informatica

Tema 6: Estructuras básicas

Programación estructurada. El flujo de control de un programa. Estructura

Secuencial. Estructura de selección: simple y múltiple. Estructuras de

selección anidadas. Estructuras de repetición. Estructura mientras: Estructura

hacer mientras y hacer hasta. Estructura Desde / Para. Salidas internas del

bucle. Estructuras repetitivas anidadas.

6.1 Programación estructurada

La programación estructurada es una forma de escribir programas de computadora utilizando únicamente tres estructuras: secuencia, selección e

iteración; siendo innecesario y no permitiéndose el uso de la instrucción o instrucciones de transferencia incondicional.

La programación estructurada surge a finales de los años 1960 con el

objetivo de realizar programas confiables y eficientes, y que además fueran escritos de manera de facilitar su comprensión posterior.

Hoy en día las aplicaciones informáticas son mucho más ambiciosas que las necesidades de aquellos años, por lo que se desarrollaron nuevas técnicas, tales como la programación orientada a objetos y el desarrollo de entornos

de programación que facilitan la programación de grandes aplicaciones.

De todas formas, el paradigma estructurado tiene vigencia en muchos

ámbitos de desarrollo de programas y constituye una buena forma de iniciarse en la programación de computadoras.

El teorema del programa estructurado, de Böhm-Jacopini, demuestra que

todo programa puede escribirse utilizando únicamente las tres instrucciones de control siguientes:

● secuencial (es decir, poner instrucciones en orden, una detrás de otra, y que sean ejecutadas en ese orden)

● selectiva/condicional (es decir, hacer una cosa en función de una condición -con estructuras como if, o if/else)

● repetitiva (es decir, hacer una cosa varias veces, con bucles)

Solamente con estas tres estructuras o “patrones lógicos” se pueden

escribir todos los programas y aplicaciones posibles. Si bien los lenguajes de programación tienen un mayor repertorio de estructuras de control,

éstas pueden ser construidas mediante las tres básicas mencionadas.


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6.1.1 El flujo de control de un programa

La expresión flujo de control hace referencia al orden en el que se

ejecutarán las instrucciones de un programa, desde su comienzo hasta que finaliza. El flujo normal de ejecución es el secuencial. Si no se especifica lo

contrario, la ejecución de un programa empezaría por la primera instrucción e iría procesando una a una en el orden en que aparecen, hasta llegar a la última.

Algunos programas muy simples pueden escribirse sólo con este flujo unidireccional. No obstante, la mayor eficacia y utilidad de cualquier

lenguaje de programación se deriva de la posibilidad de cambiar el orden de ejecución según la necesidad de elegir uno de entre varios caminos en función de ciertas condiciones, o de ejecutar algo repetidas veces, sin tener

que escribir el código para cada vez.

Con frecuencia, el programador necesita que el programa no se comporte

sólo de modo secuencial. Por ejemplo, calcular una bonificación sólo para los empleados con más de 10 años de antigüedad, o calcular un descuento si abona en efectivo.

También puede ocurrir que interese que un grupo de instrucciones se ejecute repetidamente hasta que se le indique que se detenga. Por ejemplo,

calcular el promedio de notas para cada uno de los alumnos de un curso, o realizar algún cálculo con cada uno de los elementos de un vector.

Para las dos situaciones planteadas existen dos soluciones: las sentencias de control selectivas y las repetitivas. Éstas permiten que el flujo secuencial del programa sea modificado. También cumplen con este

objetivo las sentencias denominadas de invocación o salto.

Las sentencias alternativas también son conocidas como sentencias

selectivas porque permiten seleccionar uno de entre varios caminos por donde seguirá la ejecución del programa. En algunos casos esta selección viene determinada por la evaluación de una expresión lógica. Este tipo de

sentencias se clasifican en tres:



simples: SI

dobles: SI-SINO múltiples: SEGÚN-SEA

A las sentencias repetitivas se les conoce también como sentencias iterativas ya que permiten realizar algo varias veces (repetir, iterar).

