Definiciones de la Programacion

9:24 | Etiquetas: Programación

El pseudocódigo (o falso lenguaje) es comúnmente utilizado por los programadores para omitir secciones de código o para dar una explicación del paradigma que tomó el mismo programador para hacer sus códigos, esto quiere decir que el pseudocódigo no es programable sino facilita la programación.

El principal objetivo del pseudocódigo es el de representar la solución a un algoritmo de la forma más detallada posible, y a su vez lo más parecida posible al lenguaje que posteriormente se utilizará para la codificación del mismo.

Las principales características de este lenguaje son:

Se puede ejecutar en un ordenador
Es una forma de representación sencilla de utilizar y de manipular.
Facilita el paso del programa al lenguaje de programación.
Es independiente del lenguaje de programación que se vaya a utilizar.
Es un método que facilita la programación y solución al algoritmo del programa.

Todo documento en pseudocódigo debe permitir la descripción de:

Instrucciones primitivas.
Instrucciones de proceso.
Instrucciones de control.
Instrucciones compuestas.
Instrucciones de descripción.

Estructura a seguir en su realización:

Cabecera.
1. Programa.
2. Modulo.
3. Tipos de datos.
4. Constantes.
5. Variables.
Cuerpo.

Inicio.
Instrucciones.
Fin.

Definición de datos del pseudocódigo

La definición de datos se da por supuesta, sobre todo en las variables sencillas, si se emplea formaciones: pilas, colas, vectores o registros, se pueden definir en la cabecera del algoritmo, y naturalmente cuando empleemos el pseudocódigo para definir estructuras de datos, esta parte la desarrollaremos adecuadamente.

Funciones y operaciones

Cada autor usa su propio pseudocódigo con sus respectivas convenciones. Por ejemplo, la instrucción "reemplace el valor de la variable

x

por el valor de la variable

y

" puede ser representado como:

asigne a $x\,$ el valor de $y\,$

${ \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ y }}$
${ \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ := }} \; { \color{Green} \mathit{ y }}$
${ \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ = }} \; { \color{Green} \mathit{ y }}$

Las operaciones aritméticas se representan de la forma usual en matemáticas.

${ \color{Gray} \mathit{ \{ Esto \; es \; un \; comentario \; normalmente \; matem \acute{a} tico \} }}$
${ \color{Green} \mathit{ volumen }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Plum} \mathit{ \pi }} { \color{Green} \mathit{ r }} {}^2 { \color{Green} \mathit{ h }}$
${ \color{Gray} \mathit{ // y \; este \; es \; otro \; comentario \; normalmente \; de \; texto // }}$
${ \color{Green} \mathit{ hipotenusa }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; \sqrt{ { \color{Green} \mathit{ a }} {}^2 \; { \color{Blue} \mathit{ + }} \; { \color{Green} \mathit{ b }} {}^2 \; }$
${ \color{Green} \mathit{ resultado }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Tan} \mathit{ sin }} ( { \color{Green} \mathit{ a }} )$

Estructuras de control

En la redacción del pseudocódigo se utiliza tres tipos de estructuras de control: las secuenciales, las selectivas y las iterativas.

Estructuras secuenciales

Las instrucciones se siguen en una secuencia fija que normalmente viene dada por el número de renglón. Es decir que las instrucciones se ejecutan de arriba hacia abajo. Las instrucciones se ejecutan dependiendo de la condición dada dentro del algoritmo.

${ \color{Blue} \mathit{ instrucci \acute{o} n_1 }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucci \acute{o} n_2 }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucci \acute{o} n_3 }}$
$\cdots$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucci \acute{o} n_n }}$

Estructuras selectivas

Las instrucciones selectivas representan instrucciones que pueden o no ejecutarse, según el cumplimiento de una condición.

Diagrama de flujo que muestra el funcionamiento de la instrucción condicional.

${ \color{Sepia} \mathit{ si }} \; { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n }} \; { \color{Sepia} \mathit{ entonces }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; si }}$

La condición es una expresión booleana. Instrucciones es ejecutada sólo si la condición es verdadera.

Selectiva doble (alternativa)

La instrucción selectiva realiza una instrucción de dos posibles, según el cumplimiento de una condición.

Diagrama de flujo que muestra el funcionamiento de la instrucción condicional.

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<><>

<><>

${ \color{Sepia} \mathit{ si }} \; { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n }} \; { \color{Sepia} \mathit{ entonces }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_1 }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ si \; no \; entonces }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_2 }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; si }}$

La condición es una variable booleana o una función reducible a booleana (lógica, Verdadero/Falso). Si esta condición es cierta se ejecuta Instrucciones₁, si no es así, entonces se ejecutaInstrucciones₂.

