Ejemplos y Consejos Sobre C Para Estudiantes Del E.E.T. #3

Notificación: Estos ejemplos y consejos son proveídos a usted(es) con el objetivo de educarlo(s). El uso de esta información esta bajo la responsabilidad de usted(es). Yo no tomo responsabilidad en como usted(es) utilicen esta información.

Yo fui estudiante de la Escuela de Enseñanza Técnica #3 de San Isidro y recientemente se me dio la oportunidad de poder ayudar algunos estudiantes con sus proyectos relacionados con electrónica y programación. Este articulo fue escrito para la clase del día Martes 4 de Noviembre de 2014.

Estos consejos y ejemplos no tienen un orden especifico. Si encuentro mas consejos o ejemplos los agregare a este articulo.
Tambien a medida que vea el nivel de programacion de los estudiantes iré agregando mas información acorde a sus conocimientos.

Estos consejos y ejemplos están escritos en C.

 

  1. Todos los archivos de código tendrían que empezar con una introducción:
    /**
     * Titulo del Programa o Código
     * Nombre de Clase Cursando
     * Autores: Navoleti Chagorta, Pepone Huecone
     * Creado: Marzo 31, 2014
     * Modificado: Abril 02, 2014
     * Descripción: Este código hace a Jarvis hablar por el parlante.
     */

    Esta introducción es una forma legal de proteger el código como también permite a otro programador tener una idea general del código que vera a continuación.

  2. Elijan el estilo de escritura para las frases o palabras compuestas usadas en funciones y variables.
    Un estilo utiliza todas las letras en minúscula separadas por un “_”:

    int color_red = color_to_integer("#FF0000");

    Otro estilo se llama CamelCase donde las frases o palabras se conectan juntas y la primera letra de cada palabra es mayuscula:

    int colorRed = colorToInteger("#FF0000");

    Elijan un solo estilo y utilícenlo a lo largo del programa.

  3. Las contantes, valores que nunca cambian, van en frases y palabras todas en muscula separadas por “_”:
    #define COLOR_RED "#FF0000"
    const int COLOR_BLUE = 0xFF;
  4. Los nombres de las variables tienen que describir que valor se esta guardando. Ejemplo:
    const char* MENSAJE_ERROR_NO_MEMORIA = "[X] Error: Out of Memory\n";
    
    int cociente = 7;
    int divisor = 5;
    int resto = cociente % divisor;
  5. Intenten crear pequeñas funciones que sean cortas, que realicen una sola cosa, y que el nombre describa lo mejor posible la funcionalidad de la función.
    void intercambioDeValores(int *primerValor, int *segundoValor){
        int temporario;
        temporario = *primerValor;
        *primerValor = *segundoValor;
        *segundoValor = temporario;
    }

    Esta función realiza un intercambio de los valores guardados en dos variables y no retorna nada.
    las variables “a” y “b” son “punteros” y se explicaran mas adelante como trabajan.
    Al hacer las funciones cortas y enfocadas a un solo trabajo, uno puede re-usarlas, fácilmente repararlas, y reducir la cantidad de comentarios

  6. La función “debug” funciona como “fprint”, con la única diferencia que si el primer parámetro no es 1 entonces no imprime.
    Dependiendo del compilador, este codico capaz que no funcione
    Ustedes pueden mejorar la funcion “debug” para que les de otros mensaje por ejemplo.
    Eso se los dejo a ustedes para que lo modifiquen como mas les convenga.

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <stdarg.h>
    #include <string.h>
    
    // 0 = hide, 1 = show
    #define TOGGLE_DEBUG 1
    
    int main(){
     debug(TOGGLE_DEBUG, "function: %s", "main()");
     debug(TOGGLE_DEBUG, "El numero es %d", 5);
     return 0;
    }
    
    void debug(int doShow, char *fmt, ...){
        if (doShow == 1){
            va_list argp;
            fprintf(stdout, "[DBG] ");
            va_start(argp, fmt);
            vfprintf(stdout, fmt, argp);
            va_end(argp);
            fprintf(stdout, "\n");
        }
    }

    Esto tendria que imprimir:
    [DBG] function main()
    [DBG] El numero es 5

  7. Para cargar la libreria de matematicas utilizen esta linea de codigo (si estan usando gcc como compilador):
    gcc yourfile.c -lm
  8. Comentarios tendrían que ser usados solamente cuando el código podría ser confuso para otra gente:
    #define M_PI 3.14159265358979323846264338327950288
    #define CIRCULO_EN_RADIOS M_PI / 180
    #define TIERRA_DIAMETRO_EN_KM 6367.0
    
