programacion logica - modulo 2 - lectura 2

Lectura 2: Programacin Estructurada Unidad 2: Programacin Estructurada2.1. Estructuras de programacinHay algunas consideraciones muy importantes a la hora de disear algoritmos. La legibilidad de los algoritmos y posteriormente de los programas que los codifican, exige que su diseo sea fcil de comprender y su flujo lgico fcil de seguir. La programacin modular nos ensea a descomponer un programa en mdulos ms simples de programar, y la programacin estructurada permite la escritura de programas fciles de leer y modificar. La programacin estructurada es una forma de escribir programas de forma clara. Para ello utiliza nicamente tres estructuras: secuencia, seleccin e iteracin o repetitivas Hoy en da las aplicaciones informticas son mucho ms ambiciosas que las necesidades de programacin existentes en los aos 1960, principalmente debido a las aplicaciones grficas, por lo que las tcnicas de programacin estructurada no son suficientes. Ello ha llevado al desarrollo de nuevas tcnicas, tales como la programacin orientada a objetos y el desarrollo de entornos de programacin que facilitan la programacin de grandes aplicaciones. A finales de los aos 1960 surgi una nueva forma de programar que no solamente daba lugar a programas fiables y eficientes, sino que adems estaban escritos de manera que facilitaba su comprensin posterior. El teorema del programa estructurado, fue enunciado y demostrado por Bhm-Jacopini. Este teorema demuestra que todo programa puede escribirse utilizando nicamente tres tipos de instrucciones de control. Solamente con esas tres estructuras se pueden escribir todos los programas y aplicaciones posibles. Si bien los lenguajes de programacin tienen un mayor repertorio de estructuras de control, stas pueden ser construidas mediante tres bsicas. En un programa estructurado el flujo lgico se gobierna por las estructuras de control bsicas, estas son: 1. Secuenciales. 2. Repetitivas. 3. Seleccin.

Ventajas de la programacin estructurada 1. Los programas son ms fciles de entender, ya que pueden ser ledos de forma secuencial, sin necesidad de hacer seguimiento a saltos de lnea (GOTO) dentro de los bloques de cdigo para entender la lgica.

Materia: Programacin Lgica Profesor: Ing. Silvia A. Carrera

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2. La estructura del programa es clara, puesto que las instrucciones estn ms ligadas o relacionadas entre s. 3. Reduccin del esfuerzo en las pruebas. El seguimiento de los fallos o errores del programa ("debugging") se facilita debido a la estructura ms visible, por lo que los errores se pueden detectar y corregir ms fcilmente. 4. Reduccin de los costos de mantenimiento de los programas. 5. Programas ms sencillos y ms rpidos (ya que es ms fcil su optimizacin). 6. Los bloques de cdigo son auto explicativos, lo que facilita la documentacin. 7. Los GOTO se reservan para construir las instrucciones bsicas. Aunque no se usan de forma directa, por estar prohibida su utilizacin, estn incluidas implcitamente en las instrucciones de seleccin e iteracin. 8. Un programa escrito de acuerdo a estos principios no solamente tendr una mejor estructura sino tambin una excelente presentacin. 9. La programacin estructurada ofrece estos beneficios, pero no se la debe considerar como una panacea ya que el desarrollo de programas es, principalmente, una tarea de dedicacin, esfuerzo y creatividad.

Inconvenientes de la programacin estructurada: El principal inconveniente de este mtodo de programacin es que se obtiene un nico bloque de programa, que cuando se hace demasiado grande puede resultar problemtico su manejo; esto se resuelve empleando la programacin modular, definiendo mdulos interdependientes programados y compilados por separado (en realidad esto no es necesario, pero es recomendable para su mantenimiento y funcionalidad). En realidad, cuando se programa hoy en da (inicios del siglo XXI) se suelen utilizar, tanto las tcnicas de programacin estructurada como las de programacin modular, de forma conjunta y por lo tanto es posible que cuando uno haga referencia a la programacin estructurada est considerando tambin las tcnicas de modularizaciones.


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Un mtodo un poco ms sofisticado es la programacin por capas, en la que los mdulos tienen una estructura jerrquica en la que se pueden definir funciones dentro de funciones o de procedimientos.

2.2. Estructuras secuencialUna estructura secuencial, es aquella en la que una accin (instruccin) sigue a otra en secuencia. Las tareas se desarrollan de tal manera que la salida de una es la entrada de la siguiente y as sucesivamente, hasta alcanzar el final del proceso. La estructura secuencial tiene una entrada y una salida. Su representacin grfica se muestra a continuacin junto con la codificacin en pseudocdigo:

2.3. Ejercicios usando estructura secuencial. Entrada y salida de informacinEj1) Calcular y mostrar por pantalla la suma y el producto de dos nmeros enteros ingresados por teclado. Pseudocdigo: Algoritmo CalcularSumProd Var: entero: a, b, suma, prod //declaracin de variables Inicio: Escribir (ingresar dos nmeros enteros) // se solicita el ingreso de datos desde el teclado Leer (a,b ) // se toman los valores del teclado y se guardan en las posiciones de memoria //llamadas a y b suma a +b // se realiza la suma de los contenidos de a y b prod a * b // se realiza el producto de los contenidos de las variables a y b


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escribir ( la suma es:, suma, y el producto es , prod) // se muestra por pantalla un mensaje //junto a los valores calculados fin // fin del algoritmo

El diagrama de flujo se muestra en la figura 1

Inicio

Escribir (ingresar dos nmeros enteros)

Leer (a,b)

suma a +b prod a*b

Escribir (la suma es, suma, y el producto es,prod)

fin

Figura 1 Las dos barras inclinadas // indican que lo que sigue a continuacin de ellas hacia la derecha es un comentario. Ej2) Calcular el salario neto de un trabajador, en funcin del nmero de horas trabajadas, precio de la hora de trabajo. Se considerarn descuentos fijos 20% del salario bruto. El salario neto se calcula como el salario bruto menos los impuestos.


