El lenguaje C

Introducción

Construcción de programas

● Escribir el/los fuente/s (*.c)● Incluir los archivos de encabezado (*.h)● Compilar ● Enlazar (linking)

Palabras claves

auto double int structbreak else long switchcase enum register typedefchar extern return unionconst float short unsignedcontinue for signed voiddefault goto sizeof volatiledo if static while

# include <stdio.h>// variables externas a usar int main(){ printf(“Hello, world."); return 0;}

Estructura de un programa

Directiva al preprocesador

Estructura de un programa

#include <stdio.h>int main() {

/* Comentario ignorado por el compilador */int index; index = 13;printf("The value of the index is %d\n", index);index = 27;printf("The value of the index is %d\n", index); return 0;

}

Estructura de un programa «grande»n Uso de archivos cabecera (.h)

por lo general sólo contienen definiciones de tipos de datos, prototipos de funciones y comandos del preprocesador de C

n Uso de varios archivos .cpor lo general con un preámbulo consistente de las definiciones de constantes, cabeceras a incluir, definición de tipos de datos, declaración de variables globales y externas (e inicializacion), y una o más funciones

Estructura de un programa «grande»n División en directorios

Por lo general agrupando los archivos relacionados o bajo cierta lógica

n Uso de make y makefilePara una fácil y consistente compilación

n Uso de macros en maketípicamente usadas para guardar nombres de archivos fuente, nombres de archivos objeto, opciones del compilador o links a bibliotecas

Tipos de datos

n char (1 byte)n int (2 bytes)n float (4 bytes)n double (8 bytes)n void

n short – long – signed - unsigned

Constantes

n 2323 intn 5656L longn 78.56floatn 89e-2floatn 56.9Ldoublen 033 octaln 0xf1 hexadecimaln 0xFUL unsigned long (15 en decimal)

Constantes

n ‘n’ caractern ‘\000’ carácter (representado en octal)n ‘\xhh’ carácter (representado en hexa)\a alerta \\ barra\b blanco \? Pregunta\f fin de linea \’ Comilla simle\n Nueva linea \” Doble comilla\r Carriage return \v Tab vertical\t Tab horizontal

Constantes

n Enumeración: es una lista de valores enteros constantes. Es una opcion al #define.enum opcion {SI,NO,TALVEZ}; //SI vale 1, NO vale2,

y así sucesivamente.enum dia {LUNES=1, MARTES=2, ...DOMINGO=‘F’}dia k;k=LUNES;k=3;

Identificadores

nEl primer carácter debe ser una letra, después puede haber letras, números o guión bajo.

nEs sensible a mayúsculas y minúsculas.nHasta 31 caracteres.

Variables

n Deben declararse antes de utilizarse y pueden ser:n externas: se definen sólo una vez, fuera de toda

función y se declaran extern (implícita o explicitamente) en cada función que las vaya a utilizar, siendo comunes a todas. Son inicializadas a 0 por omisión.

n internas (o automáticas): son declaradas dentro de una función y solo existen en ellas. No tienen una inicialización por omisión, quedan indefinidas en su valor inicial si no se las inicializa explícitamente.

Variables

n Las variables pueden ser:n estáticas: son visibles sólo dentro del archivo

fuente (externas) o función (internas) en donde se declaran. Las estáticas internas mantienen su valor en sucesivos llamados a la función. Son inicializadas a 0 por omisión. Se deben inicializar con un valor o una expresión constante.

n register: le indica al compilador que la variable será muy usada. El compilador decidirá si será almacenada en un registro. No poseen inicialización por omisión.

Calificadores de tipo

n Sirven para dar características especiales a los objetos (variables) que están siendo declarados:nconst: se puede inicializar, pero después no

puede cambiarse el valornvolatile: le indica al complilador que su

contenido puede variar mas allá del flujo del programa (no son optimizables)

Calificador de tipo volatile

int z=8;int main() {

for (int k=1;k<=100;k++){printf("Z vale%d\n", z);

}}

¿Y si Z cambia su valor por factores externos?

Ejemplos const y volatile

const double e = 2.7182const char msg [] = “warning:”int strlen (const char []);const int hex = 0x80A; /* 2058 en decimal */const int oct = 012; /* 10 en decimal */volatile int k=2;volatile unsigned char puerto1 @0x00000002

La comillas dobles definen

una cadena

Arreglos y Cadenas

int digitos [10];int valores[] = {3,4,5,6,7}; // longitud 5

char patron [] = “salida”;es equivalente a:

char patron [] = {‘s’, ‘a’, ‘l’, ‘i’, ‘d’, ‘a’, ‘\0’} // longitud 7

Operadores aritméticos

Operador Nombre definicion* Multiplicación Multiplica x por y/ Division Divide x por y% Modulo Resto de x dividido y+ Suma Suma x mas y- Susbtracción Resta y de x

++ Incremento ++X X++-- Decremento --X X--- Negación Multiplica x por -1+ Suma unaria