Selectiva múltiple

También es común el uso de una selección múltiple que equivaldría a anidar varias funciones de selección.

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<><>

${ \color{Sepia} \mathit{ si }} \; { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n_1 }} \; { \color{Sepia} \mathit{ entonces }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_1 }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ sino \; si }} \; { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n_2 }} \; { \color{Sepia} \mathit{ entonces }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_2 }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ sino \; si }} \; { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n_3 }} \; { \color{Sepia} \mathit{ entonces }}$

${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_3 }}$
$\cdots$
${ \color{Sepia} \mathit{ si \; no \; entonces }}$

${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_n }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; si }}$

En este caso hay una serie de condiciones que tienen que ser mutuamente excluyentes, si una de ellas se cumple las demás tienen que ser falsas necesariamente, hay un caso si no que será cierto cuando las demás condiciones sean falsas.

En esta estructura si Condición₁ es cierta, entonces se ejecuta sólo Instrucciones₁. En general, si Condición_i es verdadera, entonces sólo se ejecuta Instrucciones_i

Selectiva múltiple-Casos

Una construcción similar a la anterior (equivalente en algunos casos) es la que se muestra a continuación.

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<><>

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${ \color{Sepia} \mathit{ seleccionar }} \; { \color{Green} \mathit{ indicador }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ caso }} \; { \color{Green} \mathit{ valor_1 }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_1 }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ caso }} \; { \color{Green} \mathit{ valor_2 }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_2 }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ caso }} \; { \color{Green} \mathit{ valor_3 }}$

${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_3 }}$
$\cdots$
${ \color{Sepia} \mathit{ en \; otro \; caso}}$

${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones_n }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; seleccionar }}$

En este caso hay un Indicador es una variable o una función cuyo valor es comparado en cada caso con los valores "Valor_i", si en algún caso coinciden ambos valores, entonces se ejecutarán las Instrucciones_i correspondientes. La sección en otro caso es análoga a la sección si no del ejemplo anterior.

Estructuras iterativas

Las instrucciones iterativas representan la ejecución de instrucciones en más de una vez.

Bucle mientras

El bucle se repite mientras la condición sea cierta, si al llegar por primera vez al bucle mientras la condición es falsa, el cuerpo del bucle no se ejecuta ninguna vez.

Diagrama de flujo que muestra el funcionamiento de la instrucciónmientras

${ \color{Sepia} \mathit{ mientras }} \; { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n }} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; mientras }}$

Bucle repetir

Existen otras variantes que se derivan a partir de la anterior. La estructura de control repetir se utiliza cuando es necesario que el cuerpo del bucle se ejecuten al menos una vez y hasta que se cumpla la condición:

${ \color{Sepia} \mathit{ repetir }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ hasta \; que }} \; { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n }}$

La estructura anterior equivaldría a escribir:

${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ mientras }} \; { \color{Blue} \mathit{ \neg }} ( { \color{Green} \mathit{ condici \acute{o} n }} ) \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; mientras }}$

Bucle para

Una estructura de control muy común es el ciclo para, la cual se usa cuando se desea iterar un número conocido de veces, empleando como índice una variable que se incrementa (o decrementa):

${ \color{Sepia} \mathit{ para }} \; { \color{Green} \mathit{ i}} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ x}} \; { \color{Sepia} \mathit{ hasta }} \; { \color{Green} \mathit{ n}} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; para }}$

la cual se define como:

${ \color{Green} \mathit{ i}} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ x}}$
${ \color{Sepia} \mathit{ mientras }} \; { \color{Green} \mathit{ i }} \; { \color{Blue} \mathit{ \leq }} \; { \color{Green} \mathit{ n }} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Green} \mathit{ i}} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ i }} \; { \color{Blue} \mathit{ + }} \; { \color{Green} \mathit{ 1}}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; mientras }}$

Bucle para cada

Por último, también es común usar la estructura de control para cada. Esta sentencia se usa cuando se tiene una lista o un conjunto

L

y se quiere iterar por cada uno de sus elementos:

${ \color{Sepia} \mathit{ para \; cada }} \; { \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ \in }} \; { \color{Green} \mathit{ L }} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; para \; cada }}$

Si asumimos que los elementos de

L

son $L_0,L_1,\dots,L_n$ , entonces esta sentencia equivaldría a:

${ \color{Sepia} \mathit{ para }} \; { \color{Green} \mathit{ i}} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ 0}} \; { \color{Sepia} \mathit{ hasta }} \; { \color{Green} \mathit{ n}} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets}} \; { \color{Green} \mathit{ L_i }}$
${ \color{Blue} \mathit{ instrucciones }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; para }}$

Sin embargo, en la práctica existen mejores formas de implementar esta instrucción dependiendo del problema.