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Ingresar nombre, precio hora y cantidad de horas, mostrar por pantalla nombre, salario bruto y neto. Pseudocdigo: Algoritmo Calcula_salarios Var: real: precioHora, salBruto, salNeto, impuesto cadena: nombre real: cantHoras Inicio: // se solicita el ingreso de datos desde el teclado

//declaracin de variables

Escribir( ingresar nombre, cantidad horas trabajadas, monto por hora ) Leer (nombre,precioHora, cantHora) salBruto cantHora * precioHora impuesto 0.20* salBruto salNeto salBruto impuesto escribir ( nombre, salBruto, salNeto) fin // fin del algoritmo El diagrama de flujo se muestra en la figura 2

2.4. Estructura condicional.La especificacin formal de algoritmo tiene realmente utilidad cuando el algoritmo requiere una descripcin ms complicada que una lista sencilla de instrucciones. Este es el caso cuando existe un nmero de terminado de posibles alternativas resultantes de la evaluacin de una determinada condicin. Las instrucciones selectivas o de condicin, se utilizan para tomar decisiones lgicas, de ah que tambin se llaman estructuras de decisin o alternativa Recordemos que una expresin se evala como verdadera o falsa. Las estructuras condicionales se clasifican en: Simples Dobles Mltiples

Palabras reservadas de esta estructuras son: si entonces fin-si, si entonces si-no fin-si, Segn-sea caso de. Estas estructuras establecen distintas posibilidades o caminos a seguir segn el resultado de una expresin.

2.5. Condicional simple: Si entonces


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Evala una expresin, si esta es verdadera ejecuta la accin o acciones especificadas, si es falsa no realiza ninguna accin, es decir se saltean las instrucciones asociadas al si, y se prosigue con la programacin. Es decir la estructura alternativa simple si-entonces ejecuta una o varias acciones cuando se cumple determinada condicin. Palabras reservadas de esta estructura: si entonces fin-si Pseudocdigo

Inicio

Escribir(ingresar nombre, cantidad horas trabajadas, monto por hora)

Leer (nombre, precioHora, cantHora)

salBruto cantHoras* precioHora impuesto 0.20 * salBruto salNeto salBruto - impuesto

Escribir (nombre, salBruto, salNeto)

fin

Figura 2 si (expresin lgica) entonces


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sentencia1 sentencia2 sentenciaN fin-si sentencia4 sentencia5

Observar que en el pseudocdigo las acciones que siguen a la palabra reservada, entonces, y las que sigue al si-no, se encuentran indentadas en relacin a las palabreas reservadas si y fin-si. Esta forma de escribir aumenta la legibilidad de la estructura y este es el medio ms idneo para representar algoritmos. En la figura 3, se muestra el diagrama de flujo, de esta estructura de seleccin simple.

2.6. Condicional doble: si entonces si-no

fin-si

La estructura anterior es bastante limitada y normalmente se necesitar una estructura que permita elegir entre dos opciones o alternativas posibles, en funcin del cumplimiento o no de una determinada condicin Evala una expresin lgica, si esta es verdadera ejecuta la accin o acciones especificadas, que se encuentran a continuacin de la palabra reservada entonces. Si la expresin lgica resulta ser falsa, se saltean las acciones que se encuentras ubicadas despus del entonces, y se ejecutan las acciones asociadas al si-no. Palabras reservadas de esta estructura: si entonces si-no fin-si

El pseudocdigo de esta estructura de seleccin doble es: si (expresin lgica) entonces sentencia1 sentencia2 . si-no sentencia4 sentencia5 fin-si sentencia 7 sentencia 8 . En la figura 4, se muestra el diagrama de flujo de esta estructura de seleccin doble.


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Este tipo de estructura se utiliza cuando el problema se presenta naturalmente dividido claramente en dos posibilidades, por ejemplo preguntarse si un nmero es primo o no lo es, determinar si un nmero es par o impar, y cuestiones de este tipo.

falsa

Expresin lgica

verdadera

Sentencia1 Sentencia2 sentenciaN

Sentencia4 Sentencia5

Figura 3

Por ejemplo: 1) Desarrollar un algoritmo que permita determinar si un nmero ingresado por teclado es positivo o negativo. Claramente en este requerimiento, el nmero ingresado o es positivo o es negativo, no hay otra posibilidad, el problema podra ser el ingreso del nmero 0, por lo tanto se puede implementar un filtro para impedir el ingreso de este elemento, lo cual se puede hacer por codificacin o desplegando un mensaje en pantalla, que advierta al usuario que no debe ingresar el nmero 0. Una codificacin posible es:


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Algoritmo ClasificaNum Var: entero: num

verdadera falsa Expresin lgica



Sentencia 7 Sentencia 8

Figura 4

inicio: mostrar ( ingresar un nmero entero que no sea 0) leer ( num) si num > 0 entonces mostrar ( el numero ingresado es positivo) si-no mostrar (el numero ingresado es negativo) fin si fin EXPLICACION:


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En la seccin de declaracin de variables, se declara una sola variable de tipo entero llamada num. En la seccin de inicio (que se corresponde con la parte que es ejecutable en una codificacin de cualquier lenguaje) la funcin estndar mostrar ( ) despliega una cadena de caracteres (conjunto de caracteres) en la pantalla. A continuacin la funcin estndar leer () permite guardar el dato ingresado desde el teclado en la variable entera num. A continuacin comienza la estructura de seleccin doble, en este caso la expresin lgica que se utiliza para determinar si un nmero es positivo, consiste en comparar el valor del nmero ingresado (num) con 0. Si num es mayor que 0 entonces se despliega el mensaje el nmero ingresado es positivo. Si la condicin resulta falsa, se despliega el mensaje en pantalla: el nmero ingresado es negativo. Luego termina la estructura de seleccin doble con la palabra reservada fin-si. La palabra reservada fin, indica que el algoritmo terminar. El diagrama de flujo, se muestra en la figura 5. 2) Desarrollar un algoritmo que permita determinar si un nmero ingresado por teclado es par o impar. En este requerimiento, como el anterior, el nmero entero ingresado o es par o es impar, no hay otra posibilidad, una situacin problemtica es el ingreso del nmero 0, por lo tanto se puede implementar un filtro para impedir el ingreso de este elemento, lo cual se puede hacer por codificacin (para lo cual necesitaramos una estructura repetitiva que an no se han visto) o desplegando un mensaje en pantalla, que advierta al usuario que no debe ingresar el nmero 0, emplearemos esta segunda opcin. Una codificacin posible es: Algoritmo ClasificamParImpar Var: entero: num inicio: mostrar (ingresar un nmero entero que no sea 0) leer ( num) si (num mod 2) = 0 entonces mostrar (el numero ingresado es par) si-no mostrar (el numero ingresado es impar) fin si fin

EXPLICACION: En la seccin de declaracin de variables, se declara una sola variable de tipo entero llamada num. En la seccin de inicio (donde comienza la ejecucin) la funcin estndar mostrar ( ) despliega una cadena de caracteres (conjunto de caracteres) en la pantalla. A continuacin la funcin estndar leer () permite guardar el dato ingresado desde el teclado en la variable entera num.