Dentro de ellas se distinguen:

desde

mientras repetir – hasta – que

Las sentencias de salto o invocación permiten realizar saltos en el flujo de control de un programa, es decir, permiten transferir el control del

programa, alterando bruscamente el flujo de control del mismo. En programación estructurada se considera una mala práctica el uso de las condiciones de salto, ya que, entre otras cosas, restan legibilidad al código.

Sin embargo, si bien se debe evitar su uso, la mayoría de los lenguajes las incluyen.

Las sentencias de salto o invocación son:

ROMPER

CONTINUAR IR-A VOLVER

6.2 Estructura secuencial

Una estructura secuencial es aquella en la que una acción (instrucción)

sigue a otra en secuencia. Las tareas se suceden de tal forma que la salida de una es la entrada de la siguiente y así sucesivamente hasta el final del proceso. La estructura secuencial tiene una entrada y una salida. Su

representación grafica es:

Pseudocodigo

inicio

<accion1>

<accion2>

<accion n>

Inicio

Accion 1

Accion 2

Accion n



6.3 Estructura de selección

Al escribir un programa muchas veces nos encontramos con ciertas condiciones que influyen sobre la secuencia de pasos que hay que dar para resolver el problema. En este caso estamos en presencia de una sentencia

de selección o condicional: alternativa simple

SI <expresión> ENTONCES

< acción >

FIN-SI

La sentencia if

En C, la sentencia principal de selección es la sentencia if. La sentencia if

tiene dos alternativas o formatos posibles, el más sencillo es:

if (expresión) acciòn

La sentencia IF funciona de la siguiente manera. Cuando un programa

alcanza esta sentencia, evalúa la expresión que esta entre paréntesis. Si la

expresión es verdadera, se ejecuta la acciòn, caso contrario no se ejecuta

la acciòn y continúa con el flujo del programa.

Expresión lógica que

determina si la acción

se ha de ejecutar

La acción se ejecuta se la

expresión lógica es

verdadera

Expresion AccionSI

NO



Ejemplo: Prueba de divisibilidad

include <stdio.h>

main ()

{

int n,d;

printf (“ingresar dos numeros:”);

scanf(“%d %d”,&n,&d);

if ( n%d == 0)

{Printf (“ %d es divisible por

%d\n”,n,d);

}

}

Ejecución

Ingresar dos números: 18 6

18 es divisible por 6

Sentencia if de dos alternativas: if-else

La instrucción SI-ENTONCES (if) puede ser utilizada también en casos de selección

de más de dos alternativas. El segundo formato de la sentencia if es la

sentencia if-else.

SI <expresión> ENTONCES

< accion1 >

SINO

< accion2>

FIN-SI

Inicio

“ingresar dos

numeros” n,d

n%d

== 0

d“ es

divisible por”

n

Fin

si

n

o

Expresion Accion 1SIAccion 2 NO



include <stdio.h>

main ()

{

int n,d;

printf (“ingresar dos

numeros:”);

scanf(“%d %d”,&n,&d);

if ( n/d == 0)

Printf (“%d es divisible

por %d\n”,n,d);

else

Printf (“%d no es divisible

por %d\n”,n,d);

}

Ejecución

Ingresar dos numeros: 18 5

18 no es divisible por 5

El segundo formato de la sentencia if es la sentencia if-else.

if (expresión) acciòn1 else acciòn2

Cuando se ejecuta la sentencia if-else, se evalúa la expresión. Si expresión

es verdadera ejecuta acciòn1, y en caso contrario se ejecuta la acciòn2.

