TIPOS DE DATOS ESTRUCTURAS DE DATOS www.espol.edu.ec www.fiec.espol.edu.ec

OBJETIVOS Manejo correcto y apropiado de punteros y reserva de memoria dinámica Reconocer el tipo de dato void y void * en C como una herramienta de potencial importancia Diferenciar entre arreglos y estructuras Utilizar correctamente las estructuras, punteros a estructuras, arreglos de estructuras, etc.

Manejo correcto y apropiado de punteros y reserva de memoria dinámica

Reconocer el tipo de dato void y void * en C como una herramienta de potencial importancia

Diferenciar entre arreglos y estructuras

Utilizar correctamente las estructuras, punteros a estructuras, arreglos de estructuras, etc.

DATO Información en bruto, sin ningún significado Dado un enunciado, evento o acción, los datos Permiten representar sus actores o participantes Analizándolos, se podrá obtener resultados deseados Analicemos el siguiente hecho: El estudiante de nombre Pedro Velez de 22 años, tiene un promedio de 7.5 Podemos tomar los siguientes datos Nombre: Pedro Velez -> Conjunto de Caracteres Edad: 22 -> entero Promedio: 7.5 -> real

Información en bruto, sin ningún significado

Dado un enunciado, evento o acción, los datos

Permiten representar sus actores o participantes

Analizándolos, se podrá obtener resultados deseados

Analicemos el siguiente hecho:

El estudiante de nombre Pedro Velez de 22 años, tiene un promedio de 7.5

Podemos tomar los siguientes datos

Nombre: Pedro Velez -> Conjunto de Caracteres

Edad: 22 -> entero

Promedio: 7.5 -> real

INFORMACIÓN Es el resultado deseado luego de procesar los datos Los datos, al ser procesados, se convierten en información útil o resultados. Procesamiento: Calcular salarios Juan, Perez $320 Pedro, Rodriguez $310 Luis, Pozo $240 Datos de salida(se muestran en el monitor) Datos de entrada(ingresados x teclado) Juan, Perez Pedro, Rodriguez Luis, Pozo 160 155 120 Empleado Horas Valor por hora = $2

Es el resultado deseado luego de procesar los datos

Los datos, al ser procesados, se convierten en información útil o resultados.

¿Cómo representar los datos? Los seres humanos: Usamos lenguaje natural o símbolos Ejemplo: Para representar números, usamos el sistema decimal Para representar palabras, usamos el abecedario La computadora: Usa conjuntos de 1s y 0s El dato mas pequeño en el computador es Un 1 o un 0 -> bit El conjunto de 8 bits -> 1 byte

Los seres humanos:

Usamos lenguaje natural o símbolos

Ejemplo:

Para representar números, usamos el sistema decimal

Para representar palabras, usamos el abecedario

La computadora:

Usa conjuntos de 1s y 0s

El dato mas pequeño en el computador es

Un 1 o un 0 -> bit

El conjunto de 8 bits -> 1 byte

TIPOS DE DATOS Los datos se clasifican en TIPOS Son los diferentes dominios existentes. Ejemplo: Edad, Año de Nacimiento, Numero de multas Tienen dominio numérico Nombre, Dirección, Num. Cedula, Caen en el dominio de la información tipo texto Y las operaciones permitidas para dicho dominio Un conjunto de valores y operaciones definidas solo para esos valores

Los datos se clasifican en TIPOS

Son los diferentes dominios existentes. Ejemplo:

Edad, Año de Nacimiento, Numero de multas

Tienen dominio numérico

Nombre, Dirección, Num. Cedula,

Caen en el dominio de la información tipo texto

Y las operaciones permitidas para dicho dominio

RECORDAR Un tipo de dato es el conjunto de valores Al que puede pertenecer una constante Que puede asumir una variable o expresión Que puede ser generado por una función De una constante, variable o expresión Se puede deducir su tipo de dato Ya sea de su forma o de su declaración Sin necesidad que se ejecute ningún proceso Las operaciones entre datos Necesitan participantes (argumentos) de determinado tipo Producen resultados de otro o el mismo tipo