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A continuacin comienza la estructura de seleccin doble, en este caso la expresin lgica que se utiliza para determinar si un nmero es par, consiste en comparar el resultado de la operacin num mod 2 con cero. Recordemos que el operador binario mod determina el resto de una divisin entera entre num (dividendo) y 2 (divisor). El valor de esta expresin se compara lgicamente con cero. Si el nmero ingresado fue par el resto de la divisin entera entre num y 2 da 0 (cero). Este resultado, luego se compara con 0, la comparacin da como resultado verdadero, con lo cual se despliega en pantalla un mensaje indicando esta situacin. En caso contrario el programa toma el otro camino lgico, desplegando el mensaje opuesto en pantalla. El rombo en el diagrama de flujo, muestra un punto de bifurcacin en el programa.

verdadera falsa Expresin lgica Sentencia1 Sentencia2


Sentencia 7 Sentencia 8

Figura 5

El diagrama de flujo, se muestra en la figura 6.

2.7. Alternativa mltiple: Segn en caso de.Es bastante comn tener situaciones donde se deba elegir entre ms de dos alternativas. L estructura de decisin mltiple evaluar una expresin que podr tomar n valores distintos, 1, 2, 3,n. Segn que se elija uno de estos valores en la condicin, se realizar una de las n acciones.


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Esta expresin requiere una variable, que solo puede ser entera o de tipo carcter, con la cual se controla cual es el camino que se va a elegir. Segn el valor que asuma esta variable, ser el


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inicio

Mostrar (Ingresar un nmero entero que no sea 0)

Ingresar (num)

falso

num > 0

verdadero

Mostrar (el numero ingresado es negativo

Mostrar (l nmero ingresado es positivo)

fin

Figura 6


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camino lgico que se seguir. Tambin es posible que el contenido de esta variable no sea igual a ninguno de los valores que expresamente se indique en los casos, en esta situacin, el flujo del programa realiza las acciones asociadas al si-no, si esta palabra reservada se decide usar. La codificacin en pseudocdigo es: Segn-sea opcin hacer caso op1: accion1 accion2 . caso op2: accion3 accion4 . . caso opN: accionN1 accionN2 . si-no: accion5 accion6 fin-segun . El diagrama de flujo se muestra en la figura 7. A continuacin se presentan algunos ejemplos de esta estructura selectiva. Ej1) Se desea implementar un algoritmo que escriba por pantalla el nombre del da de la semana, segn cul sea el valor que una variable de tipo entero introducido por teclado. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo DiaSemana Var: entero: opcion inicio: mostrar (ingresar un nmero entero entre 1 y 7) leer (opcin) segn-sea opcin hacer caso 1: mostrar (DOMINGO) caso 2: mostrar (LUNES) caso 3: mostrar (MARTES) caso 4: mostrar (MIERCOLES) caso 5: mostrar (JUEVES) caso 6: mostrar (VIERNES) caso 7: mostrar (SABADO) si-no: mostrar (ERROR) fin-segn fin


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op1 opcion accion1 accion2

si-no

op2opN

accion6 accion7

accion3 accion4

accionN1 accionN2

Figura 7

EXPLICACION: Se declara una variable entera llamada opcin. Los valores posibles para esta variable son: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Si el usuario llegase a introducir un valor distintos de estos, se ejecutara la accin correspondiente al si-no, es decir se mostrara por pantalla el mensaje ERROR. Por ejemplo si el usuario introduce por teclado el entero5 entonces se mostrar por pantalla el mensaje: JUEVES, y luego terminar el programa. En la figura 8 se muestra el diagrama de flujo. Ej2) Se desea implementar un algoritmo que permita ingresar por teclado un nmero comprendido entre 1 y 10 (inclusive) y que el algoritmo determine si el nmero entero ingresado es par o impar. Luego de la comprobacin se mostrar por pantalla un mensaje indicando si el nmero fue par o impar. Si el nmero que se ingresa no est comprendido en el intervalo cerrado que se pide, terminar el programa indicando por pantalla tal situacin. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo ParImpar Var: entero: dato


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inicioFigura 8

Mostrar (ingresar un nmero entero entre 1 y 7)

Leer (opcin)1

si-noopcion

Mostrar (DOMINGO)

Mostrar (RROR) 2 6 7

Mostrar (LUNES)

Mostrar (SABADO)

3

4 5 Mostrar (VIERNES)

Mostrar (MARTES)

Mostrar (MIERCOLES)

Mostrar (JUEVES)

fin


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inicio: mostrar ( ingresar un nmero entero entre 1 y 10) leer (dato) si dato > = 1 y dato < = 10 entonces segn-sea dato hacer caso 1, 3, 5, 7, 9: mostrar (impar) caso 2, 4, 6, 8, 10: mostrar (par) fin-segn si-no mostrar(error) fin-si fin

