Compilación, Ejecución y Resolución de Problemas con Algoritmos en Java

Compilación y Ejecución de un Programa en Java

La JDK (Java Development Kit) contiene las herramientas necesarias para compilar y ejecutar un programa Java. Un programa escrito en lenguaje Java (código fuente contenido en ficheros .java) se compila a través del comando javac que, si no hay errores de sintaxis (de compilación) genera el bytecode (ficheros .class).

El bytecode es interpretado por la Máquina Virtual de Java (con el comando java) que está instalada en la máquina donde se ejecuta el programa. La interpretación del bytecode significa que la Máquina Virtual de Java genera el código máquina que se ejecuta instrucción por instrucción.

El bytecode, por lo tanto, no es el código máquina: en Java se necesita otro paso intermedio que es la interpretación. Esto permite escribir código que es, en cierta medida, independiente del sistema operativo. La desventaja es que añadir este paso ralentiza la ejecución de programas en Java.

Algoritmos y Resolución de Problemas con Java

Un algoritmo es una secuencia ordenada de pasos que permite la resolución de un problema determinado. Un algoritmo es:

• Preciso: exento de ambigüedad
• Finito: si se ejecuta el algoritmo, se debe terminar en un número finito de pasos/iteraciones
• Definido: si se sigue dos veces el algoritmo con los mismos datos de entrada, la salida debe ser la misma

Pasos para Resolver un Problema con un Programa

1. Análisis: Identificación de datos de entrada, de salida, de variables intermedias...
2. Diseño: Escribir el pseudocódigo del algoritmo, los pasos a seguir para llegar a la solución
3. Codificación del programa: Codificar el algoritmo utilizando un lenguaje de programación, por ejemplo, Java. Compilar el código y corregir los errores sintácticos
4. Pruebas/Depuración: las pruebas determinan si el programa resuelve o no el problema planteado en forma satisfactoria. La depuración consiste en librarse de errores de lógica o de ejecución, mediante la ejecución del programa con datos y respuestas conocidas

Ejemplo: Calcular la Longitud de un Vector

En el caso de escribir un programa para hallar la longitud de un vector en un plano cartesiano:

1. Datos de entrada: las coordenadas de dos puntos que definen el vector. Salida: un número real que representa la longitud del vector.
2. Algoritmo:
   1. Leer x1, y1, x2, y2
   2. Calcular Px = x2 - x1
   3. Calcular Py = y2 - y1
   4. Calcular R = raíz cuadrada (Px * Px + Py * Py)
   5. Imprimir R
3. Código en Java:

   Scanner input = new Scanner(System.in);

   int x1 = input.nextInt(); … … …

   double r = Math.sqrt(px * px + py * py);

   System.out.println(r);

4. Pruebas: Ejecutar el programa con datos de entrada conocidos (por ejemplo, (0,0) (0,3)) y verificar que la salida sea la esperada (3 en este caso). Corregir cualquier error de ejecución o lógico encontrado.