Clase Programación 2

Programación

Clase 2. Algoritmos Prof. Gonzalo Müller [email protected]

Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

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Definición de Programador.
Fases de la Programación.
Metodología para resolución de un problema:
Definición, Análisis, Diseño del algoritmo, Prueba del Algoritmo e Implementación


Algoritmo
Definición, Características, Partes. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 2

Representación de un algoritmo


Existen básicamente tres formas de representar los algoritmos:
Pseudo código.
Diagramas de Flujo.
Diagramas Rectangulares Estructurados.

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Representación de un algoritmo


Pseudo Código (PC): Expresa a través de frases cada uno de los pasos
Casi código.
Exige una adecuada indentación.
Se debe enfocar a la lógica y no hay los detalles de implementación.
Es flexible.
Permite una analogía que facilita la codificación.

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Representación de un algoritmo


Diagramas de Flujo (DF): Constituyen una representación gráfica de la secuencia de pasos a realizar.
La operaciones se escriben con símbolos normalizados.
Las líneas de flujo indica la secuencia de ejecución.
Pueden resultar inadecuados debido a que propicia algoritmos no estructurados (excesivas líneas de flujo).

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Representación de un algoritmo


Diagramas Rectangulares Estructurados (DRE): Constituyen una representación gráfica de la secuencia de pasos a realizar.
La operaciones se escriben con símbolos normalizados.
También conocidos como: Diagramas de NassiSchneiderman.
Permiten mantener el orden.
Permiten una analogía que facilita la codificación.

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Representación de un algoritmo


Símbolos Básico de un Diagramas de Flujo:
Líneas de Flujo: Establece la dirección de la secuencia de pasos


Una línea de flujo con la dirección saliendo de un bloque, se conoce como una línea de flujo de salida del bloque.




Una línea de flujo con la dirección entrando en un bloque, se conoce como una línea de flujo de entrada del bloque.

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Representación de un algoritmo
Bloque Terminal: Señala el inicio o el fin del algoritmo. Inicio

Fin

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Representación de un algoritmo
Bloque Terminal: Señala el inicio o el fin del algoritmo. Inicio

Nombre

Fin

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Representación de un algoritmo
Bloque Terminal: Señala el inicio o el fin del algoritmo. Nombre El bloque inicio siempre tiene solo una línea y es de salida

El bloque fin siempre tiene solo líneas de entrada

Fin

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Representación de un algoritmo
Bloque Proceso: Se utiliza para indicar un proceso ó operación.

…

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Representación de un algoritmo
Bloque Proceso: Se utiliza para indicar un proceso ó operación.

…

El bloque de proceso siempre tiene una línea de salida (puede tener varias de entrada) Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 12

Representación de un algoritmo
Bloque Genérico Entrada-Salida: Indica una operación de entrada salida sin especificar un dispositivo especifico para realizar la operación.

…

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Representación de un algoritmo
Bloque Genérico Entrada-Salida: Indica una operación de entrada salida sin especificar un dispositivo especifico para realizar la operación.

…

El bloque entrada-salida siempre tiene una línea de salida (puede tener varias de entrada) Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 14

Representación de un algoritmo
Bloque de Decisión: Establece la dirección de los subsecuentes pasos en función de una condición dada.

…

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Representación de un algoritmo
Bloque de Decisión: Establece la dirección de los subsecuentes pasos en función de una condición dada.

…

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Representación de un algoritmo
Bloque de Decisión: Establece la dirección de los subsecuentes pasos en función de una condición dada.

…

El bloque de decisión siempre tiene dos de salida (puede tener varias de entrada) Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 17

Representación de un algoritmo
Conectores: Establece la conexión entre dos bloques que espacialmente no puede ser conectados.


Se usan en pares.

…

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Representación de un algoritmo


Reglas de construcción de Diagramas de Flujo:
Contiene un único bloque terminal que indica inicio.
Puede contener varios bloques terminal que indican el final.
Debe ser organizado de tal forma que la secuencia sea leída de arriba abajo y de izquierda a derecha.