EXPLICACION: Se declara una sola variable entera, dato. Se usa la funcin mostrar ( ) para desplegar por pantalla un mensaje que solicita el ingreso de un nmero entero en el intervalo cerrado de 1 a 10. La funcin leer ( ) permite capturar el ingreso del usuario y guardar ese calor en la variable dato. A continuacin hay una estructura selectiva doble, esta estructura lo que permite es procesar el programa si el nmero introducido est dentro del intervalo pedido, para ello se construye la siguiente expresin: dato > = 1 y dato < = 10 la expresin completa da verdadera cuando dato es mayor o igual 1 y a su vez ( simultneamente) dato es menor o igual a 10.Obeservar que dato se compara dos veces ( una vez por cada extremo del intervalo), entre ambas comparaciones se encuentra el operador y ( conjuncin). Este operador binario, da como resultado verdadero cuando ambas partes son verdaderas, caso contrario, es decir una de las partes de la comparacin o ambas partes de la comparacin son falsas, el resultado final del operador y da falso. Entonces, habiendo introducido un nmero vlido, se pasa a la estructura de seleccin mltiple segn-sea caso fin-segn. El caso de aplicacin de esta estructura, es poco comn. Se utilizan dos casos, en uno de ellos se colocan todos los valores impares separados por coma, y en el otro caso se colocan los nmeros pares del intervalo separados por coma. Es importante destacar el anidamiento de estructuras, que tiene este ejercicio, lo cual lo hace muy interesante para el anlisis. El siguiente cdigo: Si .. entonces Segn-sea . hacer // Fin-segn Fin-si Representa un anidamiento, hay una estructura dentro de otra. No es un anidamiento doble. Cantidad de estructuras en cascada (cualquiera sea su tipo) -1 = numero de anidamientos.


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Ej3) Se desea implementar un algoritmo que permita ingresar por teclado un nmero comprendido entre 1 y 7 (inclusive) correspondiente al da de la semana (1 representa Domingo). El algoritmo determinar si el nmero entero ingresado est o no en el intervalo vlido. Luego de la comprobacin se mostrar por pantalla un mensaje indicando mediante una cadena de caracteres el da que representa el nmero ingresado. Si el nmero que se ingresa no est comprendido en el intervalo cerrado que se pide, terminar el programa indicando por pantalla tal situacin. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo Dia_Semana Var: entero: dia inicio: mostrar ( ingresar un nmero que represente da de la semana) leer (dia) segn-sea dia hacer caso 1: mostrar (domingo) caso 2: mostrar (lunes) caso 3: mostrar (martes) caso 4: mostrar (mircoles) caso 5: mostrar (jueves) caso 6: mostrar (viernes) caso 7: mostrar (sbado) si-no: mostrar (error) fin-segn fin

EXPLICACION: Se declara una sola variable entera, dia. Se usa la funcin mostrar ( ) para desplegar por pantalla un mensaje que solicita el ingreso de un nmero entero en el intervalo cerrado de 1 a 7. La funcin leer ( ) permite capturar el ingreso del usuario y guardar ese valor en la variable da. Entonces, habiendo introducido un nmero, se pasa a la estructura de seleccin mltiple segnsea caso fin-segn. Se utilizan 7 casos, uno por cada da de la semana y un si-no para que entre por este punto de bifurcacin, cuando el nmero ingresado no est comprendido entre 1 y 7.

2.8. Ejercicios de aplicacin.Ej1) Se desea implementar un algoritmo que permita ingresar por teclado un nmero comprendido entre 1 y 10 (inclusive) y que el algoritmo determine si el nmero entero ingresado es mltiplo de dos. Luego de la comprobacin se mostrar por pantalla un mensaje indicando el resultado. Si el nmero que se ingresa no est comprendido en el intervalo cerrado que se pide, terminar el programa indicando por pantalla tal situacin. Una posible codificacin puede ser la siguiente:


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Pseudocdigo Algoritmo Procesa_numero Var: entero: dato inicio: mostrar ( ingresar un nmero entero entre 1 y 10) leer (dato) si dato > = 1 y dato < = 10 entonces si dato mod 2 = 0 entonces mostrar (el nmero ingresado es par y est en el intervalo de 1 a 10) si-no mostrar (el nmero es impar y est comprendido en el intervalo de 1 a 10) fin-si si-no mostrar(error) fin-si fin

Ej2) Se desea implementar un algoritmo que permita ingresar por teclado tres nmeros A, B, C enteros y que muestre por pantalla el nmero ms grande. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo Muestra _mayor Var: entero: A, B, C, Mayor inicio: mostrar ( ingresar tres nmeros enteros) leer (A, B, C) si A > B entonces si A > C entonces mayor A si-no mayor C fin-si si-no si B > C entonces mayor B si-no mayor C fin-si fin-si mostrar (el mayor nmero es: , mayor) fin


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Ej3) Implementar un programa que permita mostrar por pantalla un men con las opciones: 1 sumar, 2 multiplicar. Se tomar desde el teclado dos nmeros enteros. El usuario ingresar un entero correspondiente a la operacin que quiere realizar. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo Menu_suma_mul Var: entero: dato1, dato2, opcin, resul inicio: mostrar ( que operacin desea realizar: 1 suma- 2 multiplicar) leer (opcion) segn-sea opcion hacer caso 1: mostrar (ingresar dos nmeros enteros para sumar) leer ( dato1, dato2) resul dato1 +dato2 mostrar (la suma es : , result) caso 2: mostrar (ingresar dos nmeros enteros para multiplicar) leer ( dato1, dato2) result dato1 * dato2 mostrar (la multipliocacion es:, result) si-no: mostrar (error) fin-segn fin

Ej4) Implementar un programa que permita determinar si dos nmeros ingresados por teclado estn ordenados en forma creciente. Mostrar un mensaje por pantalla de esta situacin se da. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo Determina_orden Var: entero: dato1, dato2 inicio: mostrar ( ingresar dos nmeros enteros) leer (dato1, dato2) si dato1 < > dato2 entonces si dato1 < dato2 entonces mostrar (los nmeros fueron ingresados en forma ordenada de menor a mayor) si-no mostrar (los nmeros fueron ingresados en forma ordenada de mayor a menor) fin-si si-no mostrar (los nmeros ingresados son iguales)


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fin-si fin

Ej5) Implementar un programa que permita leer 4 nmeros enteros por teclado, y muestre su promedio por pantalla. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo DeterminaPromedio Var: entero: dato1, dato2, dato3, dato4 real: prom inicio: mostrar ( ingresar cuatro nmeros enteros) leer (dato1, dato2, dato3, dato4) prom dato1 +dato2+dato3 +dato4 mostrar (el promedio es:, prom) fin Ej6) Realizar un algoritmo que determine si dos nmeros introducidos por teclado uno de ellos es divisor del otro. Una posible codificacin puede ser la siguiente: Pseudocdigo Algoritmo Determina_Divisibilidad Var: entero: dato1, dato2 inicio: mostrar ( ingresar dos nmeros enteros) leer (dato1, dato2) si dato1 > dato2 entonces si (dato1 mod dato2) = 0 entonces mostrar (los nmeros son divisibles) si-no mostrar (los nmeros no son divisibles) fin-si si-no si (dato2 mod dato1) = 0 entonces mostrar (los nmeros son divisibles) si-no mostrar (los nmeros no son divisibles) fin-si fin-si fin


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Bibliografa obligatoria para la unidad 2: Fundamentos de programacin. Algoritmos, Estructuras de datos y Objetos, Luis Joyanes Aguilar. Mc Graw Hill. Tercera edicin. Captulo 4 (pginas 131 a 162).