Un tipo de dato es el conjunto de valores

Al que puede pertenecer una constante

Que puede asumir una variable o expresión

Que puede ser generado por una función

De una constante, variable o expresión

Se puede deducir su tipo de dato

Ya sea de su forma o de su declaración

Sin necesidad que se ejecute ningún proceso

Las operaciones entre datos

Necesitan participantes (argumentos) de determinado tipo

Producen resultados de otro o el mismo tipo

TIPOS DE DATOS BASICOS Los podemos distinguir fácilmente, están en el diario vivir: El Sr. Vera de 63 años tiene cedula No. 0908815533 , y paga $120 de impuestos Son tipos de datos simples Que permiten representar información numérica, caracteres, etc. NOMBRE CONJUNTO DE VALORES OPERACIONES Enteros Negativos y positivos sin decimal Sumar, restar, dividir, multiplicar, residuo Reales Negativos y positivos, con decimal Sumar, restar, dividir, multiplicar Lógicos Verdadero o Falso(1 o 0) And, Or, Not Caracteres Letras, números, especiales, juntos forman una cadena Sumar carácter + entero restar, multiplicar por entero

Los podemos distinguir fácilmente, están en el diario vivir:

El Sr. Vera de 63 años tiene cedula No. 0908815533 , y paga $120 de impuestos

Son tipos de datos simples

Que permiten representar información numérica, caracteres, etc.

Y EN LA COMPUTADORA? Solo vienen integrados los tipos de datos básicos En la computadora Cada byte es un casillero y tiene una dirección en memoria Los datos (números y letras) se almacena en estos casilleros ¿Cuantas casilleros ocupa un dato? Depende de su tipo y del hardware de la computadora Un entero puede ocupar casillas de hasta 4 bytes Un doble siempre ocupara mas, por su mayor precisión PERO, un carácter SIEMPRE ocupara casillas de 1 byte 1000 1001 1002 1003

Solo vienen integrados los tipos de datos básicos

En la computadora

Cada byte es un casillero y tiene una dirección en memoria

Los datos (números y letras) se almacena en estos casilleros

¿Cuantas casilleros ocupa un dato?

Depende de su tipo y del hardware de la computadora

Un entero puede ocupar casillas de hasta 4 bytes

Un doble siempre ocupara mas, por su mayor precisión

PERO, un carácter SIEMPRE ocupara casillas de 1 byte

ALMACENANDO DATOS TIPO DE DATO #bytes Representación interna En ANSI C ENTEROS 2 4 8 Positivos: conjunto de bits 38 -> 00100110 Negativos:Complemento a Dos -38 -> 11011001 int long REALES 8 16 Mantisa x base (exponente) 387.53 -> 38753 x 10 -2 00000000100101110110000111111110 float double CARACTERES 1 ASCII 11000000 -> ‘A’ char

DECLARACION DE VARIABLES Una declaración de variables en C incluye Tipo de dato y Nombre de variable(identificador) Ejemplo: int a, b; float c; ¿Para que se declaran variables? Especifica cuanta memoria debe reservarse y Como se van a interpretar dichos datos f = a + b Es una suma de enteros, que al final se convierte a real Al declarar una variable se le asigna espacio en memoria y una dirección para dicho espacio int a; 4 bytes, dir: 100 1 byte, dir: 104 char c; 100 101 102 103 104

Una declaración de variables en C incluye

Tipo de dato y

Nombre de variable(identificador)

Ejemplo:

int a, b;

float c;

¿Para que se declaran variables?