Ejemplo: Prueba de divisibilidad con dos alternativas

%


determina si la acción

se ha de ejecutar La acción1 se ejecuta se

la expresión lógica es

verdadera

La acción2 se ejecuta se

la expresión lógica es

verdadera

n%d == 0NO

“Ingresar dos

numeros” n,d

d, “es divisible

por” nSI

d, “NO es divisible

por” n

Inicio

Fin



6.3.1. Estructuras de selección anidadas

Según lo expresado, las estructuras de decisión simple y doble permiten seleccionar entre dos alternativas posibles. Sin embargo, la instrucción SI-

ENTONCES puede ser utilizada también en casos de selección de más de dos alternativas. Esto es posible anidando estas instrucciones. Es decir, una

estructura SI-ENTONCES puede contener a otra, y esta a su vez a otra. La representación gráfica y pseudocódigo es la siguiente:

SI <expresion_1>

ENTONCES

< accion_1 >

SINO

SI < expresión_2>

ENTONCES

< accion_2 >

SINO

SI <

expresión_3>

ENTONCES

< accion_3

>

SINO

.....

FIN-SI

FIN-SI

FIN-SI

Como se puede observar, el anidamiento de instrucciones alternativas permite ir descartando valores hasta llegar al bloque de instrucciones que se debe ejecutar.

A fin de que las estructuras anidadas sean más fáciles de leer, es práctica habitual aplicar sangría al cuerpo de cada una.

6.4 Estructuras de repetición

En muchas ocasiones la forma más apropiada de expresar un algoritmo

consiste en la repetición de una misma instrucción de manera controlada, una cantidad finita de veces determinada de antemano (al diseñar el programa) o en tiempo de ejecución (cada vez que se ejecuta el programa).

Por ejemplo, podría ser necesario diseñar un algoritmo similar al de los cajeros automáticos, que solicite una clave al usuario y bloquee el acceso

en caso de no ingresar la contraseña correcta luego de tres intentos. O bien, si se desea procesar grupos de datos ingresados por teclado o leídos desde un archivo, hasta que no se encuentren más datos.

Las estructuras algorítmicas que permiten realizar operaciones de este tipo se conocen con el nombre de estructuras repetitivas o iterativas o

bucles.

Expresion 1 Accion 1



SI

NO

SI

NO

SI

NO



Definición: Las estructuras que repiten una secuencia de instrucciones un

número determinado de veces se denominan bucles y se denomina iteración a la ejecución de cada repetición.

Ejemplo

Se desea sumar una lista de números que ingresa desde teclado (por

ejemplo, edades de los alumnos de una clase). El algoritmo debería

ingresar el valor y sumarlo a una variable SUMA que contenga las

sucesivas sumas parciales.

ALGORITMO suma

INICIO

Suma=0

LEER número

Suma = suma + número

LEER número

Suma = suma + número

….

FIN

Como podemos observar, si no utilizamos alguna instrucción de repetir, el algoritmo deberá realizar tantas lecturas y sumas como alumnos se

procesen: 10, 100, 1000,...

Es evidente que el método no es óptimo, pero el ejemplo sirve para identificar las instrucciones que se repiten. En este caso, el bucle está

formado por las instrucciones:

LEER número

suma = suma + número

y la cantidad de iteraciones estará relacionada con el número de alumnos que se procesen durante la ejecución.

Entonces, las dos cuestiones importantes cuando se utilizan estructuras repetitivas son: ¿qué contiene el bucle? y ¿cuántas veces se repite?.

Las estructuras repetitivas se diferencian en la forma en que se produce la condición de fin del bucle y deberá utilizarse aquella más apropiada al problema particular de que se trate.

Las más usuales son:

mientras (while)

desde (for)

repetir (repeat)

6.4.1 Estructura mientras (while/do..while)

A veces no se conoce de antemano la cantidad de veces que será necesario

repetir un conjunto de instrucciones para solucionar el problema, o bien es

conveniente que estas instrucciones sean repetidas hasta alcanzar una



determinada condición (llamada condición de parada). En estas situaciones

se emplean estructuras repetitivas como la estructura MIENTRAS.

La condición esta situada al principio del bucle y las instrucciones interiores

al bucle se repetirán mientras sea cierta la condición.