    // Obtener distancia en kilometros entre coordenadas usando la formula de Harversine
    double obtenerDistanciaEnKM(double latitudOrigen
                                            , double longitudOrigen
                                            , double latitudDestino 
                                            , double longitudDestino){
    
      double latitudOrigenEnRadios = latitudOrigen * CIRCULO_EN_RADIOS;
      double longitudOrigenEnRadios = longitudOrigen * CIRCULO_EN_RADIOS;
      double latitudDestinoEnRadios = latitudDestino * CIRCULO_EN_RADIOS;
      double longitudDestinoEnRadios = longitudDestino * CIRCULO_EN_RADIOS;
    
      double differenciaLatitud = latitudDestinoEnRadios - latitudOrigenEnRadios;
      double differenciaLongitud = longitudDestinoEnRadios - longitudOrigenEnRadios;
    
      double differenciaEntrePuntos = pow(sin(differenciaLatitud / 2.0), 2)
                                                          + cos(latitudDestinoEnRadios) 
                                                          * cos(latitudOrigenEnRadios)
                                                          * pow(sin(differenciaLongitud / 2.0), 2);
    
      double distanciaAngular = atan2(sqrt(differenciaEntrePuntos), sqrt(1 - differenciaEntrePuntos));
    
      return distanciaAngular * TIERRA_DIAMETRO_EN_KM;
    }
  9. Aca hay un ejemplo de una funcion macro la cual se puede applicar con differentes tipos de variables como int, double, float
    Acuerdense que el pre-procesador solo hace reemplazos, asi que funciones macros con muchos codigos de linea es no productivo.

    #define max(a, b) \
        ({ typeof (a) _a = (a); \
            typeof (b) _b = (b); \
            _a > _b ? _a : _b; })

    “\” indica al pre-procesador que el código sigue en la próxima linea
    “typeof” hace que el pre-procesador remplace “typeof” por el tipo de la variable usada, por ejemplo: “typeof” pasa a ser “int” si “a” es del tipo int.
    “_a > _b ? _a : _b;” es otra forma de escribir un if statement. Si _a es major que “_b”, elibe a “_a” sino a “_b”

  10. C no tiene valores booleanos como TRUE, FALSE, YES o NO.
    Pero eso no quiere decir que no podemos simularlos.
    Para simularlos usaremos el “enum”

    typedef enum {
      FALSE,
      TRUE
    } bool;

    El valor FALSE sera 0 y el valor TRUE sera 1

  11. La mejor forma de mantener valores relacionados juntos es crear una nueva tipo de variable.
    Utilizaremos estructuras para eso:

    struct estructuraDeCoordenadas2D{
      int x;
      int y;
    } structCoordenadas2D;
    
    void main(){
      structCoordenadas2D puntoOrigen2D;
      puntoOrigen2D.x = 12;
      puntoOrigen2D.y = 25;
      mostrar(puntoOrigen2D);
    }
    
    void mostrar(structCoordenadas2D punto2D){
      printf("X: %d, Y: %d \n", punto2D.x, punto2D.y);
    }
  12. Esta tabla de caracteres constante pude ser de ayuda:
    \\ \
    \? ?
    \”
    \’
    \n Nueva linea
    \b Backspace
    \f Limpia la pantalla o saltea a la proxima pagina si se usa en impresoras
    \a Usar Alarma del parlante
    \r Carriage return
    \t Tab Horizontal
    \v Tab Vertical
    \ooo Numero octal “\o44”
    \xhh Numero hexagecimal “\x0F” o “\0x0F”

 

 

 

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Dangling and Wild Pointers in C/C++

When we define a variable, memory is allocated for that variable.

/* definition of a variable with a size memory allocated of one byte */
char character;

This declare that the name character is of type char.

As you may know, we use pointers in order to manipulate data in the memory. Pointers are designed to store a value which is a memory address. However, if a defined pointers is not instantiated then this pointer may have a memory address pointing to any place in memory. This is pointer is called a “dangling pointer”. For example,

/* Dangling pointer */
char* c_pointer;

char character;
char* c_char_pointer = &character;  /* No dangling pointer */

Lets assume we defined a dangling pointer and we attempt to print the content of the memory address that may store in the dangling pointer:

int* dangling_pointer;
printf('%d', *dangling_pointer);

This would give us segmentation fault.

