Estimados lectores y fans, les pido disculpas por este humilde y sencillo post, se que este mini-tutorial super básico es una humillación a su inteligencia y profesionalismo, pero comprendan que esto va dedicado a personas que como yo recién empiezan con sus primeros pininos en C++. Espero de verdad le sea útil a alguien.
Escribir todo esto, me costó una noche entera y mucho café. Parte de los conceptos aquí los aprendí en clases de la U y mucho también lo aprendí por cuenta propia. Así que agradecimientos al teacher Patricio del cual aprendí muchísimo. Una vez más a ustedes y a los tantos miles de seguidores que me leen a diario las disculpas del caso.
Vamos ir avanzando de a pocos así que no se preocupen y desesperen porfavor, paciencia. La idea es que esta sección crezca con su ayuda, feedback y motivación. Luego vamos a ver ejemplos con objetos, clases, sobrecarga de operadores, métodos de búsqueda, màs ordenación, punteros, listas, pilas, colas, templates… por ahora sigo practicando y haciendo simples cosas con este lenguaje. Los códigos los compilé con g++, el compilador de GNU.
VECTORES
Un vector, también llamado array(arreglo) unidimensional, es una estructura de datos que permite agrupar elementos del mismo tipo y almacenarlos en un solo bloque de memoria juntos, uno despues de otro. A este grupo de elementos se les identifica por un mismo nombre y la posición en la que se encuentran. La primera posición del array es la posición 0.
Podríamos agrupar en un array una serie de elementos de tipo enteros, flotantes, caracteres, objetos, etc. Crear un vector en c++ es sencillo, seguimos la siguiente sintaxix: Tipo nombre[tamanyo];
Ejm:
int a[5];//Vector de 5 enteros
float b[5];//vector de 5 flotantes
Producto product[5];//vector de 5 objetos de tipo Producto
Podríamos también inicializar el vector en la declaración:
int a[] = {5,15,20,25,30};
float b[] = {10.5,20.5,30.5,12.5,50.5}
Producto product[] = {celular,calculadora,camara,ipod,usb}
Como hay 5 elementos en cada array, automáticamente se le asignará 5 espacios de memoria a cada vector.Pero si trato de crear el vector de la forma int a[]; el compilador mostrará un error, porque no indiqué el tamaño del vector ni tampoco inicializé sus elementos.
Asigno valores a los elementos de un vector indicando su posición:
int a[4] = 30; // le asigno el valor 30 a la posición 4 del vector, es decir, al 5to elemento.
product[2].setPrecio(300) // le asigno un precio de 300 al producto en la posicion 2, o sea al tercer elemento.
Obviamente el método setPrecio() debe de estar implementado.
Para llenar, recorrer e imprimir un vector podemos utilizar un bucle for:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int dim;
cout << "Ingresa la dimension del vector" << endl;
cin >> dim; // Supongamos que ingrese 10
int vector[dim]; // mi vector es de tamanyo 10
for(int i=0;i < dim;i++){
vector[i] = i * 10;
cout << vector[i] << " ";
}
return 0;
}
La salida del programa mostrará: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Fàcil verdad? Bien ahora creen 2 o más vectores y empiecen a hacer funciones básicas como sumar, restar, buscar, ordenar, moda, etc que ayudan mucho a ir desarrollando la lógica. No vale copiar y pegar, mejor es practicar, practicar y practicar.
Aquí una función simple para sumar 2 vectores a y b y poner el resultado en un tercer vector c
#include <iostream>
using namespace std;
void sumar(int a[], int b[], int c[],int dim){
for (int i=0; i<dim; i++) {
c[i]=a[i] + b[i];
}
}
void imprimir(int v[],int dim)
{
for(int i=0;i<dim;i++){
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl << endl;
}
int main()
{
int dim;
cout << "Ingresa la dimension" << endl;
cin >> dim;
int a[dim];
int b[dim];
int c[dim];
for(int i=0;i<dim;i++){
a[i] = i * 10;
b[i] = i * 5;
}
cout << "Vector A " << endl;
imprimir(a,dim);
cout << "Vector B " << endl;
imprimir(b,dim);
sumar(a,b,c,dim);
cout << "Vector C " << endl;
imprimir(c,dim);
return 0;
}
Este programa me botaría (si ingreso una dimensión de 10):
Vector A
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
VECTOR B
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
VECTOR C
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135
Entonces para tomar en cuenta:
Todo vector debe tener definido un tipo de dato.
Todo vector necesita de una dimensión o tamanyo.
El código de arriba se puede mejorar muchísimo con objetos y clases, este es solo un pequeño ejemplo.
