Programando

Hacer un programa, como ya hemos comentado, va a ser escribir un algoritmo en un lenguaje concreto de programación

Algoritmo

Es una lista bien definida, ordenada y finita de operaciones que permite hallar la solución a un problema

En informática cada operación va a ser una instrucción
Siempre ante los mismos valores vamos a obtener los mismos resultados

Algunas conceptos previas

Plantilla:MRM Definiciones

Estructras de control

Estructura secuencial

Consiste en poner una instrucción detrás de otras. El orden de ejecución es secuncial y en orden (Excepción a esta regla los procesadores fuera de orden e instrucciones independientes).

Un programa

Un programa es la implementación de un algoritmo en un lenguaje de programación concreto
En un programa podemos tener

Qué contiene un programa

Instrucciones: Órdenes que implican acciones a realizar
Estructuras de control: Establecen el orden o las condiciones a valorar el flujo de ejecución de

Instrucciones secuenciales

Básicamente las instrucciones se reducen a un conjunto pequeño de acciones
Menos la instrucción de inicio y final de bloque, el resto establecen acciones y terminarán en un punto y coma ;
Las prodríamos clasificar en :

Instrucciones básicas en un lenguaje de programación

Inicio/fin
Declaración
Asignación
Leer valores del exterior al programa (p.e. un valor del teclado).
Escribir, el programa muestra resultados ( Por ejemplo la pantalla).

Instrucción inicio/fin de bloque

Un programa es un bloque de instrucciones que tiene un inicio y un fin. Dentro de este bloque puede haber muchos bloques. Siempre cada bloque empezará y terminará con una instrucción de inicio /fin bloque respectivamente.

De forma general, algorítmicamente podríamos establecer esto de la siguiente manera

programa MiPrograma
inicio
  bloque_dentro_de_mi_programa
  inicio
    instruciones
  fin
  ...
  instrucciones
fin

PHP instruccion inicio fin

En PHP el bloque inicio y fin está especificado con los caracteres

  { //inicio de bloque
  } //fin de bloque

Por otro lado el inicio del programa se especifica con las etiquetas

 <?php //Etiqueta de inicio de script
 
 ?>  //Etiqueta de fin de script

function bloque_principal()
{
   function otro_bloque_B()
  { 
    //instricciones_bloque_B
  }
  //instrucciones del bloque princial
}

El concepto function lo abordaremos posteriormente.

La indentación

Muy importante es la indentación.

Esto implica que que todas las instrucciones de un determinado bloque vayan indentadas a un mismo nivel, con el mismo margen.
Cada nuevo nivel de bloque aumento la sangría o margen.
Si cierro el bloque vuelvo a niveles anteriores.

(: Algunos lenguajes como Python usan directamente la indentación como inidicador de inicio/fin de bloque)

De momento usaremos estas etiquetas y de forma coloquial las traduciremos por principio de programa php y final de programa

Instrucción de declaración

Sirve para declarar elementos dentro del programa En un programa se pueden declarar

variables
constantes
subprogramas (funciones, procedimientos. En terminología OO métodos), esto lo veremos mas adelante

LA manera de hacer declaración dependerá del lenguaje de programación utilizado.

Lenguajes de programación en función de cómo se realiza la delcaración

Lenguajes fuertemente tipados: las variables deben de ser declaradas antes de usarlas.; Durante la ejecución esa variable no cambia de tipo

int edad;
String nombre;

Lenguajes débilmente tipados
Los valores con los que trabaja siempre tienen un tipo.
Éste no ha de ser declarado antes de ser utilizarlo.
De forma implícitamete es declarada el tipo cada vez que asignamos un valor a la variable utilizada.
Este tipo puede cambiar si asignamos un valor de otro tipo

 $a = 5; //Ahora la variable $a es de tipo entero
 $a = "Nieves"; //Ahora la variable $b es de tipo string

El tipo de la variable es ulizado para saber cuanto espacio de memoria debo reservar para almacer el valor de esa variable.
Por ejemplo en un entero puede ser que necesite 2 bytes, pero en un float 8 bytes

Respecto a los tipos de variable, dependerá del lenguaje utilizado
Consideremos el lenguaje php

entero o int , en php será de tipo int' con valores numéricos sin decimales
real o float, en php será de tipo int' igualmente valores numéricos con decimales.
cadena_caracteres o String en php será el tipo string valores con cadenas de caracteres
booano o boolean en php será de tipo booleano' o booligualmente. Valores verdad o falso
null

