado(double r) {

double c = r*r;

return c;

}

[host] tar xvfz ejercicio1.tar.gz

[host] cd ejercicio1

[host] ls

ejercicio1.cpp

[host] g++ ejercicio1.cpp

[host] ls

ejercicio1.cpp a.out

[host] ./a.out

El cuadrado de 7 es 49

pi^2 = 9.8696

[host] g++ ejercicio1.cpp –o ejercicio1.exe

[host] ls

a.out ejercicio1.cpp ejercicio1.exe

[host] ./ejercicio1.exe

El cuadrado de 7 es 49

pi^2 = 9.8696

Ejercicio 1: Compilar y ejecutar

Descomprimimos

el fichero tras

descargarlo

Compilar y linkar. El

resultado es…

Ejecutar Compilar y linkar

elegiendo el

fichero de salida

Ejecutar

Ejercicio 2: Varios ficheros

Descargar y descomprimir ejercicio2.tar.gz

Los ficheros de código: – cuadrado.h: Declaración de la función double cuadrado (double)

– cuadrado.cpp: Implementación

– ejercicio2.cpp: Función main

El script compila.csh compila y enlaza todo: – Crea los ficheros objeto cuadrado.o y ejercicio2.o

– Enlaza los objetos en el ejecutable ejercicio2.exe

[host] g++ -c -o cuadrado.o cuadrado.cpp

[host] g++ -c -o ejercicio2.o ejercicio2.cpp

[host] g++ -o ejercicio2.exe cuadrado.o ejercicio2.o

Operadores aritméticos

Operador Función Uso

= asignación int i = 7;

* multiplicación double r = 3.5 * i;

/ división double t = r / 1.2;

% modulo (resto) i = 21 % 6; // i = 3

+ suma double rt = r + t;

- resta r = rt – t;

++,-- incremento int i = 0;

int j = i++; //j = 0

int k = --i; //k = 0

+=,-=,

*=,/=

opera y asigna r += 2.6; //r = r + 2.6

r *= 2.6; //r = r * 2.6

Operadores lógicos

Operador Función Uso

< menor que i < 5

<= menor o igual que r <= 5

> mayor que i > 5

>= mayor o igual que i >= 5

== igualdad i == 5

!= desigualdad i != 5

! NOT lógico !true; //false

&& Y lógico i < 5 && j > 4

|| O lógico i < 5 || j > 4

Control de flujo: if-then-else

Ejecución condicional

Sintaxis simple:

– Si la expresión lógica es cierta se ejecuta sentencia1

Sintaxis completa:

– Si la expresión lógica es falsa se ejecuta la sentencia2

Si hay más de una sentencia a ejecutar por caso se meten entre { }

if (expresión lógica) sentencia1;

if (expresión lógica) sentencia1;

else

sentencia2;

if-then-else ejemplo

int mifuncion(); //Una funcion que devuelve un numero

entero

....

....

int i = mifuncion();

cout << "El valor devuelto por mifuncion es ";

if (i < 0)

cout << "negativo" << endl;

else if (i > 0)

cout << "positivo" << endl;

else

cout << "nulo" << endl;

Control de flujo: switch

Ejecución condicional

Se trata de evitar if-then-else encadenados

Sintaxis:

switch (variable) case (valor1):

setencia1;

break;

case (valor2):

setencia2;

break; ...

default:

setenciadef;

break;

Se ejecuta si variable == valor1

Se ejecuta si variable == valor1

Se ejecuta si no se ha ejecutado ninguna

de las anteriores

switch: ejemplo

int mifuncion(); //Una funcion que devuelve un numero

entero

....

....

int i = mifuncion();

cout << "El valor devuelto por mifuncion es ";

switch (i) {

case (0):

cout << "nulo" << endl;

break;

case(1):

cout << "uno" << endl;

break;

default:

cout << "otro valor" << endl;

}

Control de flujo: for

Iteraciones

Sintaxis:

– La inicialización (de un contador) solo se ejecuta la

primera vez que entra en el bloque

– La parada es una expresión lógica

Mientras sea cierta se sigue iterando

Cuando sea falsa se sale del bucle

– La acción (normalmente el incremento de un

contador) se ejecuta al comienzo de cada iteración

for (inicialización; parada; acción) sentencia;

Control de flujo: while y do-while

Sintaxis:

– Sólo si expresión es cierta se ejecuta una nueva iteración

– La comprobación se hace al inicio

Sintaxis

– Sólo si expresion es cierta se ejecuta una nueva iteración

– La comprobación se hace al final: La sentencia se ejecuta al

menos una vez!

while (expresion) sentencia;

do

sentencia;

while (expresion)

Ejemplo Iteración: Tabla del 3

cout << "Tabla de multiplicar del 3..." << endl;

for (int i = 1; i <= 10; i++) {

cout << "3 * " << i << " = " << 3 * i << endl;

}

int i = 1;

while (i <= 10) {

cout << "3 * " << i << " = " << 3 * i << endl;

i++;

}

int i = 1

do {

cout << "3 * " << i << " = " << 3 * i << endl;

i++;

} while (i <= 10)

Argumentos por valor y por referencia

Por valor A la función le llega una

copia en memoria de la variable que pasamos

Cuando la función termina esa copia se destruye

Las modificaciones del valor de la variable dentro de la función no salen al exterior

Es la forma por de pasar variables por defecto

Por referencia A la función le llega la

dirección de memoria de la variable que pasamos

– ¡No hay copia!

Cuando la función termina no se destruye ese espacio en memoria

Las modificaciones del valor de la variable sí salen al exterior de la llamada

Se utiliza & para indicarlo

Nota: Para comprimir un directorio en un solo fichero y poder enviarlo

por correo

Ejercicios:

Hacer un programa que calcule los cuadrados de los 10 primeros números aprovechando el código del ejercicio2

Hacer un programa que calcule el cuadrado de un numero cualquiera (usar cin)

Hacer un programa que muestre los 10 primeros números primos

double variable;

cout << “Introduce un numero real: “ << endl;

cin >> variable;

[host] tar cvfz ficherocomprimido.tar.gz directorio

Clases

class MiClase {

public:

MiClase(...); //Constructor

~MiClase(); //Destructor

//Metodos

int metodo1(...); //ejemplo

protected:

//Data members

int dato1; //ejemplo

float dato2; //ejemplo

};

MiClase es el nombre de la clase

Visibilidad:

• public: Visible para cualquier

otra clase

• protected: Visible solo para

subclases

• private: Visible solo para la

propia clase

Datos: Definen el estado de los

objetos de esta clase

Clases

class MiClase {

public:

MiClase(...); //Constructor

~MiClase(); //Destructor

//Metodos

int metodo1(...); //ejemplo

protected:

//Data members

int dato1; //ejemplo

float dato2; //ejemplo

};

Constructor:

• Puede haber varios

• Puede tomar argumentos

• Es la función que se ejecuta

cuando se crea un objeto

Destructor:

• Solo puede haber uno

• No toma argumentos

• Es lo último que se ejecuta

cuando se destruye un objeto

Métodos: Definen el

comportamiento de una clase

Objetos de una clase

Los objetos de una clase se declaran: – Como cualquier variable si hay constructor que no

toma argumentos

– Pasándole los parámetros del constructor a la variable como si fuera una función

Los métodos se acceden usando el operador punto (.) (o flecha, ->, para punteros)

class MiClase {

public:

MiClase(int a=0);

bool foo() {return true;}

};

MiClase miobj; //== miobj(0)

MiClase miobj3(3);

MiClase* ptrmiobj;

miobj.foo(); //true

ptrmiobj->foo();

(*ptrmiobj).foo();