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Representación de un algoritmo
Cada bloque debe tener al menos una línea de flujo de entrada, exceptuando el bloque de inicio.
Cada bloque puede tener a lo sumo una línea de flujo de salida, exceptuando el bloque de decisión.
El bloque de decisión debe tener dos líneas de flujo de salida.

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Representación de un algoritmo Ejemplo: Construir el diagrama de flujo para leer y sumar dos números.

Fase 1: Análisis y Diseño: DES y DF

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Representación de un algoritmo Ejemplo: Construir el diagrama de flujo para indicar si un número es mayor o igual que otro.

Fase 1: Análisis y Diseño: DES y DF

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Representación de un algoritmo Ejemplo: Construir el diagrama de flujo para comprar el libro de Harry Potter 8.

Fase 1: Análisis y Diseño: DES y DF

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Ejercicios Construir el diagrama de flujo para: a. Bajar de peso. b. Lavar la loza. c. Restar 2 de un número si es negativo y dejarlo igual de lo contrario. Fase 1: Análisis y Diseño: DES y DF

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Representación de un algoritmo


Reglas de construcción de DRE:
Toda la secuencia de pasos se coloca dentro de un rectángulo: Paso 1 Paso 2 … Paso n

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Representación de un algoritmo
En el primer bloque se debe colocar el nombre del algoritmo.
En el último bloque se debe colocar Fin. Nombre Paso 1 Paso 2 … FIN Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 26

Representación de un algoritmo


Reglas de construcción de Pseudo Código:
En la primera línea se debe colocar el nombre del algoritmo.
Todo el cuerpo del algoritmo debe ser encerrado entre llaves {}. Nombre { Paso 1 Paso 2 … Paso n } Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 27

Representación de un algoritmo Ejemplo 2.2: Construir el PC y DRE para leer y sumar dos números.

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Estructuras Básicas
Todo algoritmo se construye con 3 estructuras básicas:


Secuencial.




Selectiva.




Repetitiva.

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Estructura Secuencial Un paso se ejecuta uno detrás de otro. PC Paso 1

DF Paso 1

Paso 2 …

Paso 2

Paso n Paso n

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DRE

Paso 1 Paso 2 Paso n

Estructura Secuencial Ejemplo 2.3: Construir el PC y DRE para leer y sumar dos números.

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Estructura Selectiva Una secuencia de pasos se ejecuta dependiendo de una condición dada.
También se le llama condicional.
Dos tipos: Sencilla
Doble


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Estructura Selectiva


Estructura Condicional Sencilla: Se ejecuta una instrucción si la condición dada es verdadera. PC

DF

DRE

Si (Condición) { Paso }

Condición

F

Condición V

V

Paso

Paso

Ejemplo: fruta Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 33

Estructura Selectiva


Estructura Condicional Sencilla: Se ejecuta una instrucción si la condición dada es verdadera. PC

DF

DRE

Si (Condición) { Paso }

Condición

F

Condición V

V

Paso

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Paso

Estructura Selectiva Ejemplo 2.4: Construir el DF, DRE y PC del algoritmo para convertir un número en negativo si es positivo.

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Estructura Selectiva

El paso contenido en las estructuras selectiva es ejecutado SIEMPRE y cuando la condición sea VERDADERA

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Estructura Selectiva


Estructura Condicional Doble: Se ejecuta una de dos de instrucciones dependiendo de la condición dada.

PC Si (Condición) { Paso } sino { Paso’ }

DF

V

Condición

DRE

F

Condición V

Paso

Paso’

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Paso

F

Paso’

Estructura Selectiva Ejemplo 2.5: Construir el DF, DRE y PC del algoritmo para convertir un numero según la siguiente regla: Sumar 1 si es negativo o Restar 1 de lo contrario.

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Estructura Repetitiva Una secuencia de pasos se repite en forma consecutiva dependiendo de una condición dada.
También se le llama Bucle o Lazo.
Cada repetición se conoce como ciclo o iteración.
Dos tipos:


Hacer Mientras





Se ejecuta al menos una vez la secuencia.