Identificador

Identificador es un nombre que identifica a la variable, constante o función.
Existen reglas para crear los identificadores y éstas dependen del lenguaje para el que estemos escribiendo código. Por ejemplo en PHP obligatoriamente tienen que empezar por $.
En phplos identificadores siguen la siguiente expresión regular

$[a..zA..Z|_][a..zA..Z|_|0..9]*

Actividad

Vamos a interpretar esa expresión regular

Veamos ejemplos de declaración de variables Plantilla:MRM Punto Clave

//Declaramos tres variables (edad, nombre, raiz) de los tipos que precede (entero, string o cadena de caracteres y real o float)
int edad;
String nombre;
float raiz;

Pregunta

Cómo declararías estas variables en php

Ejemplos de declaración de constantes
En principio en la constante no necesito saber el tipo con lo que directamente uso identificador y valor

 const IVA = 3.14;
 const MESES = 12;

//Defino una constante
{
const  IVA = 3.14;
const  MESES = 12;
const pi = 3.1416;
 
define (IDENTIFICADO, valor);
// … mas instrucciones
}

Instrucción de asignación

Consiste en asignar un valor a una variable

a = valor

La parte de la izquierda siempre será una variable posición de memoria donde almacenaré el valor valor se puede expresar de diferentes maneras:

literal Directamente aporto el valor, constante o identificador de variable que directamente me da el valor.
expresión ==> es un predicado con operadores que es evaluado y de su evaluación obtengo un valor. En función de los operadores las expresiones serán de diferente tipo
- expresiones booleanas o lógicas( operador booleano AND, OR, NOT). Su evaluación me da un valor booleano (VEDAD o FALSO)
- expresiones aritméticasoperadores (+,-,*,/,MOD,) (SU EVALUACIÓN ME DA UN NÚMERO)
- expresiones de comparación (=,>,<,>=,<=,!=) (Su evaluación me dá un valor booleano VERDAD o FALSO)
Función o método que retorna dicho valor: Es un bloque de ejecución independiente que o bien lo escribo yo en otra parte de este bloque o bien ya está disponibles en el conjunto de funciones o bilbiotecas o API que el entorno me ofrece para utilizar directamente. Por ejemplo antes hemos escrito el método calculaEdad...

Instrucciones de leer/escribir

En realidad aquí depende de los lenguajes, algunos como Pascal y Modula tiene dentro del lenguaje una instrucción para visualizar un texto por la pantalla y otra para leerlo del teclado y asignárselo a una variable. Otros (la mayoría), como Java, C, python,... esta funcionalidad nos la brinda una función de una biblioteca que previamente debe ser cargada.
Otros lenguajes como PHP tienen ambas cosas echo (parte del lenguaje), print función del sistema, ambas para visualizar caracteres por pantalla. En general con cualquier lenguaje podremos:

visualizar(”cadena de caracteres , valor de variable” + variable+”expresion)

Para leer un valor que el usuario introduzca por el teclado y almacenarlo en una variable

leer(variable);

Un Ejemplo algorítmicamente quedaría

void MiPrograma
principio
 visualizar (“Introduce tu edad”);
 leer edad;
 visualizar (“Tu edad es de”+ edad);
fin

En php vamos a usar dos funciones para este cometido, aunque como veremos hay mas.

echo print

Estructuras Selectivas

Las instrucciones que introducen las estructuras selectivas permiten ejecutar un bloque de instrucciones o no en función de que ocurra una situación o no ocurra.
La situación siempre va a ser evaluada como una expresiónn booleana
La sintaxis de las instrucciones selectivas son

si (condicion) entonces
 bloque
fin_si

Como hemos comenado condición es una expresión booleana que tras evaluarse obtenemos un valor verdadero o falso.
Este valor en los lenguajes de programación es true o false
alternativamente a esta estructura de control tenemos el sino

 si (condicion) entonces
  bloque_1
 si_no
  bloque_2
 fin_si

Por ejemplo pedimos dos números para dividir, solo dividimos si el denominador es mayor que 0

Esta estructura selectiva puede adaptarse a tres situaciones,

Situaciones para utilizar el if

If simple

if (condicion_booleana) 
{ => Inicio de bloque if
   Acciones
} => fin de bloque if

If/else (Evalúo una condición con dos posibilidades)

if (condicion_booleana) 
{ => Inicio de bloque if
   Acciones o instrucciones
} => fin de bloque if
else //Es la situación complementaria
{ => Inicio de bloque else
   Acciones o instrucciones
} => Inicio de bloque else

If múltiple (Evalúo una condición con varias posibilidades)

if (condicion_booleana_1) 
{ => Inicio de bloque if
   Acciones
} => fin de bloque if
elseif(condicion_booleana_2)
{
}
elseif(condicion_booleana_3)
{
}
else //Resto de situaciones
{
}

If simple

Solo evaluamos una situación
Podemos ver en la imagen.

