Introducción a la Programación con C

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Código de Curso: CY320

Volumen 5

Punteros en C

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Punteros

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Unidad 1

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Objetivos del Aprendizaje

• Definir qué son los punteros y describir su rol en la resolución de problemas.

• Discutir los conceptos de punteros, variables, direcciones de memoria y referencias.

• Explicar cómo hacer declaraciones de punteros.

• Discutir el uso de los punteros para pasar parámetros a las funciones por referencias.

• Explicar funciones que pueden recibir arreglos unidimensionales como argumentos a través de punteros.

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Fundamentos de Punteros

• Un puntero es una variable en C que representa una dirección de un elemento de datos en la memoria.

• Los punteros son importantes porque:

• Son útiles para crear aplicaciones

• Se pueden usar para pasar argumentos a funciones por referencia.

• Son útiles para acceder a elementos individuales de estructuras de datos tales como arreglos, estructuras y tipos de datos definidos por el usuario.

• Se pueden usar para realizar asignación dinámica de memoria, es decir, reservar la cantidad de memoria que requiera la estructura de datos, en vez de estar limitado por arreglos de dimensiones y tamaño fijos.

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Asignación de Memoria en Declaración de Variable

La declaración int x = 5 solicita al compilador:

• Asignar o realmente reservar memoria para almacenar el entero.

• Asociar el nombre x con la posición de memoria.

• Almacenar el valor entero 5 en esa posición.

5

xNombre de la variable

Valor en la posición (Contenido de la variable)

43658Dirección de la variable

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Asignar dirección de variable a otra variable

Siendo…

int x = 5;

var_nombre = &x; • &x se refiere a la dirección de memoria de x y no a su

valor. • var_nombre ahora apunta a la dirección de la ubicación

donde el valor de x está almacenado.• Es posible acceder al valor de la variable x usando el

operador de indirección o de 'desreferencia‘ con:

*var_nombre.

Dirección de x Valor de x =5,

var_nombre x

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Declaración de Punteros• Declaración de puntero:

tipo-de-dato *variable_puntero;

- tipo-de-dato: tipo de dato del objeto. - variable_puntero: nombre de la variable puntero que se

está declarando - El carácter * debe preceder el nombre de la variable puntero.

• Ejemplo de declaraciones válidas de punteros:int *var_name;float *temp;char *pval;

• Se puede inicializar una variable puntero en la misma declaración.

int x, y;int *var_name = &x;

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Usar Punteros para pasar Argumentos a Funciones

• En C, el método normal de pasar argumentos a funciones es a través de parámetros por valor.

• Cuando se pasa un argumento como un valor a una función, se hace una copia del elemento de dato dentro de la función.

• Dentro de la función todas las referencias a los argumentos a través de los parámetros formales son dirigidos a la copia.

• De manera que si se modifica este elemento de dato, es la copia dentro de la función la que es modificada y no la usada en la llamada.

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Uso de Punteros...Ejemplo 1

Intercambiar el valor de dos variables

intercambiar(&x, &y);

La función intercambiar se define como:

  void intercambiar(int *p, int *q){ int temp; temp = *p; *p = *q; *q = temp; return;

}

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Sumar los números impares de un arreglo

• Función main()int main(){

int vector[100]; … printf(“La suma de los datos impares es \

%d\n”, sum_impar(vector));…

}• Prototipo de función y argumento formal a la función:

int sum_impar(int vect[]);

int sum_impar(int *vect);

Uso de Punteros...Ejemplo 2

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Pasar Arreglos a scanf()

• Para leer variables int, float, y char se debe usar la función scanf().

• La variable debe estar precedidas por el carácter &.

• Ejemplo: int x; float p; char ch;scanf(“%d %f %c”, &x, &p, &ch);

• La función scanf require la dirección de manera que los elementos de datos se puedan almacenar en la ubicación correcta.

• La función scanf no requiere el carácter & para leer cadenas en un arreglo. char fnombre[45];

scanf(“%s”, fnombre);

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Aritmética de Direcciones

• Un nombre de arreglo es realmente un puntero al primer elemento del arreglo.

• Si caja es un arreglo unidimensional, la dirección del primer elemento puede ser referenciado como &caja[0] o sólo caja.