Especifica cuanta memoria debe reservarse y

Como se van a interpretar dichos datos

f = a + b

Es una suma de enteros, que al final se convierte a real

DIRECCIONES DE MEMORIA &a es 1000 Las variables Tienen direcciones de memoria Si deseamos conocer dicha dirección En lenguaje C Se usa el operador & de dirección Ejemplo: int a; a = 3; printf(“Valor:%d Dir: %d”, a, &a ); Un puntero Es una variable que puede almacenar dirección de memoria 1000 1001 1002 1003

Las variables

Tienen direcciones de memoria

Si deseamos conocer dicha dirección

En lenguaje C

Se usa el operador & de dirección

Ejemplo:

int a;

a = 3;

printf(“Valor:%d Dir: %d”, a, &a );

Un puntero

Es una variable que puede almacenar dirección de memoria

DECLARACION DE PUNTEROS Un tipo de dato El puntero solo podrá almacenar direcciones de memoria de variables del tipo especificado Se pueden definir punteros de cualquier tipo: float *pf; char *pc; Un identificador que siempre va antecedido del operador * pt almacena la dirección de x, se dice que pt apunta a x x pt int *p; 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1000 int *pt, x; x = 3; pt = &x; 3

Un tipo de dato

El puntero solo podrá almacenar direcciones de memoria de variables del tipo especificado

Se pueden definir punteros de cualquier tipo:

float *pf;

char *pc;

Un identificador que siempre va antecedido del operador *

int *pt, x;

x = 3;

pt = &x;

CONSULTANDO CONTENIDO Si un puntero apunta a una variable A través del puntero se puede llegar a conocer todo sobre la variable Ejemplo: c = ‘A’ printf(“%c”, *pc1); *pc1 = ‘N’ printf(“%c”,c); Es equivalente a : printf(“%c”, c); Es equivalente a : c = ‘N’ Imprime ‘N’ pues c ya cambio char c, *pc1, *pc2; pc1 = &c; Si quiero conocer la dirección, uso directamente el puntero printf(“%d”, pc1); //Imprimo la dir. Almacenada por pc1 pc2 = pc1; //pc2 almacena la misma dir. que pc1 Si quiero conocer el contenido al que apunta un puntero, uso el operador *, sobre dicho puntero Ejercicio

Si un puntero apunta a una variable

A través del puntero se puede llegar a conocer todo sobre la variable

Ejemplo:

c = ‘A’

printf(“%c”, *pc1);

*pc1 = ‘N’

printf(“%c”,c);

char c, *pc1, *pc2;

pc1 = &c;

Si quiero conocer la dirección, uso directamente el puntero

printf(“%d”, pc1); //Imprimo la dir. Almacenada por pc1

pc2 = pc1; //pc2 almacena la misma dir. que pc1

Si quiero conocer el contenido al que apunta un puntero, uso el operador *, sobre dicho puntero

EJERCICIO EN CLASE *p1 = *p2; int x,y; int *p1,*p2; x = -42; y = 163; p1 = &x; p2 = &y; *p1 = 17; *p2 = x+5; 1000 1004 Es equivalente a escribir x = y; p1 = p2; Esto indica que p1 ahora apunta a la misma variable que p2 1004 p1 = NULL; p2 = NULL; Esto es equivalente a “encerar” el puntero, y decir que no apunta a ninguna variable -42 22 1000 1004 17 22 0 0 163 1004 1000 1004 1008 1012 x y p1 p2

PASO DE PARAMETROS Las funciones son porciones de código Ejecutan una tarea especifica Usualmente toman datos de entrada->parámetros Y retornan un valor Los parámetros se pueden enviar de dos formas: Por valor Por referencia

Las funciones son porciones de código

Ejecutan una tarea especifica

Usualmente toman datos de entrada->parámetros

Y retornan un valor

Los parámetros se pueden enviar de dos formas:

Por valor

Por referencia

PASO POR VALOR La función no recibe la variable enviada Recibe una copia Similar a cuando va al hacer algún tramite y le piden al cédula No entrega la cédula verdadera Entrega una copia La verdadera estará segura, aunque quemen y destruyan la copia Ejemplo: x = 5 printf(“%d
”,x); funct(x); printf(“%d
”,x); void funct(int y){ y = y+1; printf(“%d
”,y); } Se imprime 5, el valor de x no cambia aunque la función haya intentado modificarla

La función no recibe la variable enviada

Recibe una copia

Similar a cuando va al hacer algún tramite y le piden al cédula

No entrega la cédula verdadera

Entrega una copia

La verdadera estará segura, aunque quemen y destruyan la copia

Ejemplo:

PASO POR REFERENCIA Aquí si la función recibe exactamente la variable enviada No hay copias Si algo se le hace al parámetro, se le esta haciendo a la variable Para esto, se usan punteros La función trabaja con un puntero a la variable enviada Sabe todo sobre esa variable y se pude acceder a través de * Ejemplo: x = 5 printf(“%d
”,x); funct(&x); printf(“%d
”,x); void funct(int *py){ *py = *py+1; printf(“%d
”,*py); } Se imprime 6, el valor de x cambió dentro de la función Ejercicio

Aquí si la función recibe exactamente la variable enviada

No hay copias

Si algo se le hace al parámetro, se le esta haciendo a la variable

Para esto, se usan punteros

La función trabaja con un puntero a la variable enviada

Sabe todo sobre esa variable y se pude acceder a través de *

Ejemplo:

TIPOS DE DATOS COMPUESTOS En ocasiones se necesitan tipos de datos mas complejos, y estructurados Variables que almacenen mas de un valor Variables que representen información de la vida real Estarán formados a partir de tipos de datos simples En C, tenemos: TIPO FORMATO DECLARACION Bytes ARREGLOS int arrEj[10]; 10*2 = 20 ESTRUCTURAS typedef struct TReg{ int ID; char Texto[100]; }Reg; 2 + 100 = 102 UNIONES typedef union TUn{ int ID; char Texto[100]; }Un; 100

En ocasiones se necesitan tipos de datos mas complejos, y estructurados

Variables que almacenen mas de un valor

Variables que representen información de la vida real

Estarán formados a partir de tipos de datos simples

En C, tenemos:

typedef struct TReg{

int ID;

char Texto[100];

}Reg;

typedef union TUn{

int ID;

char Texto[100];

}Un;

ARREGLOS Conjunto de elementos Finito, Ordenado y Homogéneo, Todos sus elementos son del mismo tipo Un arreglo estático se declara int A[100]; El tipo de los elementos, el identificador y El numero de elementos (dimensión) Cada elemento del arreglo tiene un índice En C, siempre el índice mas pequeño es el 0: limite inferior El limite superior, es 1 menos que la dimensión Si el arreglo tiene 100 elementos, el índice mas alto es el 99 Y si un entero ocupa 4 bytes, el arreglo ocupa 400 bytes seguidos ... A 0 1 2 3 4 99

Conjunto de elementos

Finito, Ordenado y Homogéneo,

Todos sus elementos son del mismo tipo

Un arreglo estático se declara

int A[100];

El tipo de los elementos, el identificador y

El numero de elementos (dimensión)

Cada elemento del arreglo tiene un índice

En C, siempre el índice mas pequeño es el 0: limite inferior

El limite superior, es 1 menos que la dimensión

Si el arreglo tiene 100 elementos, el índice mas alto es el 99

Y si un entero ocupa 4 bytes, el arreglo ocupa 400 bytes seguidos

OPERACIONES No basta con la declaración, para ser tratado como un tipo de dato Faltan las operaciones para actuar sobre él Consulta de un elemento //Consulto el contenido de los elementos 4 y 5 de A printf(“%d %d”,A[4], A[5]); Modificación de un elemento A[3] = 2; //Almaceno un valor en el elemento 3 de A for(i = 0; i < 100; i++) A[i] = 0; Tipo de dato: Conjunto de valores y operaciones definidas solo para esos valores

No basta con la declaración, para ser tratado como un tipo de dato

Faltan las operaciones para actuar sobre él

Consulta de un elemento

//Consulto el contenido de los elementos 4 y 5 de A

printf(“%d %d”,A[4], A[5]);

Modificación de un elemento

A[3] = 2; //Almaceno un valor en el elemento 3 de A

for(i = 0; i < 100; i++)

A[i] = 0;

REPRESENTACION INTERNA Cuantos bytes ocupa un tipo de dato o variable? En C lo indica el operador sizeof Ejemplo: int a; printf(“%d %d”, sizeof(int), sizeof(a)); El computador internamente No almacena la dirección de todos los elementos del arreglo Solo almacena la dirección del primer elemento El resto lo calcula así: &Lista[i] -> &Lista[0] + (i*sizeof(Lista[0])) 1000 1008 1016 1024 1032 Lista[0] Lista[1] Lista[2] Lista[3] Lista[4]

Cuantos bytes ocupa un tipo de dato o variable?

