Fundamentos de programación/Técnicas básicas de programación
La programación estructurada sigue tres reglas: la secuencia, la iteración y la decisión. La primera de ellas indica que las instrucciones del código se leerán de principio a fin; la segunda indica que, según cierta condición, un número de instrucciones podrían repetirse un numero determinado de veces, y la tercera indica que según unas ciertas condiciones se ejecutarán o no un conjunto de instrucciones. En el siguiente algoritmo para limpiar platos se aprecian estas tres características. La indentación de las instrucciones indican cuáles son englobadas y cuáles no por sus predecesoras.
mientras haya platos
coger plato
mientras haya suciedad
echar jabon
pasar el estropajo por el plato
si plato es azulado
ponerlo con los azules
En código no estructurado, quedaría algo más complejo.
1 coger plato 2 echar jabon 3 pasar el estropajo por el plato 4 si hay suciedad ir a la instrucción 2 5 si el plato no es azul ir a la instrucción 7 6 ponerlo con los azules 7 si hay más platos ir a la instrucción 1
En programas más grandes, esto es muchísimo más complicado.
Ahora conocemos la ejecución de los algoritmos. Sin embargo, un programa se compone tanto de algoritmos como de una estructura de datos sobre los que operar.
Antes de empezar un programa
editarEstructura de un programa
editarEn la programación estructurada hay un inicio y un fin perfectamente bien definido de acuerdo al diagrama de flujo que se planteó al concebir la idea del programa.
Un programa bien estructurado debería tener algún subprograma que capture cualquier error dentro del programa principal o de cualquier subprograma dentro de la aplicación de tal modo que el subprograma que captura los errores genere un registro de datos que describa el error generado y/o en qué subprograma se generó el error para posteriormente corregirlo. Para facilitar la corrección de estos errores se hace uso de los comentarios agregados en el código fuente.
Variables y constantes
editarComo hemos visto, el ordenador sigue una serie de instrucciones. Pero esas instrucciones tienen que operar sobre una serie de datos. El ordenador típico sólo procesa una instrucción a la vez, por lo que necesita 'espacios de memoria' donde guardar o depositar, a modo de cajones, por usar un símil conocido, los diversos datos con los que trabaja. Aquí es donde entran en juego las variables y constantes.
En los inicios, con el ensamblador, se podía decir al ordenador, por ejemplo: 'Ejecuta la instrucción de esa posición de memoria' o también 'En esa posición de memoria está guardada mi edad, imprímela por pantalla'. Todo esto se deriva del hecho de que los programas también son datos. Esta ambigüedad presenta numerosos inconvenientes cuando se producen errores, como el lector se imaginará fácilmente: de ahí que, a medida que los lenguajes evolucionan hacia niveles superiores, se impida el tratamiento indistinto de los datos. A partir de entonces, un programa tiene que decirle al sistema operativo los cajones que necesita y éste se los proporciona independientemente de cuáles sean.
Quizás suene más complicado de lo que es. Un ejemplo: Queremos sumar dos números. Nuestro programa tendrá que tener tres cajones: Uno para cada número y otro para el resultado. Cada cajón tiene un nombre en vez de una posición de memoria, de manera que sólo hay que nombrarlo:
Necesito cajones A, B y Resultado
Lee un número y guárdalo en A Lee un número y guárdalo en B Suma A y B y guárdalo en Resultado Imprime el contenido de Resultado
He aquí nuestro programa. Como cabe pensar, un procesador no tiene la instrucción "Imprime por pantalla"; esto es una llamada a otra porción de código que, gracias a la abstracción, nosotros no hemos escrito, o hemos escrito una sola vez; a partir de lo cual podemos imprimir todo el texto que queramos en la pantalla.
Las posiciones de memoria A y B son Variables. Si queremos leerlas o escribirlas, podemos hacerlo. Típicamente, existirán datos que no pensamos modificar; no querremos que el usuario tenga que introducirlos cada vez, pues son de naturaleza más constante que otros (como puede ser el valor Pi para calcular el perímetro o área de un círculo). Para evitar modificarlos por error, podemos pedir al sistema variables especiales, que no puedan ser reescritas. Son las Constantes. Un ejemplo:
Comentario: Este programa calcula el área de un círculo
Constante PI = 3'14159265 Variable R Variable Resultado;
Leer número y guardar en R Calcular PI * (R * R) y guardar en Resultado Imprimir Resultado;
El uso de variables y constantes se asemeja al uso que se les da en el álgebra o en otras ramas matemáticas.
Nótese también la clara separación entre estructuras de datos y algoritmos. Según los lenguajes, esto puede ser o no obligatorio, pero es recomendable en aras de una mayor claridad del trabajo.
Comentarios
editarEl útil concepto del comentario: son líneas de texto que el compilador o el intérprete no consideran como parte del código, con lo cual no están sujetas a restricciones de sintaxis y sirven para aclarar partes de código en posteriores lecturas y, en general, para anotar cualquier cosa que el programador considere oportuno.