• Se tienen dos formas de escribir las direcciones de los elementos de un arreglo:

- &caja[i] y - caja + i.

• El subíndice i se denomina desplazamiento (offset).

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Búsqueda Lineal

Planteamiento:

Buscar un elemento en el arreglo

• La búsqueda se comienza desde el primer elemento en el arreglo y se continúa buscando a través del arreglo hasta que el elemento se encuentre o hasta que se haya recorrido todo el arreglo.

• Se denomina búsqueda lineal, porque se busca desde el primer elemento hasta el último elemento, o hasta que el elemento se encuentra en el arreglo.

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Búsqueda Lineal...2

int busqueda(int *caja,int n, int num){

/* n es el tamaño del arreglo, num es el número buscado */

int k;

k=0;

while(k<n){

if(*(caja+k) ==num)

return (k);

else

k++;

}

return(-1);

}

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Resumen

• Se definió qué son los punteros y se describió su rol en la resolución de problemas.

• Se discutieron los conceptos de punteros, variables, posiciones de memorias y referencias.

• Se explicó cómo hacer declaraciones de punteros

• Se discutió el uso de punteros para pasar parámetros a funciones por referencia.

• Se explicaron las funciones que pueden recibir arreglos unidiemensionales como argumentos a través de punteros.

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Unidad 2

Laboratorio de Punteros

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Unidad 3

Punteros Avanzados

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Objetivos del Aprendizaje

• Explicar la aritmética de direcciones.

• Describir un puntero a puntero y un arreglo de punteros.

• Discutir cómo declarar y usar punteros con estructuras.

• Explicar cómo pasar funciones como argumentos a otras funciones a través de punteros.

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Introducción

• Los punteros son importantes en cualquier esfuerzo para resolver problemas.

• Se puede declarar un puntero para cualquier tipo de dato.

• C permite que el programador declare tipos de datos definidos por el usuario.

• C permite usar punteros a estructuras.

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Aritméticas de Direcciones

• Un tipo de dato es un conjunto de valores y las operaciones definidas sobre ellos.

• Un puntero se declara como int *ptr; indicando que ptr es una variable que pertenece al tipo de dato int *.

• C considera sólo dos operaciones sobre las variables punteros: adición y resta.

• Para la la aritmética de direcciones, el tipo de dato al que el puntero está asociado es importante.

• El tamaño del tipo de dato es lo que se usa en el cálculo de la expresión que involucra aritmética de direcciones.

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Aritméticas de Direcciones• La aritmética de direcciones se usa para mover el puntero a

la próxima posición en la memoria y acceder al elemento almacenado en esa posición.

• En este caso la asignación de memoria contigua es fundamental.

• La aritmética de direcciones normalmente aplica cuando se usa con arreglos.

• C integra punteros, arreglos y aritmética de direcciones.

• Los arreglos en C implícitamente usan aritmética de direcciones para acceder a sus elementos.

• La aritmética de direcciones no se puede usar con tipos de datos como int o char porque el contenido de la próxima posición no se conoce.

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Direcciones de la Variable Puntero ptr

arreglo

ptr

Elemento Dirección de Memoria de la

Posición

10 1028

20 1030

30 1032

40 1034

50 1036

60 1038

70 1040

80 1042

90 1044

100 1046

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Dos Variables Punteros

ptr1

ptr2

Elemento Dirección de Memoria de la

Posición

10 1028

20 1030

30 1032

40 1034

50 1036

60 1038

70 1040

80 1042

90 1044

100 1046

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Puntero a Puntero

10x

508

Dirección y Contenido de una Variable Puntero

Posición de una Variable Puntero y su Contenido

10x

508

508y

1024

Posición de Variables Puntero y su Contenido

10x

508

508y

1024

1024z

3308

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Arreglo de Punteros • Un arreglo bidimensional se define como un arreglo

unidimensional de punteros:

tipo-de-dato *arreglo[c_expr];

• Un arreglo de bidimensional se define como:

tipo-de-dato arreglo[c_expr1][ c_expr2];

• Las dos definiciones anteriores son equivalentes.

• El tamaño de un arreglo es siempre una constante, representada anteriormente por c_expr.