Unidad 3: Programacin Estructurada: Estructura repetitiva3.1. Concepto de estructura de repeticinHasta ahora hemos trabajado, instrucciones de entrada, salida, expresiones y operadores, asignaciones, instrucciones secuenciales y de seleccin. Hay una gran variedad de situaciones que requieren que una o varias instrucciones se repitan varias veces, ya sean clculos u otro tipo de instrucciones. Las instrucciones iterativas o de repeticin, abren la posibilidad de realizar una secuencia de instrucciones ms de una vez. En este captulo estudiaremos las distintas formas que existen en pseudocdigo, para lograr la repeticin de al menos una instruccin.

3.2. Concepto de bucle e iteracin Un bucle, es una seccin de cdigo que se repite. Es decir cuando se termina de ejecutar la ltima instruccin del conjunto, el flujo de control retorna a la primera sentencia y comienza una nueva repeticin de las sentencias que forman esa seccin de cdigo. Se denomina iteracin al hecho de repetir la ejecucin de una secuencia de acciones, la iteracin se asocia a un nmero entero que indica el nmero de veces que se repite un trozo de cdigo. Por ejemplo si se desea sumar notas de alumnos, se necesitan dos sentencias, una para leer desde el teclado la nota, y otra que realice sumas parciales, es decir: . Suma 0 // se inicializa una sola vez // sentencias que se repiten Leer ( nota) Suma suma + nota

Es necesario conocer alguna manera de detener la repeticin, ya sea que se conozca el nmero de notas a procesar, para este ejemplo, o por medio de una expresin o condicin que se va modificando dentro del bloque de sentencias que forman el bucle. De lo contrario la iteracin no acabara nunca.


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3.3. Concepto de acumuladorUn acumulador es un campo de memoria dinmica cuyo valor se incrementa sucesivas veces en cantidades variables. Se utiliza en aquellos casos en que se desee obtener un total de un conjunto de cantidades, siendo preciso inicializarlo a cero. Tambin puede utilizarse en aquellas situaciones en las que hay que obtener un total como producto de distintas cantidades, en este caso hay que inicializar la variable a 1. En el ejemplo de las notas de los alumnos de un curso, si se desease calcular el promedio de notas en ese curso, la variable suma, representa un acumulador: Suma 0 // se inicializa una sola vez //sentencias que se repiten Leer (nota) Suma suma + nota

Tener presente que la variable acumulador suma, se inicializa a 0.

3.4. Concepto de contadorUn contador es un campo de memoria dinmica cuyo valor se incrementa en una cantidad fija, positiva o negativa, y generalmente asociado a un bucle. En general un contador se utiliza: Para contar el nmero de veces que es necesario repetir una accin ( variable de control de un bucle) Para contar un suceso en particular solicitado por los requerimientos del problema (asociado a un bucle o independientemente). Un contador toma un valor inicial (0, en la mayora de los casos) antes de comenzar su funcin, y cada vez que se presenta el suceso a contar, se incrementa su valor ( 1 en la mayora de los casos). Tanto el acumulador como el contador, son variables que realizan funciones especficas dentro de un programa.

3.5. Estructura repetir hastaEsta estructura repetitiva se utiliza cuando se desea que al menos un bloque se ejecute una vez, antes de comprobar la expresin de repeticin. Es decir el bucle se ejecuta primero y luego se comprueba le expresin para producir una nueva repeticin o no del bucle. El bucle repetir /hasta-que, se repite mientras el valor lgico de la expresin booleana sea falsa. El pseudocdigo de esta estructura se muestra a continuacin:


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.. repetir // sentencia1 // sentenciaN hasta que El diagrama de flujo de esta estructura se muestra en la figura 9.

sentncia1 sentenciaN

falsaexpresin

verdadera

Figura 9

Un uso muy frecuente de este tipo de estructura, es la validacin de datos. Por ejemplo un programa necesita procesar edades, entonces se solicita el ingreso de la edad, y mediante una estructura repetir/hasta-que se solicita ingresos de nmeros que representen una edad vlida, es decir si el usuario introduce 999, el programa desplegar un mensaje de error por pantalla y solicitar un nuevo ingreso de dato, y seguir en esta situacin hasta que se introduzca un valor de edad vlido, por ejemplo un nmero entero comprendido entre 1 y 120.

3.6. Resolucin de problemas usando repetir/hasta-queEjemplo 1) Se desea implementar un programa que permita ingresar solo nmeros enteros positivos, el programa mostrar por pantalla el promedio de los 10 nmero enteros positivos ingresados desde el teclado.


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Una posible codificacin podra ser: Algoritmo CalculaPromedio Var: entero: cont, num, suma real: prom inicio: cont 0 suma 0 repetir cont cont + 1 repetir mostrar ( ingresar nmero entero mayor a cero) leer (num) hasta-que num > = 0 suma suma + num hasta-que cont > = 10 prom suma / 10 mostrar ( el promedio es: , prom) fin

EXPLICACION: Este ejercicio tiene algunas cuestiones interesantes. Tiene dos estructuras repetir/hasta-que anidadas. La estructura repetir (hasta-que ms externa, es la que controla que se sumen los primeros 10 nmeros enteros positivos. La estructura repetir/hasta-que interna controla que el nmero ingresado sea mayor a 0, es decir que sea positivo. Si el nmero que se introduce no es mayor a 0, entonces la condicin de la estructura repetitiva es falsa y el bucle se repite, es decir se pide un nuevo ingreso de dato desde el teclado; si por el contrario el dato introducido es mayor a 0, la condicin es verdadera y por lo tanto el bucle no se repite, se prosigue con el aumento del contador, la acumulacin en la variable suma. Otro aspecto interesante es que utiliza dos variables con funciones especficas, cont como contador, y suma como acumulador. Ejemplo 2) Se desea implementar un programa que permita ingresar solo letras maysculas. El programa mostrar por pantalla las 20 primeras letras maysculas introducidas por teclado. Una posible codificacin podra ser: Algoritmo MuestraMaysculas Var: entero: cont caracter: letra inicio: cont 0 repetir cont cont + 1 repetir mostrar ( ingresar letra mayscula)