En C lo indica el operador sizeof

Ejemplo:

int a;

printf(“%d %d”, sizeof(int), sizeof(a));

El computador internamente

No almacena la dirección de todos los elementos del arreglo

Solo almacena la dirección del primer elemento

El resto lo calcula así:

RESERVA DE MEMORIA DINAMICA La declaración de una variable Siempre reserva memoria Aunque la variable no se use, ya se reservo memoria para ella: ESTATICA Si deseamos reservar memoria, pero no en la declaración Si no, a voluntad dentro del programa La reserva seria dinámica En C se usan Punteros y Las funciones de librería #include <stdlib.h> void *malloc(size_t size); int *a; //No se reserva nada .. /*Cuando se desee, se reserva*/ a = malloc(sizeof(int)); //La variable normalmente *a = 3; a no apunta a otra variable, tiene memoria propia, solo para el

La declaración de una variable

Siempre reserva memoria

Aunque la variable no se use, ya se reservo memoria para ella: ESTATICA

Si deseamos reservar memoria, pero no en la declaración

Si no, a voluntad dentro del programa

La reserva seria dinámica

En C se usan

Punteros y

Las funciones de librería

ARREGLOS DINAMICOS En ocasiones deseamos usar arreglos Donde no hayamos “predefinido” cuantos elementos max. tendremos Queremos usar arreglos dinámicos Se declara el arreglo “potencial”: int *arreglo; Dentro del programa, se pide memoria cuando se necesite: arreglo = malloc(sizeof(int)*20); Para indicar el nuevo tamaño se puede usar una constante o una variable,o cualquier expresión main(){ int *arreglo, n; printf(“Ingrese el tamaño del arreglo:”); n = GetInteger(); arreglo = malloc(sizeof(int)*n); printf(“Ahora tiene %d elementos para trabajar
”,n); ... }

En ocasiones deseamos usar arreglos

Donde no hayamos “predefinido” cuantos elementos max. tendremos

Queremos usar arreglos dinámicos

Se declara el arreglo “potencial”:

int *arreglo;

Dentro del programa, se pide memoria cuando se necesite:

arreglo = malloc(sizeof(int)*20);

Y LIBERA.. Al pedir memoria dinámicamente Se debe liberar dentro del programa En C se libera usando la función free int *a; a = malloc...; … free(a); Cuando se libera para una variable Ejercicio

Al pedir memoria dinámicamente

Se debe liberar dentro del programa

En C se libera usando la función free

ARITMETICA DE PUNTEROS Los operadores + y – Se pueden usar con punteros Pero el significado de la operación cambia un poco Si un entero ocupa 4 bytes, tomemos este ejemplo int x; int *p; p = &x; Si la dirección de x es un valor 100 y decimos p = p+2; Que dirección almacena pi? 102 108 104 La suma indica que p se mueva 2 “enteros” mas adelante Cada entero equivale a 4 bytes 100 + 2*4 = 108

Los operadores + y –

Se pueden usar con punteros

Pero el significado de la operación cambia un poco

Si un entero ocupa 4 bytes, tomemos este ejemplo

int x;

int *p;

p = &x;

Si la dirección de x es un valor 100 y decimos

p = p+2;

Que dirección almacena pi?