• Los subíndices de un arreglo pueden ser de tipos integrales int y char.

• El tipo de dato float no se puede usar como subíndice de arreglos.

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Arreglo de Punteros...2

• Se puede extender la definición del uso de punteros para arreglos multi-dimensionales como:

data-type *array[c_expr1][c_expr2]…[c_exprn-1];

para un arreglo de n dimensiones.

• Note que tiene una dirección menos. Una definición de arreglo equivalente es:

data-type *array[c_expr1][c_expr2]…[c_exprn];

• Un arreglo bidimensional de cinco filas y 25 columnas de enteros

se define como:

int *x[5];

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Arreglo de Punteros...3

• Ejemplo de arreglo multidimensional: Arreglo tridimensional de enteros de tamaño 5 x 10 x 15 se

define como un arreglo bidimensional de punteros:

int *y[5][10];

• Un elemento individual de un arreglo tridimensional, convencionalmente se accede como y[i][j][k], se puede acceder también como:

*(y[i][j] + k)

• Los arreglos de punteros se usan para almacenar cadena de caracteres, cada elemento del arreglo es un puntero a carácter que define el principio de una cadena separada:

char *a[10];

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Uso de Punteros a Cadenas de Caracteres...Ejemplo 1

Considere cuatro cadenas de caracteres.

Se requiere hacer lo siguiente:

• Comparar la primera cadena de caracteres con todos las otras cadenas de caracteres y verificar si la primera cadena de caracteres es mayor, menor o igual a las otras cadenas de caracteres. Mostrar el resultado .

• Concatenar las cadenas de caracteres con la palabra ’color’.

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Uso de Punteros a Cadenas de Caracteres...Ejemplo 1

En el ejemplo:

• Se usa la librería de funciones de cadenas de caracteres (string) definidas en <string.h>,

• Se asigna memoria dinámicamente.

Se usan las siguientes cuatro funciones de cadenas de caracteres:

• int strlen(const char *): Toma un puntero a una cadena, y retorna la longitud de la cadena.

• char * strcpy(char *, const char *): Toma dos cadenas y copia la segunda cadena dentro de la primera cadena.

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Uso de Punteros a Cadenas de Caracteres

• int strcmp(const char *, const char *): Toma dos cadenas y retorna:

0 si ambas cadenas son iguales,

< 0 si la primera cadena es menor que la segunda

> 0 si la primera cadena es mayor que lal segunda.

• char * strcat(char *, const char *): Toma dos cadenas y concatena (une) las dos cadenas agregando la segunda cadena a la primera.

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Punteros a Estructura

• Los punteros pueden apuntar a estructuras. • Ejemplo:

struct persona{char nombre[45];int edad;float peso;

};struct persona *sptr;

• Si sptr es la variable puntero a la estructura, se puede acceder a cada componente individual de la estructura de la siguiente forma:

sptr->nombresptr->edadsptr->peso

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Punteros a Funciones

• Es posible definir punteros a una función, la cual puede ser colocada en arreglos, pasada a funciones y retornar de las funciones.

• Una función puede ser pasada como un argumento a otra función y para eso se usa el puntero a una función.

• Tal situación se presenta cuando una función, referida como la primera función, realiza tareas usando otra función.

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Punteros a Funciones...2

Se tienen cuatro funciones independientes que realizan cálculos diferentes dependiendo de la entrada:

• Determinar la raíz cuadrada de un entero

• Determinar la raíz cúbica de un entero

• Determinar si un número entero es primo

• Determinar si un entero es un palíndrome

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Punteros a Funciones...Ejemplo 1int raizCuadrada(int x){

int sqrt=0;sqrt =(int) pow (x,0.5);

return(sqrt);}

void generarTabla(int (*fptr)(int)){ int i; for(i=1;i<=1000;i++)

printf("%d\t%d\n",i,(*fptr)(i));}

main(){generarTabla(raizCuadrada);

}

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Resumen

• Se explicó la aritmética de direcciones.

• Se estudió el concepto de puntero a puntero y arreglo de punteros.

• Se explicó cómo declarar y usar punteros con estructuras.

• Se estudió cómo pasar funciones como argumentos a otras funciones a través de punteros.

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Unidad 4

Laboratorio Punteros Avanzados