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leer (letra) hasta-que (letra > = A y letra = 20 fin

EXPLICACION: Para realizar este programa necesitamos dos variables de distinto tipo, una de tipo entero: cont, para contar la cantidad de letras mostradas por pantalla (deben ser 20); otra, de tipo carcter para guardar el ingreso que realice el usuario desde el teclado. Hay dos estructuras repetir/hasta-que anidadas, esto significa que una se ejecuta dentro de la otra. La estructura repetir/hasta-que externa, es la que permite que se muestren las 20 letras por pantalla. La estructura repetir/hasta-que interna, es la que valida que el carcter ingresado por teclado sea una letra mayscula, en esta estructura la expresin que controla la iteracin es una expresin de tipo y and. Recordemos que esta expresin solo da un resultado booleano verdadero, cuando ambas partes de la comparacin son verdaderas. La expresin: letra > = A y letra num fin-si mostrar (El factorial de: ,num, es: fact) fin

3.7. Estructura mientrasEl bucle se repite mientras la expresin P sea cierta (verdadera), si al llegar por primera vez al bucle mientras la condicin es falsa, el cuerpo del bucle no se ejecuta ninguna vez. El diagrama de flujo de esta estructura se muestra en la figura 10. En pseudocdigo la estructura mientras tiene la siguiente forma: mientras hacer //sentencia1 . //sentenciaN fin-mientras .. Tener presente que primero se evala la expresin P, si esta es verdadera, entonces se ejecutan el conjunto de sentencias asociadas al mientras, la ejecucin del bucle se repite siempre que la expresin de cmo resultado booleano: verdadero. Con cada nueva iteracin, la expresin vuelve a evaluarse. Es importante tener claro que si se desea que la iteracin acabe en la expresin asociada al mientras debe haber alguna variable que cambie dentro del bucle, de lo contrario se corre el riesgo de generar estructuras repetitivas que no acaban nunca. A esto se le llama bucle infinito. A veces se desea generar bucles infinitos, por algn requerimiento del problema.


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falsa

P

verdaderasentencia1 sentenciaN

Figura 10

Existen dos cuestiones particulares: ejecucin de un bucle cero veces y ejecucin de bucles infinitos. EJECUCION DE UN BUCLE CERO VECES: Como lo primero que ocurre en una estructura mientras/fin-mientras es la evaluacin de la expresin, si esta llegar a ser falsa la primera vez que se ingrese a esta estructura, entonces las sentencias asociadas al bucle, nunca se ejecutaran. Por ejemplo: .. inicio dato1 5 dato2 1 mientras dato2 > dato1 hacer leer ( t) mostrar (t) dato2 dato2 + 1 fin-mientras .. Las sentencias: leer ( t) mostrar (t) dato2 dato2 + 1 no se ejecutan nunca, pues dato1 contiene el entero 5 y dato2 contiene el entero 1, claramente dato2 NO ES MAYOR que dato1. No hay iteracin.

BUCLES INFINITOS Algunos bucles no tienen fin, porque as se los elabora. Esto depender de los requerimientos del problema a resolver.


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Un bucle que nunca se termina se denomina bucle infinito o sin fin. Los bucles sin fin no intencionados son perjudiciales para la programacin y se deben evitar siempre. Un ejemplo de bucle infinito es el siguiente: . inicio dato1 5 dato2 1 mientras 1 hacer leer ( t) mostrar (t) dato2 dato2 + 1 mostrar (dato2) fin-mientras .. La expresin asociada al mientras en este ejemplo es 1. El nmero 1 (uno) es siempre verdadero, por lo tanto este bucle no acaba nunca.

NOTA IMPORTANTE: Las pruebas o test en la expresiones booleanas es conveniente que sean mayor o menor que ( > >) en lugar de pruebas de igualdad o desigualdad. Son ms seguras, y en especial en un lenguaje en particular, en especial si las variables involucradas son de tipo real.

3.8. Resolucin de problemas usando MientrasEjemplo 1) Se desea implementar un programa que permita ingresar dos nmero enteros positivos: X y N. El programa deber calcular y mostrar por pantalla, la N-sima potencia de X. Una posible codificacin podra ser: Algoritmo CalculaProtencia Var: entero: X, N real: pot inicio: pot 1 repetir mostrar ( ingresar la base y el exponente de la potencia a calcular) leer ( X, N) hasta-que (X>=1 y N > -1) mientras N > 0 hacer pot pot * X N N -1 fin-mientras mostrar ( La potencia de base:, X, y exponente: , N, es:, pot) fin


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Ejemplo 2) Se desea implementar un programa que permita obtener el producto de dos nmeros enteros positivos, ingresados por teclado, mediante el algoritmo de sumas sucesivas. El programa mostrar por pantalla el producto. 2x3= 2 + 2+ 2+ 2 =6 2x3=3+3 =6 Una posible codificacin podra ser: Algoritmo CalculaProducto Var: entero: A,B, acum inicio: mostrar ( ingresar dos nmeros enteros positivos) leer (A,B) acum 0 mientras A < > 0 hacer acum acum + B A A -1 fin-mientras mostrar ( acum) fin

Ejemplo 3) Se desea implementar un programa que permita obtener el cociente de dos nmeros enteros positivos, ingresados por teclado, mediante el algoritmo de restas sucesivas. El programa mostrar por pantalla el producto. Se muestra el algoritmo con ejemplos numricos: a) 10 / 5 Primera resta 10-5 =5 N =1 Segunda resta 5-5 = 0 N = N +1 = 2 Por lo tanto cociente es 2 ( el valor de N) y el resto es 0 b) 10/4 10 > 4 Primera resta acum = 1 10 - 4 = 6