Acceso a datos y elementos de array

Operador Nombre Ejemplo Definición

[] Elemento de array

X[6] 7mo elemento de x

. Selección de miembro

PORTD.2 2do bit de PORTD

-> Selección de miembro

pStruct->x Miembro x de la estructura apuntada

por pStruct

* Indirección *p Contenido de la memoria localizada en

la dirección p

& Dirección de &x Direccion de la variable x

Operador Ejemplo Definición

> x > y 1 si x es mayor que y, en caso contrario es 0

>= x >= y 1 si x es mayor o igual a y, en caso contrario es 0

< x < y 1 si x es menor que y, en caso contrario es 0

<= x <= y 1 si x es menor o igual a y, en caso contrario es 0

= = x == y 1 si x es igual que y, en caso contrario es 0

!= x != y 1 si x no es igual que y, en caso contrario es 0

Operadores lógicos

Operadores lógicos

! !x 1 si x es 0, en caso contrario es 0

&& x && y 0 si x o y es 0, en caso contrario 1

|| x || y 0 si x e y son 0, en caso contrario 1

Operadores de bits

Operador Nombre Ejemplo Definición

~ NOT ~x Cambia 1 por 0, y 0 por 1

& AND x&y AND bit a bit de x e y

| OR x|y OR bit a bit de x e y

^ XOR x^y XOR bit a bit de x e y

<< Desp. Izq. x<<2 Bits de x los desplaza 2pos. a la izquierda

>> Desp. Der. x>>2 Bits de x los desplaza 2pos. a la derecha

Sentencias de control

n whilen do...whilen forn if ..elsen breakn continuen switch

Sentencia while y do-while// ejemplo whilewhile( condicion ){ sentencia;

…}

// ejemplo do-while

do{ sentencias; …

} while( condicion )

Sentencia forfor( condicion inicial; control; variacion ){

…}

// ejemplo:for( i = 0; i < 10; i++){

cont += i;}

Sentencia if1: if (something_is_true) { /* do something */ }

2a: if (something_is_true) { /* do one thing */ } else { /* do something else */ }

2b: ? (something_is_true) :

/* do one thing */ :

/* do something else */

Sentencia switchswitch (integer value)

{ case 1: statement1; break; /* optional line */

case 2: statement2; break; /* optional line */

....

default: default statement break; /* optional line */ }

break y continuebreak rompe la secuencia de un ciclo while, do-while, switch o for, saltando a la primera sentencia externa al bloque.

continue retoma el control en la próxima iteración de un ciclo ciclo while, do-while o for

Funciones

n En general un programa en C son muchas funciones de pequeño tamaño, y no pocas funciones de gran tamaño.

n La comunicación entre las funciones es por los argumentos, valores de retorno y a través de variables externas.

n Los argumentos son pasados por valor.

Estructuras de datos

n struct: Colección de variables de distinto tipo, agrupadas bajo un nombre. En memoria puedo almacenar cualquier variable del tipo struct que se defina

struct point{int x;int y;

};....

struct point pt = {3,5};

printf (“%d, %d”, pt.x, pt.y);

struct { int pulseFrec; unsigned char pulseWdith;} pulser1, pulser2;óstruct pwm{ int pulseFrec; unsigned char pulseWdith;} pulser1, pulser2;

rótulo opcional

Estructuras

n Las estructuras se pueden anidar :

struct rect {struct point p;struct point z;

} ;...struct rect ventana;ventana.p.x =25;

Estructuras y funciones

n Las estructuras se puede pasar como argumentos de funciones.struct point pt = {3,5};struct point *pp;pp = &pt;

n pasar la estructura completa (pt):void funcion( struct point w)

n pasar un componente de la estructura (pt.x): void funcion( int w)

n pasar un puntero a una estructura (pp)void funcion( struct point *w)

Arreglos de estructuras

struct message {int emisor;int receptor ;

char datos [50]; }struct message buffer[50];buffer[0].emisor=0;

Uniones

n Es semejante a una estructura, pero los campos que declaramos en una unión ocupan todos la misma posición de memoria.

n Solo se puede almacenar un campo por vez.n Cuando se define una unión solo se reserva espacio

para almacenar el campo de mayor tamaño. n Permite manejar distintos tipos de datos en una

misma área de almacenamienton El programador es responsable del uso debiendo

asignar y recuperar coherentemente.

Uniones

union ejemplo { int entero; //16 bitschar caracter; //8 bits

} mi_var; mi_var. entero =0; // solo se puede incializar mediante el

primer miembromi_var. caracter =‘A’; //(como el carácter ASCII de A es

65, mi_var.entero vale 65, es decir 000000001000001)mi_var. entero= 65; // pero no es seguro que

mi_var.caracter sea una ‘A’

Campo de bits

n Es un conjunto de bits adyacentes, agrupados, en una palabra.

n Los bits se manipulan según su tipo declarado

struct {unsigned int ctrl_compresor :1;unsigned int ctrl_cinta :1;unsigned int ctrl_quemador :1;

} control;...control.ctrl_compresor=1; //enciende el compresor

Puede ser cualquier numero de bits

Creación de tipos de datos

nLa instrucción typedef crea una definicion de un tipo de datos:typedef int Longitud;

hace que Longitud sea un sinónimo de int. Luego se puede hacer:Longitud k;

lo que declara k del tipo Longitud, con todas sus características.

