PROGRAMACIÓN I - SA - SA25-5

Historia Breve de C++

El lenguaje de programación C++ es un lenguaje de propósito general con una rica historia que se remonta a principios de la década de 1980.

• Origen: Fue desarrollado por Bjarne Stroustrup en los Laboratorios Bell de AT&T.
• Base: Inicialmente se llamó "C con Clases" (C with Classes), ya que fue diseñado como una extensión del lenguaje C. Stroustrup buscaba agregar características de la Programación Orientada a Objetos (POO) a la eficiencia y el bajo nivel de C.
• Nombre: El nombre C++ se adoptó en 1983. El ++ proviene del operador de incremento en C, simbolizando que es una versión incrementada y mejorada de C.
• Características Principales: C++ es conocido por ser un lenguaje híbrido que soporta:
• Programación Orientada a Objetos (POO): Con conceptos como clases, herencia, polimorfismo y encapsulamiento.
• Programación Imperativa: Heredada de C.
• Programación Genérica: Introducida por las plantillas (templates).
• Uso: C++ es ampliamente utilizado en sistemas operativos, desarrollo de juegos (motores como Unreal Engine), sistemas embebidos, software de alto rendimiento, y aplicaciones con restricciones de recursos o de tiempo.

Concepto de Variable en C++

• Una variable es un contenedor que almacena información en la memoria del computador.

• Para declararla en C++ se indica primero el tipo de dato, luego el nombre de la variable, y opcionalmente un valor inicial.

Tipos de Variables Básicas en C++

Objetivo de la clase: Comprender el uso de variables, tipos de datos y buenas prácticas para
declarar e inicializar datos en C++.

¿Qué es una variable?

Una variable es un espacio en memoria donde se almacena un valor. Cada variable debe tener un nombre y un tipo de dato.

Tipos de datos básicos en C++:

• int → números enteros (10, -5, 100)
• float → números decimales pequeños (3.14)
• double → números decimales mayores (8.45678)
• char → un solo carácter (‘A’, ‘z’)
• string → cadenas de texto (requiere #include )
• bool → valores lógicos (true o false)

Estructura básica de un programa en C++

Un programa en C++ mínimo tiene la siguiente estructura:

#include <iostream>

int main() {
    // Tu código aquí
    return 0;
}

• #include <iostream>: Esta es una directiva del preprocesador. Le dice al compilador que incluya la biblioteca estándar de entrada/salida (iostream), que nos permite realizar operaciones de entrada y salida, como imprimir en la consola o leer datos del teclado.

• int main(): Esta es la función principal. Todo programa en C++ debe tener una función main. La ejecución del programa comienza aquí. El tipo de retorno int indica que la función debe devolver un valor entero. Por convención, un retorno de 0 indica que el programa terminó exitosamente.

• { }: Las llaves delimitan el cuerpo de la función.

• return 0;: Esta sentencia devuelve el valor 0 al sistema operativo, indicando que el programa terminó sin errores.

Hola Mundo

El clásico "Hola Mundo" en C++ se vería así:

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hola Mundo!" << std::endl;
    return 0;
}

• std::cout: Es el objeto de flujo de salida estándar (standard output) que se utiliza para imprimir en la consola. Los datos se envían a cout usando el operador de inserción <<.

• "Hola Mundo!": Es una cadena de caracteres (string) que queremos imprimir.

• std::endl: Inserta un salto de línea y vacía el buffer de salida. También se puede usar el carácter \n para un salto de línea, pero sin vaciar el buffer. Por ejemplo: "Hola Mundo!\n".

• std::: Indica que cout y endl pertenecen al espacio de nombres estándar (std). Podemos evitar escribir std:: cada vez si usamos using namespace std; al principio del programa, aunque no siempre es recomendable en proyectos grandes por posibles conflictos de nombres.

4. Variables y Tipos de Datos

En C++, las variables son contenedores para almacenar datos. Cada variable tiene un tipo, que determina el tamaño y la forma en que se almacena.

Algunos tipos básicos:

• int: Números enteros.

• float: Números de punto flotante (precisión simple).

• double: Números de punto flotante (precisión doble).

• char: Un solo carácter.

• bool: Valores booleanos (true o false).