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6 > 4 Segunda resta 6 - 4 = 2 acum = acum + 1 = 2 2 > 4 FALSO el proceso termina Por lo tanto el cociente es 2 (valor de acum) y el resto es 2 (resultado de la ltima resta) Una posible codificacin podra ser: Algoritmo CalculaCociente Var: entero: A,B, acum inicio: mostrar ( ingresar dos nmeros enteros positivos) leer (A,B) acum 0 mientras A > B hacer acum acum + 1 A A - B fin-mientras mostrar ( el cociente es., acum, y el resto de la divisin es:, A) fin

3.9. Estructura ParaEn muchas ocasiones se conoce de antemano el nmero de veces que se desea que un bucle se repita. Una estructura de control muy comn es el ciclo para o desde, esta estructura por lo tanto, se usa especialmente cuando se desea iterar un nmero conocido de veces, empleando como ndice una variable que se incrementa o decrementa en forma automtica, segn el paso elegido. En pseudocdigo esta estructura tiene la forma de: desde v vi hasta vf inc/dec paso hacer // acciones .. fin-desde o tambin puede escribirse con el para para v vi hasta vf inc/dec paso hacer // acciones .. fin-para

En cualquiera de las dos formas, v es una variable entera, que debe ser declarada en el programa en la seccin var. Los valores vi y vf son los valores inicial y final que tomar automticamente la variable v. En el formato de esta estructura hay que elegir entre incrementar o decrementar la variable de control v. No puede ocurrir al mismo tiempo ambas situaciones.


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Se puede obviar la palabra inc cuando el incremento sea de1. Cuando se desee decrementar la variable de control de la estructura siempre deber aparecer la palabra dec (aunque el decremento sea en 1). En la estructura para/desde, paso, representa el valor a sumar o restar del valor inicial de la variable de control de la estructura, en nuestro caso de la variable v. La presentacin de algunas situaciones aclarar lo expresado anteriormente. desde v 1 hasta 5 // acciones .. fin-desde hacer

En este caso la variable v se inicializa en 1, y luego de ejecutar todas las sentencias que estn comprendidas dentro de la estructura (bucle), automticamente la variable v se incrementa en 1. Cuando iteracin tras iteracin, la variable de control v alcance el valor v = 6 no se realizan ms iteraciones, y se prosigue con la prxima instruccin que est a continuacin del fin-desde. desde v 5 hasta 9 // acciones .. fin-desde hacer

Tiene el mismo efecto, que el caso anterior. El bucle se repite 5 veces, la variable de control se inicializa en 5, y bucle tras bucle se va indexando de 1, cuando v = 10 se saltea el bucle de la estructura desde y se prosigue con la prxima instruccin despus del findesde. desde v 1 hasta 5 inc 2 hacer // acciones .. fin-desde En este caso, la variable se inicializa en 1 y con la ejecucin de cada bucle se incrementa en 2, con el primer valor de v que supere el valor 5, se finaliza la iteracin. En este caso v toma los valores 1, 3, 5, por lo tanto el bucle se repite 3 veces. desde v 10 hasta 2 dec 2 hacer // acciones .. fin-desde En este caso, la variable se inicializa en 10 y con la ejecucin de cada bucle se decrementa en 2, con el primer valor de v que sea inferior a el valor 2, se finaliza la


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iteracin. En este caso la variable v toma los valores 10,8, 6, 4 y 2 por lo tanto el bucle se repite 5 veces. Es importante recalcar que el pseudocdigo no es un lenguaje estandarizado. Eso significa que diferentes autores podran dar otras estructuras de control o bien usar estas mismas estructuras, pero con una notacin diferente. Sin embargo, las funciones matemticas y lgicas toman el significado usual que tienen en matemtica y lgica, con las mismas expresiones.

EQUIVALENCIA ENTRE LAS ESTRUCTURAS REPETITIVAS Las estructuras repetitivas hasta aqu vistas son equivalentes unas con otras. Dependiendo del problema a solucionar, es posible que alguna de las estructuras de repeticin se adapte ms fcilmente que otra al mismo problema. Pero siempre es posible reemplazar una de ellas por otras, con algunas variantes sencillas, por ejemplo si se deseara acular en una variable la suma de los 10 primeros nmeros enteros positivos que ingresa un usuario desde el teclado, podramos tener los siguientes cdigos: a) Usando estructura mientras/fin-mientras inicio suma 0 cant 1 mientras cant 10 mostrar ( suma) .. c) Usando la estructura desde/fin-desde inicio suma 0 desde cant 1 hasta 10 hacer leer ( dato) suma suma + dato


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fin-desde mostrar ( suma) ..

ESTRUCTURAS REPETITIVAS ANIDADAS De igual forma que se puede anidar o encajar estructuras de seleccin, es posible insertar un bloque dentro de otro. Las reglas para construir estructuras repetitivas anidadas son iguales en ambos casos: la estructura interna debe estar totalmente incluida dentro de la externa y no puede bajo ningn aspecto existir solapamiento. En la figura 11 se muestran bucles correctamente anidados, mientras que en la figura 12 se muestran anidamientos incorrectos.

a) Figura 11

b)

3.10. Resolucin de problemas usando ParaA continuacin se presentarn algunos programas a modo de ejemplo del uso de esta estructura repetitiva. Ejercicio 1) Se dispone de una lista de N nmeros ingresados por teclado, se desea determinar y mostrar por pantalla el valor del nmero mayor que se haya ingresado. Una posible codificacin podra ser: Algoritmo DeterminaMayor Var entero: N, cant real: dato, mayor


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a)

b)

Figura 12

inicio leer (N) leer ( dato) mayor dato desde cant 2 hasta N hacer leer ( dato) si mayor < dato entonces mayor dato fin-si fin-desde mostrar ( mayor) fin

Ejercicio 2) Se dispone de una lista de N nmeros ingresados por teclado, se desea determinar y mostrar por pantalla el valor del nmero mayor y del menor que se hayan ingresado al mismo tiempo. Una posible codificacin podra ser: Algoritmo DeterminaMayor_Menor Var entero: N, cant real: dato, mayor, menor