Estructura Hacer Mientras

Sintaxis:

while (condicion bucle) sentencia; // cuerpo

while (condicion bucle) {

sentencia-1; sentencia-2;

sentencia-3; Cuerpo sentencia-n;

}

El comportamiento es el

siguiente:

1) se evalúa la condición bucle

2) Si condición bucle es

verdadera:

a) se ejecuta la/las

sentencia especificada

denominada cuerpo.

b) Vuelve el control al

paso 1

3) En caso contrario el control

se transfiere a la sentencia

siguiente al bucle

Condición

bucle

sentencia

Falsa

Verdadera



Ejemplo

Contar y mostrar un numero hasta 5

Pseudocódigo

inicio contador = 0

mientras contador < 5 contador = contador + 1

mostrar “contador:” , contador fin mientras

mostrar “terminado. Contador:”, contador

Estructura Hacer Hasta

La estructura Hacer-Hasta (do-while) se utiliza para especificar un bucle

condicional que se ejecuta al menos una vez. Se emplea cuando se tiene la

seguridad de que una determinada acción se ejecutará una o mas veces,

pero al menos una vez.

El comportamiento es el siguiente:

1) se ejecuta la sentencia

2) Si condición bucle es verdadera

vuelve a ejecutar la sentencia. Cuerpo

del bucle.

3) En caso contrario el control se

transfiere a la sentencia siguiente al

bucle

Condición

bucle

sentencia

Falsa

Verdadera

Contador < 5Contador =

contador +1SI

NO

Contador = 0

Inicio

“contador” ,

contador

Terminado

contador”,

contador

Fin



Sintaxis:

Do

sentencia /*la sentencia se ejecuta al menos una vez */

while (expresion) /*expresión lógica que determina si la acción se repite*/

Ejemplo

Bucle para introducir un digito

Pseudocodigo

inicio Hacer

Mostar “introducir un digito de 0 a 9” Leer digito

mientras digito < 0 o digito > 9 fin

Codigo C include <stdio.h>

main ()

do

{

Printf (“introduzca un digito (0 – 9)”; /* cuerpo del bucle*/

scanf (“%c”,&digito);

}

while ((digito < 0) or (digito > 9);

Ejecución

introduzca un digito (0 – 9)

2 introduzca un digito (0 – 9)

4


8


10

Una sentencia hacer hasta (do-while) es similar a la sentencia

hacer mientras (while) excepto que el cuerpo del bucle se ejecuta

siempre al menos una vez.



6.4.2 La estructura PARA (for)

Cuando se conoce exactamente la cantidad de veces que es necesario

repetir una instrucción, la estructura más apropiada para expresarlo como

algoritmo es la estructura PARA.

La estructura para (bucle for) es un método para ejecutar un bloque de

sentencias un número fijo de veces. El bucle for se diferencia del bucle

while en que las operaciones de control del bucle se sitúan en un solo sitio:

la cabecera de la sentencia.

La estructura PARA en forma general es:

PARA variable DESDE inicial HASTA final [INCREMENTO incremento]

INSTRUCCIÓN

[…]

INSTRUCCIÓN

FIN-PARA

Donde:

variable es el nombre de una variable de tipo numérico, en particular entero,

definida en el programa, cuyos valores se irán modificando en cada

repetición. Es común utilizar como nombre de esta variable i, que proviene

de la palabra índice (index en inglés), y si se utilizan varias instrucciones

PARA, emplear las letras siguientes del abecedario: j, k, l.

inicial es el valor que toma la variable en la primera repetición.

final es el valor que toma la variable en la última repetición.

incremento es el incremento que recibirá la variable entre repeticiones, es

decir, el valor que se le sumará a variable cada vez que se termine una

repetición y antes de iniciar la siguiente. Si se omite, se considera que vale

1. También puede tomar valores negativos.

Inicial

Condició

n de fin

sentencias

incremento

Verdadero

Falso



Problema: Se desea un programa que muestre en pantalla los números

pares entre 1 y 9.