Lets assume we define a pointer, integer_pointer,  and we make sure that this pointer is not dangling by instantiated with NULL. Later in the our program, we define a variable inside brackets, integer_variable, and we assign the address of this variable to our pointer. The moment we get out of the brackets, the variable integer_variable will be out of scope (This means that this variable disappear in our program).

int main(int argc, char* argv[]){

  int* integer_pointer = NULL;
  ... /* Dots means that there are more code not included in the example */

  { /* integer_variable exist only between this brackets */
    int integer_variable = 100;
    integer_pointer = &integer_variable;
    ...
  } /* After this bracket, integer_variable is out of scope */
  ...

  *integer_pointer = 150;
  ...

  return 0;
}

This could produce unpredictable behaviour because the address store in the integer_pointer could be pointing to a sector in memory used for another program or another part of the program.

When using dynamic memory allocation such as malloc or new, the moment that we free the pointer, it becomes dangling. Therefore, it is a good policy to point the pointer to NULL. Why? Because the memory that was obtained by malloc or new will not exist anymore since it was freed by free.

#include <malloc.h>
...
int main(int argc, char* argv[]){
  ...

  char* character_pointer = malloc(sizeof(char));
  ...

  /* character_pointer is freed and become a dangling pointer */
  free(character_pointer); 

  /* Point the pointer to NULL so it is not dangling anymore */
  character_pointer = NULL;
  ...

  return 0;
}

Sometimes is said that an dangling pointer is a wild pointer; however, there is a distinction. While a dangling pointer is a wild pointer, a wild pointer may not be a dangling pointer… What?!! (You may ask) Let me explain.

The different is the instantiation of the variable. Lets define to pointers:

char* character_pointer_1;
char* character_pointer_2;

Both pointers can be called dangling and/or wild pointers because they are not instantiated. Now lets assume we instantiate character_pointer_1.

char* character_pointer_1;
char* character_pointer_2;
...
character_pointer_1 = malloc(sizeof(char));
...
free(character_pointer_1);
...

In this case, things change because character_pointer_1 was instantiated and later freed (with free). character_pointer_1 is called dangling pointer for the fact that it was instantiated before, while character_pointer_2 is called wild because it was never instantiated.

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Function Pointers in C/C++

In the previous post, we cover how to work pointers with arrays. In this post we will see how to use function pointers, and how useful they can be:

I am assuming that you read the previous postings about pointers and pointers with arrays.

As we may recall, when we declare a pointer, the pointer will store an address of a position in memory.
Normally, we wish to create pointers of the same kind as the object we want to point at. For example, if the variable is an integer then we want the pointer to be an integer:

int i_variable = 22;
int* pi_variable = &i_variable;

If you create a different variable of the same kind, you could change where the pointer is pointing at:

int i_variable = 22;
int i_variable_2 = 44;
int* pi_variable = &i_variable;
printf('Value pointed at: %d \n', *pi_variable);     /* This line print 22 */
pi_variable = &i_variable_2;                         /* pi_variable points at i_variable_2 */
printf('New Value pointed at: %d \n', *pi_variable); /* This line prints 44 */

Now the question comes, can we use this with functions? Yes, we can!

Here is an example of how this works:

/* This return the addition of value_a with value_b */
int add(int value_a, int value_b){
	return value_a + value_b;
}

/* This function return the subtraction of value_b from value_a */
int sub(int value_a, int value_b){
  return value_a - value_b;
}

int main(int argc, char* argv[]){
  int val_a = 4;   
  int val_b = 5;

  /* Function pointer  must have the same return type and parameter type */
  int (*p_function)(int, int);

  p_function = add;
  printf('ADD A: %d with B:%d to obtain %d \n', 
         val_a, 
         val_b, 
         (*p_function)(val_a, val_b));

  p_function = sub; 
  printf('SUBTRACT B: %d OF A:%d to obtain %d \n', 
         val_b, 
         val_a, 
         (*p_function)(val_a, val_b));

return 0;
}

This will print:

ADD A: 4 with B:5 to obtain 9
SUBTRACT B: 5 OF A:4 to obtain -1

As you can see this can be a very powerful feature. The function pointer will point to the address of any function we want to point at while the function have the same return type (int in this case), the same number of parameters (in this case, we have two parameters), and the same type of parameters (both parameters are int).

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