Ejemplo

Haz un programa que genere dos números y si el denominador es 0 que lo cambie por uno
Un programa que haga siempre la raíz de un número si el número es negativo, lo convierte a positivo y pone una i

Con expresiones booleanas compuestas

Genero una nota (1..10)y una edad (14..25) el programa me dirá la nota y la edad. Además si soy mayor de edad y he sacado más de 7 me felicitará con un mensaje.
Haz un programa que obtener una edad (1..120) y me diga si una persona es niño (1-11), adolescente (12-16) joven(17.19) adulto(20-80) o mayor (81-120)

If completo (if/else)

En este caso comparamos una situación con dos posibles estados
Siempre va a ocurrir que estemos en un estado u otro

Ejemplo

Haz un programa que genere un número y me diga si es par o impar
Un programa que me diga si soy mayor o menor de edad
Un programa que me diga si un año es o no bisiesto

If múltiple (if/elseif/elseif/.../else)

En este caso ya no solo tenemos dos situaciones posibles, sino tres o más
La variable a evaluar puede tomar diferentes valores

Ejemplo

Un programa que ponga el mes en letra (un valor de 1 a 12)

Para este caso tenemos otra estructura de control llamado switch-case

Por ejemplo vamos a suponer que queremos ver en función de la edad si alguien es niño(0..11) adolescente(12-16), joven(17.. 29) adulto(30-65) o mayor 66..

 
 programa di_situacion_edad
 inicio
   int edad
   visualizar 'dime tu edad'
   leer (edad);
   si (edad<=11) entonces
      visualizar 'Que bien, eres un niño');
   fin_si
   si(edad <= 16) entonces
       visualizar 'No te enfades demasiado, Ya eres un adolencente');
   fin_si
   si(edad <= 29) entonces
      visualizar 'Ahora eres un joven lábrate el futuro');
   fin_si
   si(edad <= 65) entonces
      visualizar 'Ya eres todo un adulto');
   fin_si
   si(edad >65) entonces
      visualizar 'Eres mayor, !Cuantas cosas has hecho!, Disfruta de la vida');
   fin_si
 fin

En este caso las estructuras de control tienden a complicarse en especial en lenguajes como java o c donde el sino_si no es en realidad mas que otro si con su inicio y fin de bloque correspondiente.

Alternativa a la estructura de control si

Si lo que estamos analizando tiene dos situaciones la estructura de control si vista anteriormente es muy cómoda
Pero cuando tenemos varias situaciones como es el caso anterior, la edad que estamos analizando tiene 4 posibles situaciones, puede ser muy complejo gestionarlo con el si, para esta situaciones esta la estructura de control caso u opcion o con.

 caso_opcion variable
  caso: valor1
       bloque1
  caso: valor2
      bloque2
  caso: valor3
      bloque3
  caso: valor4
      bloque4
  defecto:
      bloque_otro_caso
 fin_caso

Esta estructura de control tiene la limitación de que solo podemos especificar un valor
Por ejemplo el caso siguiente no se podría hacer

 
 programa di_situacion_edad
 inicio
   int edad
   visualizar 'dime tu edad'
   leer (edad);
   caso_opcion edad
     caso <=11
         visualizar 'Que bien, eres un niño');
    caso <= 16) entonces
      visualizar 'No te enfades demasiado, Ya eres un adolencente');
    caso <= 29) entonces
      visualizar 'Ahora eres un joven lábrate el futuro');
    caso <= 65) entonces
      visualizar 'Ya eres todo un adulto');
   defecto 
      visualizar 'Eres mayor, !Cuantas cosas has hecho!, Disfruta de la vida');
   fin_caso
 fin

Pero podemos hacer una especie de apaño para poderlo realizar
Decimos que en la cabecera del caso debe de haber un valor que normalmente es una variable,
Por lo que sería correcto poner el siguiente código

 caso_opcion (true){
 .......
 }

En él quiero comparar el valor true con cada caso
Ahora lo que haríamos es poner en cada caso una expresión que me devuelva un booleano

 caso_opcion (true){
       caso (edad<=11):
         visualizar 'Que bien, eres un niño');
    caso (edad<= 16) entonces
      visualizar 'No te enfades demasiado, Ya eres un adolencente');
    caso (edad<= 29) entonces
      visualizar 'Ahora eres un joven lábrate el futuro');
    caso (edad<= 65) entonces
      visualizar 'Ya eres todo un adulto');
   defecto 
      visualizar 'Eres mayor, !Cuantas cosas has hecho!, Disfruta de la vida');
   fin_caso
 }

De esta forma sí que podemos usar el switch para evaluar rangos de valores.
Este ejemplo no se aprecia la utilidad y ventaja de usar el case en casos donde hay varias posibles situaciones, no obstante a lo largo del curso seguro que lo experimentamos.