Uno como programador debe tener como prioridad documentar nuestro código fuente ya que al momento de depurar nos ahorrará mucho tiempo de analisis para su corrección o estudio.
Los programadores profesionales tienen la buena costumbre de documentar sus programas con encabezados de texto (encabezados de comentarios) en donde describen la función que va a realizar dicho programa, la fecha de creación, el nombre del autor y en algunos casos las fechas de revisión y el nombre del revisor.
Por lo general algunos programas requieren hacer uso de llamadas a subprogramas dentro de una misma aplicación por lo que cada subprograma debería estar documentado, describiendo la función que realizan cada uno de estos subprogramas dentro de la aplicación.
Estructuras de datos y de control
editarEstructuras de control
editarLas estructuras de control pueden dividirse en dos: Estructuras de control Condicional y Estructuras de control Repetitivo.
Las estructuras de control condicional son las que incluyen alternativas de seleccion con base al resultado de una operación booleana, como por ejemplo, una comparación (A==B). Según la expresión sea cierta o falsa, se ejecutará una sección de código u otro. Es el caso de la sentencia IF THEN ELSE de Pascal o Basic:
IF A==0 THEN
PRINT "A vale 0"
ELSE
PRINT "A no vale 0"
Otra sentencia de control son las de tipo SWITCH CASE. En este tipo de sentencias se especifica la variable a comparar y una lista de valores con los que comparar. Aquel que sea el verdadero, se ejecutará:
SWITCH A
CASE 0:
PRINT "A vale 0"
CASE 1:
PRINT "A vale 1"
Otras herramientas imprescindibles del control de la ejecución de nuestro código son los BUCLES o CICLOS. Consisten en un método que permite repetir un trozo de código varias veces.
Hay básicamente dos tipos:
- Bucle FOR:
El bucle FOR consiste en una sentencia que engloba un grupo de instrucciones y tiene una variable cuyo valor se va modificando en cada vuelta. En general se utiliza cuando sabemos cuántas veces tenemos que repetir el código.
FOR A=0 TO 9 Especificamos en este caso que A variará desde 0 hasta 9, con lo que repetiremos el bucle 10 veces.
PRINT "Estamos en el bucle"
NEXT A Con esto cerramos el bucle e indicamos el final del bloque de instrucciones que se repiten
- Bucle WHILE:
El bucle WHILE consiste en un bucle en el que el código se repite mientras se cumpla alguna condición booleana (es decir, una expresión que dé como resultado verdadero o falso). Hay variaciones, como el REPEAT...UNTIL, que se diferencia en el momento de comprobar si se hace verdadera o no la condición.
WHILE A<>(B*2) DO Aquí especificamos la expresión que evaluamos y aquí se comprueba
A=A+1 Incrementamos el valor de A mientras sea distinto a B*2
DONE Como en el FOR, necesitamos especificar donde acaba el bucle y el código.
Estructuras de datos
editarcreo a como entero
creo b como entero
creo suma como entero
a=2
b=1
suma = a + b
imprimir suma
Estructura de una aplicación.
Cualquier programa que se realice debe llevar una estructura para disminuir la tarea de depuración ya que esta labor lleva más tiempo del estimado.
Si eres principiante en el área de programación debes definir el programa a realizar, documentar cada uno de los pasos que realizas en tu programa, debes de considerar algún metodo de captura de errores, etc.
En este subcapítulo abarcaremos el cómo estructurar una aplicación para mejorar o disminuir el tiempo en depuración, así como localizar más rápidamente los errores.
Puedes buscar en Internet el concepto "pseudocódigo", que no es más que la escritura de un algoritmo en un lenguaje más cercano al natural. Es decir, la orden en lenguaje Javascript que repetiría el proceso de quitar suciedad añadiendo agua y jabón mientras se frota sería la siguiente:
function frotar(cuanto){
var veces = 0;
for (veces = 0; suciedad < 0 || veces < cuanto ; veces++){
suciedad = suciedad - (agua + jabón);
}
}
Mientras que el algoritmo o pseudocódigo quedaría así:
función frotar (cuantas veces lo hago)
variable veces que llevo = 0
repetir (desde que vecesquellevo = 0 mientras la suciedad < 0 ó vecesquellevo < cuantasveceslohago; aumentar vecesquellevo de una en una)
suciedad = suciedad - (agua + jabón)
fin repetir
fin función
En primer lugar, es muy recomendable hacer un esquema sobre el papel con toda clase de datos que se vayan a utilizar. Por ejemplo, si queremos hacer un programa para controlar una empresa dedicada al alquiler de coches, podríamos necesitar:
- Matrícula del coche
- Marca del coche
- Modelo del coche
- Color del coche
- Estado del coche (si está alquilado, en reparación o disponible)
- Situación del coche (en qué lugar del garaje o en qué localidad está)
- Kilometraje del coche
- Precio por hora del coche
por un lado, y:
- Nombre del cliente
- Apellidos del cliente
- Dirección del cliente
- DNI del cliente
- Permiso de conducir del cliente
- Número de cuenta del cliente
... etc. por otro.