MATRICES
Una matriz es un vector de vectores o un también llamado array bidimensional. La manera de declarar una matriz es c++ es similar a un vector:
int matriz[fils][cols];
int es el tipo de dato, matriz es el nombre del todo el conjunto de datos y debo de especificar el numero de filas y columnas. Las matrices también pueden ser de distintos tipos de datos como char, float, double,etc.
Las matrices en c++ se almacenan al igual que los vectores en posiciones consecutivas de memoria. Usualmente uno se hace la idea que una matriz es como un tablero. Pero internamente el manejo es como su definicion lo indica, un vector de vectores, es decir, los vectores estan uno detras del otro juntos.
La forma de acceder a los elementos de la matriz es utilizando su nombre e indicando los 2 subindices que van en los corchetes. Si Coloco int matriz[2][3]=10; //estoy asignando al cuarto elemento de la tercera fila el valor 10. No olvidar que tanto filas como columnas se enumeran a partir de 0.
Bueno y para recorrer una matriz podemos usar igualmente un bucle. En este caso 2 for
for(int i=0;i<fils;i++){
for(int j=0;j<cols;j++){
matriz[i][j] = i % j;
}
}
PUNTEROS
El valor de todas las variales que manejamos en nuestros programas se almacenan en memoria y tienen una dirección. Un puntero es una variable especial que apunta a la dirección de memoria de una variable. El puntero tiene a su vez su propia dirección. Todas estas direcciones tienen un formato hexadecimal.
Los punteros son herramientas muy poderosas con muchas utilidades y enormes ventajas como veremos más adelante. A grandes rasgos, un puntero me permite desplazarme en la memoria, apuntar, redireccionar a ciertas variables, funciones, métodos, objetos sin necesidad de mover grandes bloques de datos, lo cual nos ahorra muchísimo el consumo de memoria en los programas.
Un puntero se debe declarar de acuerdo al tipo de dato al que apunta. Ejem:
int *var; //Un puntero llamado var que podra apuntar a cualquier variable de tipo entero.
char *u;//puntero de tipo char
Persona *per;//puntero de tipo persona
Para determinar,asignar la dirección de una variable en c++, se usa el operador & y para obtener el contenido de un puntero utilizamos el operador * Ejem:
int a;//entero
int *b;//puntero a entero
a = 20;//a tiene 20
b=&a;//asigno la direccion de a al puntero b
cout << b << endl; // imprira la direccion de memoria de a;
cout << *b;// imprimira 20, osea el contenido de a
Ahora analicemos las siguientes instrucciones y veamos como las variables van cambiando de valor en tiempo de ejecución:
#include <iostream>
using namespace std;
int main () {
int a=10;
int b=20;
int *p,*p2;//punteros de tipo entero
cout << "ANTES" << endl;
cout << "Variable a = " << a << endl;
cout << "Direccion de a = " << &a << endl << endl;
cout << "Variable b = " << b << endl;
cout << "Direccion de b = " << &b << endl << endl;
cout << "Contenido de p (BASURA)= " << *p << endl;//tiene basura al principio, podria inicializar con *p=0
cout << "Direccion de p = " << &p << endl << endl;
cout << "DESPUES" << endl;
a++;//incremento a
p= &a; //p ahora tiene a la direccion de a
cout << "Contenido de p = " << *p << endl;
p = &b;//p ahora tiene la direccion de b
*p +=20; // le sumo 20 al contenido de p, es decir, estoy incrementando el valor de b
cout << "Variable a = " << a << endl;
cout << "Variable b = " << b << endl << endl;
p=&a;//p ahora tiene la direccion de a
*p = a * 5;//contenido de p es igual al contenido de a * 5
cout << "Contenido de p = " << *p << endl;
cout << "Variable a = " << a << endl << endl;
cout << "Contenido de p2 (BASURA) = " << *p2 << endl;//tiene basura al principio, podria inicializar con *p2=0
cout << "Direccion de p2 = " << &p2 << endl << endl;
p2 = p;//el contenido de p es asignado al contenido de p2
*p2 +=15;//incremento 15 al contenido de p2
cout << "Contenido de p2 = " << *p2 << endl;//igual al contenido de p
p++;//p apunta a otra direccion de memoria,se desplaza 4 bytes en memoria
cout << "Contenido de p (BASURA) = " << *p << endl;//el contenido de esa nueva direccion
return 0;
}
La salida del programa:
ANTES
Variable a = 10
Direccion de a = 0×22ff74
Variable b = 2
Direccion de b = 0×22ff70
Contenido de p (BASURA)= -1017291943
Direccion de p = 0×22ff6c
DESPUES
Contenido de p = 11
Variable a = 11
Variable b = 40
Contenido de p = 55
Variable a = 55
Contenido de p2 (BASURA) = 2293680
Direccion de p2 = 0×22ff68
Contenido de p2 = 70
Contenido de p (BASURA) = 2293680
El contenido de p y p2 al principio es basura porque no tienen ningun valor asignado aun. Podriamos asignar el valor NULL a un puntero para luego posteriormente en algun problema que se me presente saber el estado del puntero y saber si contiene algo o no, así:
int *p= NULL;
ARITMÉTICA DE PUNTEROS
En las ultimas sentencias del programa anterior:
p++;
cout << *p;
Pueden visualizar que estoy incrementando el puntero p en 1. Esto quiere decir que el puntero se desplazara 4 bytes en memoria (en este caso por ser entero) y entonces apuntara a otra direccion. Por eso es que el nuevo contenido de p es basura o bueno el contenido de lo que tiene esa nueva direccion a la que apunta.