Estructuras Iterativas o repetitivas

Este tipo de estructuras permiten repetir un bloque de ejecución controlado por una determinada condición
La condición es una expresión booleana (Se evalúa y me da cierto o falso)
Mientras se produzca la condición repito el bloque de control.

algorítmicamente sería

 mientras (condición) hacer
  bloque_instrucciones
 fin_mientras

La implementación en php sería

Reglas de oro para realizar bucles

En condición, normalmente evaluamos alguna/s variables.
Debemos tener en cuenta tres reglas de oro para los bucles

inicializar la variable de control

Si realizo la comparación y no he inicializado la variable nunca entraré dentro del cueropo del bucle

 programa Error_mientras_1
 inicio
 caracter seguir
 mientras seguir='s' hacer
   visualizar 'dime tu edad'
   Leer (edad);
   visualizar ' te faltan '+(65-edad)+'años para jubilarte';
   visualizar 'quieres seguir'
   leer (seguir);
 fin_mientras

como vemos en este caso nunca entrare al bloque

actualizar dentro del bucle la variable de control

Si entro en el cuerpo del bucle y no actualizo la variable de control nunca saldré del bucle

 programa Error_mientras_2
 inicio
 int veces;
 veces = 1
 mientras veces < 10 hacer
   visualizar 'dime tu edad'
   Leer (edad);
   visualizar ' te faltan '+(65-edad)+'años para jubilarte';
 fin_mientras

En este caso nunca saldría del bucle produciéndose una situación de bucle infinito

realizar correctamente la condicion

consite en tener cuidado con la condición <, <=... por ejemplo si quiero visualizar la tabla de multiplicar normal 2*1... 2*10

 programa Error_mientras_3
 inicio
 int veces;
 int tabla;
 veces = 1
 visualizar 'dime un número para sacar su tabla de multiplicar'
 Leer (tabla);
 mientras veces < 10 hacer
   visualizar (tabla +'*'+ veces +'='+tabla*veces);
   veces = veces+1;
 fin_mientras

Observamos que imprimiría si introducimos el 2

2*1=2 2*2=4,.. 2*9=18

y nos faltaría el 2*10 por que la condición no debería de ser < estricto sino <=
Es cierto que de todos este es el error menos malo, pero dependiendo de situaciones puede ser incluso peor que los anteriores, ya que aparentemente tu programa funciona bien, pero el valor que te retorna es incorrecto :(

Tipos de bucles

En realidad cualquier situación iterativa se puede hacer con la estructura mientras vista anteriormente. pero existen situaciones en las que ya sabemos de antemano antes de ejecutar el bucle cuantas veces lo vamos a hacer.

Bucle para o for

Para esta situaciones esta la estructura de control para que a continuación exponemos como en el caso anterior con la tabla de multiplicar

 programa Iteracion_Para
 inicio
 int veces;
 int tabla;
 visualizar 'dime un número para sacar su tabla de multiplicar'
 Leer (tabla);
 para veces = 1 hasta veces = 10 hacer
   visualizar (tabla +'*'+ veces +'='+tabla*veces);
 fin_para

Como vemos en este caso no tengo que inicializar la variable antes del bucle ni actualizarla dentro
La inicialización se hace en la cabecera
La actualización es transparente al programador (la realiza el cuerpo del bucle)
El número de veces puede ser una variable, no ha de ser conocido en tiempo de compilación.
Por ejemplo el siguiente bucle calcula el sumatorio de n números (desde el 1 hasta n: 1+2+3+4+...)

 programa Iteracion_para_2
 inicio
   int numNumeros;
   int numero;
   int total = 0;
   visualizar 'dime hasta que número quieres sumar'
   Leer (numNumeros);
   para numero = 1 hasta numero = numNumeros hacer
        total=total+numero
   fin_para
   visualizar 'el sumatorio desde 1 hasta'+numNumeros+'es'+total
 fin

