Programación Modular y Estructurada en C: Conceptos y Aplicaciones

Programación Modular

La programación modular es un método flexible que permite mejorar la productividad de un programa, según Joyanes (2001). El programa se divide en módulos o partes independientes, cada uno de los cuales ejecuta una tarea o actividad específica. Cada programa contiene un módulo principal que controla todos los módulos restantes para ejecutar sus tareas. Cada módulo puede realizar tareas de entrada, salida y procesamiento. Los resultados producidos por un módulo pueden ser utilizados por los demás módulos. La descomposición de un programa en módulos independientes se conoce como el método de "divide y vencerás".

Programación Estructurada

La programación estructurada implica escribir un programa utilizando un diseño modular de forma descendente, empleando las estructuras de control de secuencia, selectivas y repetitivas.

Bibliotecas en C

Una biblioteca es un grupo de archivos y funciones precompilados que se pueden enlazar con los programas mediante la instrucción #include.

Las bibliotecas o librerías poseen la extensión .h porque son archivos de encabezado.

Bibliotecas Comunes en C

• stdio.h: Biblioteca estándar de entradas y salidas.
• conio.h: Biblioteca para manejo de consola y teclado.
• math.h: Biblioteca de funciones matemáticas.

Funciones en C

Para escribir programas en C, se utiliza la programación estructurada y modular, es decir, el programa se divide en módulos llamados funciones. Cada función realiza una tarea específica y, cuando se ejecuta, retorna al lugar donde fue llamada por el programa principal. El programa siempre comienza con una llamada a la función main(), que es la función principal del programa. Una función es un conjunto de instrucciones que se pueden ejecutar desde cualquier parte del programa. Las funciones no se pueden anidar.

Estructura de una Función en C

En C, todas las funciones son globales o externas, lo que significa que pueden ser llamadas desde cualquier parte del programa. La estructura de una función en C es la siguiente:

Tipo NombreDeLaFuncion(lista de parámetros)
{
  // Cuerpo de la función
  return valor; // Opcional
}

Nombre de una Función

Un nombre de función debe comenzar con una letra o con un carácter de subrayado (_). C es sensible a mayúsculas y minúsculas.

Tipo de Dato de Retorno

Si la función no devuelve un valor int, se debe especificar el tipo de dato devuelto. Si la función no devuelve ningún resultado, se especifica el tipo void.

Valor de Retorno de una Función

Las funciones devuelven un único valor mediante la instrucción return. Este valor puede ser de cualquier tipo, excepto otra función o un array.

Llamada de la Función

Para ejecutar una función, esta debe ser llamada. Por lo general, esto se hace desde la función main(). Ejemplo:

main(){
  int a = 5;
  int b = 4;
  printf("La suma de las variables es: %d", operacion(a, b));
}

Prototipos de Funciones

La declaración de una función se denomina prototipo. Los prototipos contienen la cabecera de la función. Un prototipo consta de: el nombre de la función, la lista de parámetros y un punto y coma (;). Por lo general, se declaran antes de la función main().

Parámetros de una Función

Los parámetros son los valores que permiten la comunicación entre las funciones del programa. Son datos que se reciben o se envían a las funciones para que sean procesados.

Parámetros por Valor

Cuando se pasan parámetros por valor, la función recibe una copia de los valores de los parámetros. Si estos valores son modificados dentro de la función, el cambio solo afecta a la función y no tiene efecto fuera de ella. Ejemplo:

int operacion(int a, int b) {
  int resultado;
  resultado = a + b;
  return resultado;
  // Las siguientes líneas no afectan a las variables fuera de la función
  a = a + 1;
  b = b + 1;
}

main() {
  int a = 5;
  int b = 4;
  printf("La suma de las variables es: %d", operacion(a, b));
}

Cuando se llama a la función operacion, esta recibe los valores guardados en a y b (5 y 4). Dentro de la función, estos valores se suman y el resultado (9) se imprime. Los cambios en a y b dentro de la función operacion no tienen validez fuera de esta.

Parámetros por Referencia

Cuando una función debe modificar el valor del parámetro pasado y devolver este valor modificado a la función que realiza la llamada, se utiliza el método de paso de parámetros por referencia (o dirección). Con este método, el compilador pasa la dirección de memoria del valor del parámetro a la función. Cuando se modifica el valor del parámetro, este queda almacenado en la misma dirección de memoria. Por lo tanto, al retornar la función a la función llamadora, la dirección de memoria donde se almacenó el parámetro contendrá el valor modificado. Para pasar una variable por referencia, el símbolo & debe preceder al nombre de la variable, y el parámetro de la función debe declararse como un puntero.