Supongamos que definir un entero y puntero de tipo char:
char c;
char *d;
d= &c;//asigno la direccion de c a d
c='u';//asigno el valor u a mi variable c
c--;//desplazo una posicion a c
cout << *d;//
No Imprimira ‘u’ porque fijense que desplazé c en sentido negativo 1 byte (los char ocupan a 1 byte). Es decir, que si d estaba apuntado a una direccion como por ejemplo 0×22ff99, despues del c– estara apuntando a algo como 0×22ff98
Para tomar en cuenta cosas que no puedo hacer con punteros:
int a=15;
int *p;
double *q;
void *r;
p = a; //No puedo hacer esto porque estoy asignando una variable a un puntero y un puntero es una direccion.
p = &50; // 50 es un valor constante en este caso y no una variable,por lo tanto no tiene direccion
p = &(a+1); //una expresion no tiene direccion
p = 30;//igual que el primer error, 30 es un entero.
&a = p;//no puedo cambiar la direccion de una variable
p = q;//p es puntero de tipo entero y q de tipo double
Un puntero de tipo void, es un puntero al cual le podemos asignar cualquier tipo de puntero. Por lo tanto si podriamos hacer esto:
r = p;
VECTORES Y PUNTEROS
Cuando declaramos un vector int v[10];El nombre del vector, o sea v, es un puntero al primer elemento del vector, es decir a v[0].Entonces como un vector es un puntero al primer elemento del mismo, también podríamos hacer aritmética de punteros con el vector.
(v+1) ;//apuntara a v[1];
*(v+5);//me refiero al contenido de v[5]
//Y también a los punteros les puedo poner índices:
int *p; //puntero de tipo entero
p = &v[0];//p apunta a la direccion del vector v[0] o tambien a v. p = v
p[8] = 80; //le asigno el valor 80 al puntero en la posicion 8, es decir a v[8]
VECTORES DINÁMICOS
Lo que vimos en el inicio de este post, son vectores estáticos, puesto que tienen una cantidad fija de memoria asignada y tamaño definido que no podemos modificarlo. Sin embargo, un vector podría tener una cantidad variable de datos, a este se le llama un vector dinámico.
Para usar vectores dinámicos necesitamos gestionar memoria dinámica. Si bien es cierto que es trae enormes ventajas, el hacer un mal uso de la memoria dinámica nos podría traer problemas desastrozos. Por eso es importante que que cuando creemos vectores dinámicos también liberemos la memoria utilizada. Obviamente eliminaremos la memoria utilizada cuando ya no necesitamos más usar, en este caso, un determinadao vector.
El operador new sirve para reservar memoria dinámica.
El operador delete se usa para liberar la memoria dinámica reservada con new.
Para liberar memoria de un array dinámico usamos delete[]
El espacio de memoria que hemos reservado con new tendrá vida hasta que finalize la ejecución del programa o cuando liberemos ese espacio con delete. Siempre es recomendable liberar memoria para posteriormente no tener problemas con excesivo consumo de memoria.
Un simple ejem:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int *pv;
int dim;
cout << "Ingresa el tamanyo del vector" << endl;
cin >>dim;
pv = new int[dim];
for(int i=0;i<dim;i++){
pv[i] = i * i;
cout << pv[i] << " ";
}
delete[] pv;
return 0;
}
MATRICES Y PUNTEROS
Supongamos que se declaró una matriz int m[5][5]
Como dijimos anteriormente, el nombre o identificador de un vector es un puntero al primer elemento del vector. En el caso de matrices el nombre de la matriz, en este ejemplo v, es un puntero que apunta al primer elemento del primer vector de la matriz. Entonces m es un doble puntero.m es igual a &m[0] que es igual a la direccion de &m[0][0].