En php esta estructura de control es la siguiente

 for (var n=0; n>10; n++){
 
 }

Bucle hacer

Hay situaciones en las que sé de antemano que por lo menos una vez sí que se va a ejecutar el cuerpo del bucle.
En estos casos hacer la primera vez una comparación es innecesario.
Para ahorrar esta instrucción, se desarrollo la estructura de control hacer ... hasta que, en la cual la condición de evaluación del bucle se hacer al final del cuerpo del bucle.
Supongamos que le programa quiere visualziar los años para jubilarse de 1 o varias personas.

programa Iteracion_hacer_1
inicio
caracter seguir
hacer 
  visualizar 'dime tu edad'
  Leer (edad);
  visualizar ' te faltan '+(65-edad)+'años para jubilarte';
  visualizar 'quieres seguir'
  leer (seguir);
hasta que seguir ='n';

Como vemos en este caso no hay que inicializar la variable fuera del bucle, sino que se hace en la primera iteración del bucle.

LENGUAJES DE PROGRAMACION

Definición

Conjunto de lexemas que se combinan siguiente unas reglas de construcción o sintaxis y que tienen un significado definido o semántica que se emplea para expresar un algoritmo

Dicho algoritmo es codificado en un lenguaje, constituyendo un programa escrito en ese leguaje de alto nivel.
El programa una máquina computacional no puede ser capaz de ejecutar
El lenguaje va acompañado de uno o varios programas (compilador o interprete )que es capaz de generar código máquina a partir del programa expresado en el lenguaje de alto nivel

Niveles de lenguajes

En función de la proximidad de compresión del lenguaje al lenguaje humano se puede hablar de tres niveles de lenguajes de programación.

Alto nivel: El lenguaje utiliza lexemas y estructuras sintácticas similares al utilizado en el lenguaje humano
Bajo nivel: El lenguaje es más próximo a la máquina. Aunque se pueden utilizar lexemas como es el caso de ensamblador, éstos tienen una traducción directa al código máquina 0's y 1's
Nivel de lenguaje máquina

Conjunto de 0'1 y 1's que corresponden a códigos binarios que el procesador es capaz de entender y ejecutar

También es posible encontra lenguajes como 'c' que se consideran de nivel medio¡¡, si bien por su expresibidad son lenguajes de alto nivel, el hecho de que tenga la posibilidad de insertar ensamblador o especificar el acceso directo a registros del procesador, hace que se consideren lenguaje de nivel medio

Proceso de transformación

Entendemos por tal el hecho de pasar de código de alto nivel a código máquina. Este proceso puede ser una mera traducción como es el caso de pasar de ensamblador a código máquina, o ser un proceso más complejo.

Lenguajes compilados

generando primero el obj que es binario, pero aún falta enlazar librerías y resolver direccionamiento relativo a direecionamiento absoluto. esta tarea la hace el link que genera el .exe

Lenguajes interpretados
Java un caso especial: lenguaje semicompilado
Para que programar

Ejemplos

Existen diferentes modos de expresar un algoritmo Por ejemplo con un ordinograma como la siguiente imagen o seudocódigo como ya hemos visto

Modulación es una forma de utilziar la programacion estructurada de forma efectiva y organizada

'DIVIDE Y VENCERAS'

- Dividir el problema a resolver en partes mas pequeñas o subproblemas.
- Dar solución a cada una de las partes
- Unir las soluciones para solucionar el problema inicial
- Es una filosibía de 'Divides y vencerás
- Es más fácil resolver un problema sencillo que uno complejo
- Es efectivo y práctico
Me permito afirmar que la programacion Orientada a Objetos en gran parte tiene mucha base en la programación modular
Veremos como la POO está basado en programar clases futuras instancias de objetos

La programación de clases se realiza con programación estructurada y modular, por lo que debemos de saber programar de forma estructurada y modular

Usuario:ManuelRomero/ProgramacionWeb/INAEM2019/algorimica/algoritmicaBase

Lenguajes de programación de propósito general

Contenido

Programando

Algunas conceptos previas

Estructras de control

Estructura secuencial

Un programa

Instrucciones secuenciales

Instrucción inicio/fin de bloque

Instrucción de declaración

Identificador

Instrucción de asignación

Instrucciones de leer/escribir

Estructuras Selectivas

If simple

If completo (if/else)

If múltiple (if/elseif/elseif/.../else)

Alternativa a la estructura de control si

Estructuras Iterativas o repetitivas

Reglas de oro para realizar bucles

Tipos de bucles

LENGUAJES DE PROGRAMACION

Niveles de lenguajes

Proceso de transformación

Lenguajes compilados

Ejemplos

Menú de navegación

Herramientas personales

Espacios de nombres

Variantes

Vistas

Acciones

Buscar

Navegación

Herramientas

Imprimir/exportar