EJERCICIO EN CLASE main(){ double Lista[3]; double *p,*p1,*p2; int k; Lista[0] = 1; Lista[1] = 1.1; Lista[2] = 1.2; p = Lista; p = p + 2; printf(“%d”, *p); p = p - 1; printf(“%d”, *p); p1 = Lista+2; p2 = &Lista[0]; k = p1-p2; printf(“%d”, k); } p se mueve 2 desfases p retrocede un desfase Da el total de desfases entre p1 y p2 1 1.1 1.2 Ejercicio 1000 1008 1016 Lista[0] Lista[1] Lista[2] p p2 p1

PASO DE ARREGLOS A FUNCIONES Al pasar un arreglo a una función debe tomarse en cuenta ¿Necesitare también el tamaño del arreglo? Si es así, también debe incluirse como parámetro En prototipos y cabecera float CalcPromedio(float A[], int size); float funct(float B[]); En el cuerpo de la función float CalcPromedio(float A[], int size){ … .. A[i] = 3; } Siempre recuerde que El paso de arreglos, es un paso por referencia Ejercicio

Al pasar un arreglo a una función debe tomarse en cuenta

¿Necesitare también el tamaño del arreglo?

Si es así, también debe incluirse como parámetro

En prototipos y cabecera

float CalcPromedio(float A[], int size);

float funct(float B[]);

En el cuerpo de la función

float CalcPromedio(float A[], int size){

… ..

A[i] = 3;

}

Siempre recuerde que

El paso de arreglos, es un paso por referencia

ARREGLOS BIDIMENSIONALES La programación ofrece innumerables opciones Un elemento de un arreglo, puede ser otro arreglo int A[3][3]; A[3] es un arreglo de tres elementos Cada elemento es otro arreglo de 3 elementos enteros int A[3][3]; Ejercicio A[0] A[1] A[2] A[0][0] A[1][0] A[2][0] A[0]1] A[1][1] A[2][1] A[0][2] A[1][2] A[2][2]

La programación ofrece innumerables opciones

Un elemento de un arreglo, puede ser otro arreglo

int A[3][3];

A[3] es un arreglo de tres elementos

Cada elemento es otro arreglo de 3 elementos enteros

ESTRUCTURAS o REGISTROS Es un grupo de “componentes”. Cada componente Tiene su propio identificador, y Se conoce como “elemento” o “campo” de la estructura Ejemplo: Es la declaración del nuevo “tipo de dato”: NombreCompleto Con este tipo de dato, podremos crear “variables”: NombreCompleto snombre, enombre; typedef struct TNombreCompleto { char Primero[10]; char Inicial; char Ultimo[10]; } NombreCompleto ;

Es un grupo de “componentes”. Cada componente

Tiene su propio identificador, y

Se conoce como “elemento” o “campo” de la estructura

Ejemplo:

Es la declaración del nuevo “tipo de dato”: NombreCompleto

Con este tipo de dato, podremos crear “variables”:

NombreCompleto snombre, enombre;

USANDO ESTRUCTURAS snombre es una variable de tipo NombreCompleto Tiene la misma forma que la del nuevo tipo de dato Cada miembro/campo ocupa memoria Para acceder a un campo, se indica, La variable seguida de un punto y del nombre del campo. Ejemplo snombre.Inicial = ‘L’; snombre Los registros de tipo NombreCompleto, tendrán la misma “estructura” Cada dato tiene diferente tamaño y espacio en memoria Cada dato representa una información diferente Ejercicio primero inicial ultimo

snombre es una variable de tipo NombreCompleto

Tiene la misma forma que la del nuevo tipo de dato

Cada miembro/campo ocupa memoria

Para acceder a un campo, se indica,

La variable seguida de un punto y del nombre del campo. Ejemplo

snombre.Inicial = ‘L’;

AMBITO DE VARIABLES Los parámetros y variables, dentro de una función, Son variables con ámbito local Solo son validas en ese ambiente, Las variables también pueden tener un ámbito “global” Empiezan a existir desde su declaración, y Son liberadas con el alcance de un archivo: variables externas Para darle privacidad a una variable Para que no pueda ser vista por otros archivos, Se la declara static, con ámbito global para archivo únicamente

Los parámetros y variables, dentro de una función,

Son variables con ámbito local

Solo son validas en ese ambiente,

Las variables también pueden tener un ámbito “global”

Empiezan a existir desde su declaración, y

Son liberadas con el alcance de un archivo: variables externas

Para darle privacidad a una variable

Para que no pueda ser vista por otros archivos,

Se la declara static, con ámbito global para archivo únicamente