// Directiva del preprocesador
#include <iostream>

// Espacio de nombres estándar
using namespace std;

// Función principal - Punto de entrada del programa
int main() {
    // Instrucciones
    cout << "¡Hola Mundo!" << endl;
    
    // Valor de retorno (0 = éxito)
    return 0;
}

Las operaciones aritméticas en C++ se realizan utilizando operadores estándar que actúan sobre variables numéricas (enteros y flotantes).
Operadores Básicos
Operación     Operador    Ejemplo (int a = 10, b = 3)    Resultado
Suma    +    a + b    13
Resta    -    a - b    7
Multiplicación    *    a * b    30
División    /    a / b    3 (en enteros)
Módulo (Residuo)    %    a % b    1
Consideraciones Importantes

    División Entera vs. Flotante: Si divides dos números enteros, el resultado será un entero (se pierde la parte decimal). Para obtener decimales, al menos uno de los valores debe ser float o double.
        Ejemplo: 10 / 3 es 3, pero 10.0 / 3.0 es 3.3333.
    Operador Módulo (%): Solo se puede utilizar con tipos de datos enteros (int, char, long). No funciona con float o double.
    Precedencia: C++ sigue el orden matemático estándar (PEMDAS): multiplicación, división y módulo se ejecutan antes que la suma y la resta, a menos que se usen paréntesis (). 

Ejemplo de Código
cpp

#include <iostream>

int main() {
    int x = 15;
    int y = 4;

    std::cout << "Suma: " << x + y << std::endl;          // 19
    std::cout << "Resta: " << x - y << std::endl;         // 11
    std::cout << "Multiplicación: " << x * y << std::endl; // 60
    std::cout << "División: " << x / y << std::endl;       // 3
    std::cout << "Residuo: " << x % y << std::endl;        // 3

    return 0;
}

Usa el código con precaución.
Operadores de Asignación Compuesta
C++ permite abreviar operaciones que actualizan el valor de una variable: 

    a += b; es equivalente a a = a + b;
    a -= b; es equivalente a a = a - b;
    a *= b; es equivalente a a = a * b;
    a /= b; es equivalente a a = a / b; 

Tres cosas que debes saber (El "toque" C++)

1. ¿Booleanos o Números?

En C++, los booleanos están muy ligados a los enteros.

• Internamente, false es 0.

• true es 1 (o cualquier número que no sea 0). Si haces un cout << (5 > 3);, C++ imprimirá un 1, no la palabra "true", a menos que uses el manipulador std::boolalpha.

2. El operador "Spaceship" (<=>)

Si usas C++20 o más reciente, existe un nuevo juguete llamado Three-way comparison operator. Se ve así: <=>.

• Te dice de un solo golpe si algo es menor, igual o mayor, devolviendo un objeto que puedes comparar con 0. Es súper eficiente para ordenar estructuras de datos complejas.

3. Cuidado con los punteros y C-Strings

Este es el error donde todos caemos:

• Si comparas dos std::string con ==, C++ compara el contenido (lo cual está perfecto).

• Si comparas dos cadenas de "vieja escuela" (char*), C++ comparará las direcciones de memoria, no el texto. ¡Ojo ahí!

Clase: Estructura Condicional switch (CASE) en C++
Objetivo: Que el estudiante aprenda a seleccionar una opción entre múltiples alternativas utilizando switch, evitando cadenas largas de if-else.

Primero aclara esto (MUY importante)
En C++ no existe CASE como palabra clave independiente.
Lo correcto es:
switch → estructura
case → cada opción

Muchos alumnos dicen “case”, pero debes enseñarles el nombre real:
Estructura SWITCH
¿Cuándo usar switch?
Usa switch cuando:
Existe una variable
Tiene varios valores posibles
Debes elegir uno

Ciclo while

Se utiliza cuando no sabemos exactamente cuántas veces se repetirá el bloque, ya que depende de una condición lógica. Si la condición es falsa desde el inicio, el código nunca se ejecuta.

while (condicion) {
    // Código a repetir
}

Ciclo do-while

Es el hermano rebelde del while. La diferencia clave es que se ejecuta al menos una vez, porque la condición se evalúa al final del bloque.

C++

do {
    // Código a repetir
} while (condicion);

Ciclo for

Es el estándar cuando sabemos el número exacto de iteraciones (por ejemplo, del 1 al 100). Agrupa la inicialización, la condición y el incremento en una sola línea.

for (inicializacion; condicion; incremento) {
    // Código a repetir
}

Ciclo for basado en rangos (C++11 en adelante)

Ideal para recorrer contenedores (como vectores o arreglos) de forma elegante y segura.

C++

for (tipo elemento : contenedor) {
    // Uso de elemento
}

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