Una forma de resolver este problema es sencillamente mostrar los números

solicitados:

INICIO

ESCRIBIR 2

ESCRIBIR 4

ESCRIBIR 6

ESCRIBIR 8

FIN

Pero esta solución se vuelve larga y tediosa si hay un pequeño cambio en la solicitud, por ejemplo:


pares entre 1 y 99.

INICIO

ESCRIBIR 2

ESCRIBIR 4

[…]

ESCRIBIR 96

ESCRIBIR 98

FIN

Se dijo que la computadora es muy hábil para repetir tareas sencillas, como

la del problema. Cuando se necesita que la computadora repita una

operación, con una pequeña variación cada vez, se deben identificar las

condiciones para la repetición, y expresar esta variación de una forma

comprensible para la máquina.

En este caso, lo que se desea es una secuencia de números pares, que van

desde 2 hasta 98. Estos números pueden expresarse como 2 x k, siendo k

un entero que varía entre 1 y 98/2 = 49.

Cuando se conoce exactamente la cantidad de veces que es necesario

repetir una instrucción, la estructura más apropiada para expresarlo como

algoritmo es la estructura PARA. En este caso se puede escribir:

INICIO

PARA k DESDE 1 HASTA 49

ESCRIBIR k * 2

FIN-PARA

FIN



Otra opción sería:

INICIO

PARA i DESDE 2 HASTA 98 INCREMENTO 2

ESCRIBIR i

FIN-PARA

FIN

Si ahora se solicita:


pares entre 1 y 200.

la solución mantiene su sencillez de expresión:

INICIO

PARA i DESDE 2 HASTA 200 INCREMENTO 2

ESCRIBIR i

FIN-PARA

FIN

i = 2

i = 200 i = i + 2

Verdadero

Falso

i



La sintaxis en lenguaje C

For (Inicializacion; condicionIteracion; incremento)

Sentencias

Ejemplo en C

include <stdio.h>

main ()

int i;

For (i = 2; i<200; i+=2);

Printf i;

Inicializa la

variable de

control del

bucle


determina si las

sentencias se han de

ejecutar mientras

sea verdadera

Incrementa o

decrementa la variable

de control del bucle Sentencias a

ejecutar en cada

iteración del bucle



6.5 Salidas internas del bucle

Instrucción INTERRUMPIR (BREAK) Esta instrucción se utiliza cuando se desea terminar un bucle en un lugar

determinado del cuerpo del bucle sin esperar a que este termine de modo

natural por su entrada o su salida. Esta instrucción corta el ciclo de

ejecución, debe ser utilizada con precaución.

Ejemplo:

LEER número

HACER

IF número <= 0 INTERRUMPIR

suma = suma + número

LEER número

HASTA número > 100

La instrucción Interrumpir sale del bucle HACER y sigue con la instrucción

siguiente a la instrucción HASTA.

La sentencia INTERRUMPIR (BREAK) se utiliza frecuentemente junto con

una sentencia SI (IF) actuando como una condición interna del bucle.

6.6 Estructuras repetitivas anidadas

En un algoritmo puede existir y es muy frecuente que existan 2 o más

bucles. Dependiendo de la forma en que estén dispuestos, estos pueden ser

anidados o independientes. Decimos que los bucles están anidados cuando

están dispuestos de forma tal que unos son interiores a otros; y los bucles

serán independientes cuando son extremos unos con otros.

Así como se podían anidar estructuras de selección, también es posible

insertar un bucle dentro de otro. Las reglas para construir estructuras

repetitivas anidadas son iguales en ambos casos: la estructura interna debe

estar incluida totalmente dentro de la externa y no puede existir

solapamiento.

La figura nos representa en forma esquemática las instrucciones repetitivas

anidadas prohibidas y permitidas:



IN D E P E N D IE N T E S A N ID A D A SP ER M IT ID A S Y P R O H IB ID A S N ID O S C R U Z A D O SS AL IR D E L B U C L E E N T R A R A L B U C L E

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