Mientras


Puede que nunca se ejecute la secuencia. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 39

Estructura Repetitiva


Estructura Repetitiva Hacer Mientras: Se repite una instrucción verdadera.

mientras

PC Hacer { Paso }

una

condición

DF

dada

sea

DRE

Paso

Paso

Mientras (Condición) Condición V

Mientras (Condición) F

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Estructura Repetitiva


Estructura Repetitiva Hacer Mientras: Se repite una instrucción verdadera.

mientras

PC Hacer { Paso }

una

condición

DF

dada

sea

DRE

Paso

Paso

Mientras (Condición) Condición V

Mientras (Condición) F

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Estructura Repetitiva Ejemplo 2.6: Se requiere leer un número no negativo. Construir el DF, DRE y PC del algoritmo para leer un numero hasta que este sea válido, y presentar en la salida.

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Estructura Repetitiva


Estructura Repetitiva Mientras: Se repite instrucción verdadera.

mientras

PC Mientras (Condición ) { Paso }

una

condición

DF

una dada sea

DRE

Condición

F

Mientras (Condición) V

Paso

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Paso

Estructura Repetitiva


Estructura Repetitiva Mientras: Se repite instrucción verdadera.

mientras

PC Mientras (Condición ) { Paso }

una

condición

DF

una dada sea

DRE

Condición

F

Mientras (Condición) V

Paso

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Paso

Estructura Repetitiva Ejemplo 2.7: Construir el DF, DRE y PC de un algoritmo para convertir un numero dado, incrementándolo de 2 de 2 mientras sea negativo.

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Estructura Repetitiva

El paso contenido en una estructura repetitiva es ejecutado SIEMPRE y cuando la condición sea VERDADERA

Las corridas en frío son de gran utilidad para algoritmos con estructuras repetitivas

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Representación de un algoritmo


Cuadro comparativo:

Fácil codificación Mantiene el Orden Rápida Comprensión Uso Sencillo

PC

DF

DRE

Si

No

Si

+/–

No

Si

No

+/–

+/–

+/–

Si

Si

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Metodología para resolución de un problema Definición del problema Análisis del problema Diseño del algoritmo

Prueba del Algoritmo

Codificación del Algoritmo Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 48

Corrida en frío La corrida en frío permite realizar la prueba de un algoritmo antes de pasar a la codificación


Partiendo del Problema se definen una o más pruebas. Se debe conocer de antemano o estimar que resultados generan los datos de entrada para cada prueba: Entrada Salida conocida 1

esperada 1 …

Entrada conocida

Salida esperada

n

n Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 49

Corrida en frío


Para cada prueba se debe ejecutar uno a uno los pasos del algoritmo desde los valores de entrada hasta obtener los valores de salida. Entrada conocida

Salida esperada

Algoritmo Correcto

Entrada conocida

Salida no esperada

Algoritmo Incorrecto

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Corrida en frío Una de las formas de realizar una corrida en frío es utilizando una tabla.


La tabla de corrida en frío debe contener: 1. Sentencia a ejecutar. 2. Columnas para las datos utilizados. 3. Columnas para las condiciones. 4. Una columna de salida. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 51

Corrida en frío


A partier del Algoritmo se construye la Tabla: Sentencia

Dato 1

Dato 2

…

…

…

…

Datos

Dato N

Condición 1

Condición 2

…

…

…

…

Condiciones

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Condición M

Salida

…

…

Corrida en frío Ejemplo: Realizar una corrida en frio para el algoritmo del ejemplo 2.5. Convertir un numero según la siguiente regla: Sumar 1 si es negativo o Restar 1 de lo contrario • entradas y salidas, • requerimientos, • teoría asociada, • restricciones, • etc. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 53

1. Se realiza el análisis

Corrida en frío Ejemplo: Realizar una corrida en frio para el algoritmo del ejemplo 2.5. Convertir un numero según la siguiente regla: Sumar 1 si es negativo o Restar 1 de lo contrario Entrada conocida 2

Salida esperada 1

-1

0

0

-1 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 2 – GM - 54

2. Se definen las pruebas

Corrida en frío Ejemplo: Realizar una corrida en frio para el algoritmo del ejemplo 2.5. Convertir un numero según la siguiente regla: Sumar 1 si es negativo o Restar 1 de lo contrario Algoritmo Convertidor Leer n V

n