Es importante recalcar que el pseudocódigo no es un lenguaje estandarizado. Eso significa que diferentes autores podrían dar otras estructuras de control o bien usar estas mismas estructuras, pero con una notación diferente. Sin embargo, las funciones matemáticas y lógicas toman el significado usual que tienen en matemática y lógica, con las mismas expresiones.

El anidamiento

Cualquier instrucción puede ser sustituida por una estructura de control. El siguiente ejemplo muestra el pseudocódigo del ordenamiento de burbuja, que tiene varias estructuras anidadas. Este algoritmo ordena de menor a mayor los elementos de una lista

L

$\begin{array}{l} { \color{Sepia} procedimiento } \; { \color{BlueViolet} Ordenar } \; ( { \color{OliveGreen} L} \; ) \\ \left \updownarrow \begin{array}{l} { \color{Gray} // Comentario: \; L=(L_1,L_2,\dots,L_n) \; es \; una \; lista \; con \; n \; elementos // } \\ { \color{OliveGreen} k } \; { \color{BlueViolet} \gets } \; { \color{OliveGreen} 0} \\ { \color{Sepia} repetir } \\ \left \updownarrow \begin{array}{l} { \color{OliveGreen} intercambio } \; { \color{BlueViolet} \gets } \; { \color{OliveGreen} falso} \\ { \color{OliveGreen} k } \; { \color{BlueViolet} \gets } \; { \color{OliveGreen} k + 1} \\ { \color{Sepia} para } \; { \color{OliveGreen} i} \; { \color{BlueViolet} \gets } \; { \color{OliveGreen} 1} \; { \color{Sepia} hasta } \; { \color{OliveGreen} n - k} \; { \color{Sepia} hacer } \\ \left \updownarrow \begin{array}{l} { \color{Sepia} si } \; { \color{OliveGreen} L_i>L_{i+1} } \; { \color{Sepia} entonces } \; \\ \left \updownarrow \begin{array}{l} { \color{BlueViolet} intercambiar } \; ( { \color{OliveGreen} L_i , L_{i+1} } \; ) \\ { \color{OliveGreen} intercambio } \; { \color{BlueViolet} \gets } \; { \color{OliveGreen} verdadero} \end{array} \right . \\ { \color{Sepia} fin \; si } \; \\ \end{array} \right . \\ { \color{Sepia} fin \; para } \\ \end{array} \right . \\ { \color{Sepia} hasta \; que } \; { \color{OliveGreen} intercambio \, = \, falso } \\ \end{array} \right . \\ { \color{Sepia} fin \; procedimiento } \; \\ \end{array}$

En general, las estructuras anidadas se muestran indentadas, para hacer más sencilla su identificación a simple vista. En el ejemplo, además de la indentación, se ha conectado con flechas los pares de delimitadores de cada nivel de anidamiento.

Desarrollo de algoritmos

Con este pseudocódigo se puede desarrollar cualquier algoritmo que:

Tenga un único punto de inicio.
Tenga un número finito de posibles puntos de término.
Haya un número finito de caminos, entre el punto de inicio y los posibles puntos de término.

Funciones y procedimientos

Muchas personas prefieren distinguir entre funciones y procedimientos. Una función, al igual que una función matemática, recibe uno o varios valores de entrada y regresa una salida mientras que un procedimiento recibe una entrada y no genera ninguna salida aunque en algún caso podría devolver resultados a través de sus parámetros de entrada si estos se han declarado por referencia (ver formas de pasar argumentos a una función o procedimiento).

En ambos casos es necesario dejar en claro cuáles son las entradas para el algoritmo, esto se hace comúnmente colocando estos valores entre paréntesis al principio o bien declarándolo explícitamente con un enunciado. En el caso de las funciones, es necesario colocar una palabra como regresar o devolver para indicar cuál es la salida generada por el algoritmo. Por ejemplo, el pseudocódigo de una función que permite calcular