Ejemplos de creación de tipos de datos

typedef struct {int coor_x;int coor_y;} Complejo;

crea el tipo Complejo que es análogo a la estructura definida en este caso.

Ejemplos de creación de tipos de datos

typedef unsigned char byte; //crea el tipo bytetypedef union {

byte Byte;struct {

byte b0 :1; byte b1 :1;byte b2 :1;byte b3 :1;

} Bits;} Control; //crea el tipo Control

luego:Control Z;Z.Byte= 4;Z.Bits.b2=˜Z.Bits.b2;

Entrada/Salida

n El C no tiene instrucciones específicas para I/O.

n Existen un conjunto de funciones para I/O desarrolladas y agrupadas en la biblioteca (library) estándar (ANSI): stdio.h

#include <stdio.h> //incluye en el programa todas las funciones de la librería.

Salida con formato

n int printf(“Cadena de control”, variables, operaciones, ...);

printf(“La salida es %6.1f:”,temp);

campo

Entrada con formato

n int scanf(“Cadena de control”, variable, variable, ...);

n La variable o variables que se van a introducir tendrán que ir acompañadas delante del nombre por el signo & (son punteros).

Ejemplo E/S

#include <stdio.h>main() {

int edad;char nombre[20];printf(“Introduce nombre: \n“);scanf(“%s”, nombre);printf(“Introduce edad: \n”);scanf(“%d”, &edad);printf(“Tu nombre es %s y tienes %d años. \n”,

nombre, edad);}

debe ser lo suficientemente grande

Caracteres de control

n d entero decimaln c caractern s cadena de caracteresn f número de punto flotante con notación decimaln e número de punto flotante con notación exponencialn u entero decimal sin signon o entero octal sin signon x entero hexadecimal sin signo (minúsculas)n X entero hexadecimal sin signo (mayúsculas)n p puntero

Funciones para manejar caracteresn int getchar(void ): captura caracteres

uno a uno desde la entrada estándar

char variable;variable=getchar();

Funciones para manejar caracteresn int putchar(int): imprime caracteres uno

a uno en la salida estandar y devuelve el carácter escrito o EOF si hubo error.

char variable=‘m’;putchar(variable);

Proceso de compilación

n La compilación de un programa C se realiza en varias fases que normalmente son automatizadas y ocultadas por los entornos de desarrollo:n Preprocesado: consistente en modificar el código en C

según una serie de directivas de preprocesador. simplificando de esta forma el trabajo del compilador.

n Compilación: que genera el código objeto a partir del código ya preprocesado.

n Enlazado: que une los códigos objeto de los distintos módulos y bibliotecas externas (como las bibliotecas del sistema) para generar el programa ejecutable final.

Directivas al preprocesador

n Facilidad del lenguaje:nInclusión de archivos includenDefinición de macros definenOperador ##nInclusion condicional # if !defined ......

Directivas al preprocesador

n Inclusión de archivos:#include “nombrearchivo”o#include <nombrearchivo>

nIncluye el contenido del archivo en donde se encuentra el include

nEl proceso es recursivo

Directivas al preprocesador

n Sustitución de macros:#define nombre texto_de_reemplazo

nReemplza nombre por texto_de_reemplazo en todo el codigo subsiguiente

nPuede manejar argumentosnLa sintaxis debe manejarse con mucho cuidado

Directivas al preprocesador

n Ejemplo:#define PI 3.1416#define max(A,B) ((A)>(B)?(A):(B))

Si mas adelante en el código en el código dice:x=max(p+g,PI);

Quedará:x=((p+g) > (3.1416) ? (p+g) : (3.1416));

Antes de compilar.

Directivas al preprocesador

#undef nombren asegura que nombre no será sustituido

## n Concatena argumentos reales durante la sustitucion

Ejemplo:#define unir(inicio,fin) inicio ## finHace que:

A[unir(zapa,tero)];Pase a ser:

A[zapatero];

Directivas al preprocesador

n Inclusión condicional:#if MICRO == INTEL

#define LIBRERIA “intel.h”#elif MICRO == AMD

#define LIBRERÍA “amd.h”#else

#define LIBRERÍA.../*aquí va la definicion de la librería generica*/...

#endif#include LIBRERIA

Directivas al preprocesador

n#IFDEF, #IFNDEFnSon If especializados que testean si un

nombre está definido#ifndef LIBRERÍA#define LIBRERÍA ....#endif