Si declaramos un puntero int *pm y luego igualamos pm = m, p ahora puede desplazarse por los valores de m.
*p;//contenido de m[0],el cual apunta al primer elemento de ese vector, es decir, m[0][0]
También puedo referirme a los contenidos con aritmética de punteros
*(p+1);//Desplazo una posicion a p,se refiere al contenido de m[1],el cual apunta al primer elemento de ese vector, es decir, m[1][0]
*(*(p+1)+1);//desplazo una posición en el vector principal y este a su vez se desplaza una posicion en ese vector. es decir,me refiero al contenido de m[1][1];
p[2][4] = 20;//asigno el valor 20 a la posicion 2,4 de la matriz
*(*(p+2)+4) = 20 // es lo mismo que la asignacion anterior
*(pm[2]+4) = 20 // tambien los mismo
//En conclusión:
p[i][j] = *(*(p+i)+j) = *(pm[i]+j)
MATRICES DINÁMICAS
Para crear una matriz dinámica debemos de crear un doble puntero int **pm y samos al igual que los vectores el operador new para reservar memoria y delete para liberar.
Primero tenemos que crear el vector que contendrá a otros vectores especificando el numero de vectores que tendra este vector principal. Ejem:
pm = new int* [fils];//creo el vector de punteros principal
for(int i=0;i<fils;i++){
pm[i] = new int [cols];//para crear los vectores dentro del vector principal
}
Ahora sí vamos al grano y veamos un simple programa que crea una matriz dinámica, asigna valores, muestra el contenido de cada uno de los elementos los elementos así como sus direcciones de memoria.
También mostramos la matriz usando aritmética de punteros,ahí va:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int **pm;//puntero a una matriz
int fils,cols;
cout << "Ingresa el nro de filas: ";
cin >>fils;
cout << endl;
cout << "Ingresa el nro de columnas: ";
cin >>cols;
pm = new int* [fils];
for(int i=0;i<fils;i++){
pm[i] = new int [cols];
}
cout << "Elementos de la Matriz con sus direcciones" << endl;
for(int i=0;i<fils;i++){
for(int j=0;j<cols;j++){
pm[i][j] = i + j;
cout << pm[i][j] << "--> ";
cout << &pm[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
cout << "La matriz con aritmetica de punteros" << endl;
for(int i=0;i<fils;i++){
for(int j=0;j<cols;j++){
*(*(pm+i)+j) = i + j;//aritmetica de punteros
cout << *(*(pm+i)+j) << "-->";
cout << &pm[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
for(int i=0;i<fils;i++){
delete[] pm[i];//elimino cada vector de la matriz
}
delete[] pm;//elimino el vector principal
return 0;
}
La salida del programa:
Ingresa el nro de filas: 6
Ingresa el nro de columnas: 4
//Elementos de la Matriz con sus direcciones
0–> 0×3d2c90 1–> 0×3d2c94 2–> 0×3d2c98 3–> 0×3d2c9c
1–> 0×3d2ca8 2–> 0×3d2cac 3–> 0×3d2cb0 4–> 0×3d2cb4
2–> 0×3d2cc0 3–> 0×3d2cc4 4–> 0×3d2cc8 5–> 0×3d2ccc
3–> 0×3d3ab8 4–> 0×3d3abc 5–> 0×3d3ac0 6–> 0×3d3ac4
4–> 0×3d3ad0 5–> 0×3d3ad4 6–> 0×3d3ad8 7–> 0×3d3adc
5–> 0×3d3ae8 6–> 0×3d3aec 7–> 0×3d3af0 8–> 0×3d3af4
//La matriz con aritmetica de punteros
0–> 0×3d2c90 1–> 0×3d2c94 2–> 0×3d2c98 3–> 0×3d2c9c
1–> 0×3d2ca8 2–> 0×3d2cac 3–> 0×3d2cb0 4–> 0×3d2cb4
2–> 0×3d2cc0 3–> 0×3d2cc4 4–> 0×3d2cc8 5–> 0×3d2ccc
3–> 0×3d3ab8 4–> 0×3d3abc 5–> 0×3d3ac0 6–> 0×3d3ac4
4–> 0×3d3ad0 5–> 0×3d3ad4 6–> 0×3d3ad8 7–> 0×3d3adc
En mi caso esa son las direcciones de memoria. Bueno ya que hemos revisado conceptos básicos a continuación veamos la Clase Matriz, su definición, algunos métodos y su implementación.
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