a n

(un número

a

elevado a potencia

n

${ \color{Sepia} \mathit{ funci \acute{o} n }} \; { \color{Blue} \mathit{ potencia }} \; ( { \color{Green} \mathit{ a,n}} )$
${ \color{Gray} \mathit{ // Comentario: \; Este \; algoritmo \; calcula \; a^n \; con \; a \; y \; n \; n \acute{u} meros \; naturales // }}$
${ \color{Green} \mathit{ i }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ n }}$
${ \color{Green} \mathit{ r }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Plum} \mathit{ 1}}$
${ \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ a }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ mientras }} \; { \color{Green} \mathit{ i }} \; { \color{Blue} \mathit{ > }} \; { \color{Plum} \mathit{ 0 }} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ si }} \; { \color{Green} \mathit{ i \; es \; impar }} \; { \color{Sepia} \mathit{ entonces }} \;$
${ \color{Green} \mathit{ r }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ r }} \; { \color{Blue} \mathit{ \times }} \; { \color{Green} \mathit{ x }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; si }}$
${ \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ x }} \; { \color{Blue} \mathit{ \times }} \; { \color{Green} \mathit{ x }}$
${ \color{Green} \mathit{ i }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ i }} { \color{Blue} \mathit{ \div }} \; { \color{Plum} \mathit{ 2 }} \;$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; mientras }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ devolver }} \; { \color{Green} \mathit{ r }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; funci \acute{o} n }}$

Un ejemplo de procedimiento seria el algoritmo de Ordenamiento de burbuja, por el que partiendo de una lista de valores estos se ordenan, nótese que en un procedimiento, no se calcula el valor de una función, sino que se realiza una acción, en este caso ordenar la lista.

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${ \color{Sepia} \mathit{ procedimiento }} \; { \color{Blue} \mathit{ DeLaBurbuja }} \; ( { \color{Green} \mathit{ a }} { \color{Plum} \mathit{ {}_0 }} , { \color{Green} \mathit{ a }} { \color{Plum} \mathit{ {}_1 }} , { \color{Green} \mathit{ a }} { \color{Plum} \mathit{ {}_2 }} , \ldots, { \color{Green} \mathit{ a }} {}_( { \color{Green} \mathit{ {}_n }} { \color{Blue} \mathit{ {}_- }} { \color{Plum} \mathit{ {}_1}} {}_) )$
${ \color{Sepia} \mathit{ para }} \; { \color{Green} \mathit{ i}} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Plum} \mathit{ 2}} \; { \color{Sepia} \mathit{ hasta }} \; { \color{Green} \mathit{ n}} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ para }} \; { \color{Green} \mathit{ j}} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Plum} \mathit{ 0}} \; { \color{Sepia} \mathit{ hasta }} \; { \color{Green} \mathit{ n }} \; { \color{Blue} \mathit{ - }} \; { \color{Green} \mathit{ i }} \; { \color{Sepia} \mathit{ hacer }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ si }} \; { \color{Green} \mathit{ a }} {}_( { \color{Green} \mathit{ {}_j }} {}_) \; { \color{Blue} \mathit{ < }} \; { \color{Green} \mathit{ a }} {}_( { \color{Green} \mathit{ {}_j }} { \color{Blue} \mathit{ {}_+ }} { \color{Plum} \mathit{ {}_1}} {}_) \; { \color{Sepia} \mathit{ entonces }}$

${ \color{Green} \mathit{ aux }} \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ a }} {}_( { \color{Green} \mathit{ {}_j }} {}_) \;$
${ \color{Green} \mathit{ a }} {}_( { \color{Green} \mathit{ {}_j }} {}_) \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ a }} {}_( { \color{Green} \mathit{ {}_j }} { \color{Blue} \mathit{ {}_+ }} { \color{Plum} \mathit{ {}_1}} {}_)$
${ \color{Green} \mathit{ a }} {}_( { \color{Green} \mathit{ {}_j }} { \color{Blue} \mathit{ {}_+ }} { \color{Plum} \mathit{ {}_1}} {}_) \; { \color{Blue} \mathit{ \gets }} \; { \color{Green} \mathit{ aux }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; si }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; para }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; para }}$
${ \color{Sepia} \mathit{ fin \; procedimiento }}$

Ventajas del pseudocódigo sobre los diagramas de flujo

Ocupan mucho menos espacio en el desarrollo del problema.
Permite representar de forma fácil operaciones repetitivas complejas.
Es más sencilla la tarea de pasar de pseudocódigo a un lenguaje de programación formal.
Si se siguen las reglas de identación se puede observar claramente los niveles en la estructura del programa.
En los procesos de aprendizaje de los alumnos de programación, éstos están más cerca del paso siguiente (codificación en un lenguaje determinado, que los que se inician en esto con la modalidad Diagramas de Flujo).
Mejora la claridad de la solución de un problema.