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inicio leer (N) leer ( dato) mayor dato menor dato desde cant 2 hasta N hacer leer ( dato) si mayor < dato entonces mayor dato fin-si si menor > dato entonces menor dato fin-si fin-desde mostrar ( mayor, menor) fin

Ejercicio 3) Se leen desde el teclado 100 nmeros, se desea determinar y mostrar por pantalla la media de los nmeros positivos y la media de los nmeros negativos que se hubiesen ingresado, al mismo tiempo. Una posible codificacin podra ser: Algoritmo DeterminaMedia_Positivos_Negativos Var entero: cantP, cantN, total real: dato, sumaPos, sumaNeg inicio cantP 0 cantN 0 sumaPos 0 sumaNeg 0 desde total 1 hasta 100 hacer leer ( dato) si dato > 0 entonces cantP cantP+1 sumaPos sumaPos + dato fin-si si dato < 0 entonces sumaNeg sumaNeg + dato cantN cantN + 1 fin-si fin-desde mostrar ( la media de los valores negativos es: ,sumaNeg/cantN) mostrar ( la media de los valores positivos es:, sumaPos/cantN) fin


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3.11. Ejercicios de aplicacin.Ahora se realizarn ejercicios variados con las estructuras repetitivas vistas: Ejemplo1) Se desea leer las calificaciones de N alumnos de una clase de Informtica. Y se desea contar la cantidad de alumnos aprobados (nota 5 o mayor a 5). Una posible codificacin puede ser: Algoritmo DeterminaNumero_Aprobados Var entero: N, cant, nota, cantApro inicio leer (N) // cantidad de alumnos cantApro 0 desde cant 1 hasta N hacer leer ( nota) si nota > = 5 entonces cantAmayor cantApro + 1 fin-si fin-desde mostrar ( cantApro) fin Ejemplo 2) Mostrar por pantalla solamente las letras maysculas ingresadas por teclado. Realizar 20 ingresos. Una codificacin puede ser: Algoritmo MuestraMaysculas Var caracter: dato entero: cant inicio cant 0 repetir leer ( dato) si (dato > = A y dato < = Z) o (dato > = a y dato < = z) entonces mostrar ( dato) fin-si cant cant +1 hasta-que cant > = 20 fin


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Ejemplo 3) Realizar 50 ingresos de caracteres por teclado. Si el carcter ingresado, es una minscula mostrarla por pantalla, si la letra es mayscula convertirla a minscula para luego mostrarla por pantalla. Una codificacin puede ser: Algoritmo MuestraMinsculas Var caracter: dato entero: cont inicio cont 0 repetir leer ( dato) si (dato > = a y dato < = z) entonces mostrar ( dato) fin-si si (dato > = A y dato < = Z) entonces dato dato + 32 mostrar (dato) fin-si cont cont +1 hasta-que cant > = 50 fin EXPLICACION: Los caracteres se almacenan en memoria mediante una codificacin en 0 y 1. A cada carcter le corresponde un nmero entero que se representa en cdigo ASCII. La tabla ASCII, contiene nmeros enteros con los que se corresponden las letras minsculas, las maysculas, los nmeros (de 0 a 9), los signos de puntuacin, etc. Las letras maysculas les corresponden nmeros enteros consecutivos, la letra A mayscula le corresponde el nmero 65, la letra B el 66, la letra C el 67 y as hasta llegar a la letra Z mayscula. A las letras minsculas, tambin les corresponden nmeros enteros consecutivos. La letra a minscula le corresponde el nmero 97, la letra b el 98, la letra c el 99 y as hasta llegar a la letra z minscula. Para la misma letra, mayscula y minscula, existe una constante igual a 32. Es decir entre la A y la letra a minscula existen 32 posiciones de la tabla. Lo mismo ocurre para la letra B y b. Cuando la letra se coloca entre comillas simple, se est haciendo referencia al nmero entero que representa su codificacin en ASCII. Por lo tanto no es necesario recordar la constante 32, basta con saber la siguiente relacin Var


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entero: cont . cont a A // cont contiene 32 cont t T // cont contiene 32 y as para cualquier letra mayscula y minscula. Entonces, cuando la estructura selectiva si/si-no detecta en la expresin que el carcter ingresado es una letra mayscula, entonces a su valor entero ASCII le suma 32 para convertirla en la misma letra pero en su forma minscula. Todos los caracteres que no sean minsculas o maysculas ( se convierten) se cuentan como ingreso vlido para alcanzar la cifra 50.

Ejemplo 4) Realizar ingresos de caracteres por teclado y mostrarlos por pantalla. El programa termina, con la primer vocal ( sea mayscula sea minscula) que se ingrese. Una codificacin puede ser: Algoritmo MuestraCaracter Var caracter: dato lgico: flag // bandera inicio flag verdadero mientras flag = verdadero hacer leer ( dato) segn-sea dato hacer caso a : flag falso caso A : flag falso caso e : flag falso caso E : flag falso caso i : flag falso caso I : flag falso caso o : flag falso caso O : flag falso caso u : flag falso caso U : flag falso fin-segun si flag = verdadero entonces mostrar ( dato) fin-si fin-mientras fin


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Ejemplo 5) Ingresar 3 nmeros desde el teclado, los nmeros representan dimensiones de los lados de un tringulo. El programa mostrar por pantalla un mensaje indicando si el tringulo es equiltero ( 3 lados iguales), issceles ( dos lados iguales) o escaleno (3 lados distintos). El programa termina cuando se introduzca la palabra salir. Una codificacin puede ser: Algoritmo Clasifica_triangulos Var Real: lado1, lado2, lado3 Cadena: clave inicio clave XXX mientras no (clave = salir) hacer leer ( lado1, lado2, lado3) si (lado1 =lado2) y (lado2 = lado3) entonces mostrar ( equiltero) si-no si ( lado1 < > lado2) y ( lado2 < > lado3) entonces mostrar ( escaleno) si-no mostrar ( issceles) fin-si fin-si mostrar ( para terminar introduzca la palabra salir en minscula) leer( clave) fin-mientras fin

Bibliografa obligatoria: Fundamentos de programacin. Algoritmos, Estructuras de datos y Objetos, Luis Joyanes Aguilar. Mc Graw Hill. Tercera edicin. Captulo 5 (pginas 163 a 203).


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programacion logica - modulo 2 - lectura 2

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