Flujo de control

Un comando de salto ramifica incondicionalmente el control a otro punto del código, y es la forma más básica de controlar el flujo del código.

En un lenguaje de alto nivel, esto se suele proporcionar como una instrucción goto . Aunque la palabra clave puede estar en mayúsculas o minúsculas, o ser una o dos palabras dependiendo del lenguaje, es como: . Cuando el control llega a una instrucción goto, salta a la instrucción que sigue a la etiqueta indicada. Muchos informáticos, incluido Dijkstra , consideran que la instrucción goto es perjudicial .goto label

Una instrucción condicional transfiere el control en función del valor de una expresión booleana . Algunas variaciones comunes incluyen:

si-ir a

Salta a una etiqueta en función de una condición; una instrucción de programación de alto nivel que imita fielmente una instrucción de código máquina similar.

Si-entonces

En lugar de limitarse a un salto, se ejecuta una instrucción o bloque si la expresión es verdadera. En un lenguaje que no incluye la thenpalabra clave `if`, esto se puede denominar una instrucción `if`.

Si-entonces-si no

Similar a una estructura condicional if-then, pero con una segunda acción que se realiza si la condición es falsa. En un lenguaje que no incluye la thenpalabra clave `if-else`, esto se denomina sentencia if-else.

Anidado

Las sentencias condicionales suelen estar anidadas dentro de otras sentencias condicionales.

Aritmética si

Las primeras versiones de Fortran incluían una instrucción condicional aritmética (también conocida como condicional de tres vías) que comprobaba si un valor numérico era negativo, cero o positivo. Esta instrucción se consideró obsoleta en Fortran-90 y se eliminó a partir de Fortran 2018.

Operador

Algunos lenguajes tienen una forma de operador , como el operador condicional ternario .

Cuando y a menos que

Perl complementa un estilo C ifcon wheny unless.

Mensajes

Smalltalk utiliza ifTruemensajes ifFalsepara implementar condicionales, en lugar de una construcción del lenguaje.

El siguiente código Pascal muestra una estructura if-then-else simple. La sintaxis es similar en Ada :

si a > 0 entonces escribir ( " sí " ) de lo contrario escribir ( " no " ) ;

Cª :​

if ( a > 0 ) { puts ( "sí" ); } else { puts ( "no" ); }

En bash :

if [ $a -gt 0 ] ; then echo "sí" else echo "no" fi

En Python :

if a > 0 : print ( "sí" ) else : print ( "no" )

En Lisp :

( principio ( si ( másp a ) "sí" "no" ))

Una bifurcación múltiple salta el control según los valores coincidentes. Normalmente hay una disposición para una acción predeterminada si no se encuentra ninguna coincidencia. Una instrucción switch puede permitir optimizaciones del compilador, como tablas de búsqueda . En lenguajes dinámicos , los casos pueden no limitarse a expresiones constantes y podrían extenderse a la coincidencia de patrones , como en el ejemplo de script de shell de la derecha, donde *)se implementa el caso predeterminado como un glob que coincide con cualquier cadena. La lógica de casos también puede implementarse en forma funcional, como en la instrucción SQLdecode .

El siguiente código Pascalcase muestra una instrucción switch relativamente simple. Pascal utiliza la palabra clave en lugar de switch.

caso algúnChar de 'a' : acciónEnA ; 'x' : acciónEnX ; 'y' , 'z' : acciónEnYyandZ ; de lo contrario acciónEnNoCoincidir ; fin ;

En Ada :

caso someChar es cuando ' a ' => acciónEnA ; cuando ' x ' => acciónEnX ; cuando ' y ' | ' z ' => acciónEnYyZ ; cuando otros => acciónEnNoCoincidir ; fin ;

Cª :​

switch ( someChar ) { case 'a' : actionOnA ; break ; case 'x' : actionOnX ; break ; case 'y' : case 'z' : actionOnYandZ ; break ; default : actionOnNoMatch ; }

En Bash :

caso $someChar en a ) acciónEnA ;; x ) acciónEnX ;; [ yz ]) acciónEnYandZ ;; * ) acciónEnNoCoincidir ;; esac

En Lisp :

( case some-char (( #\a ) acción-sobre-a ) (( #\x ) acción-sobre-x ) (( #\y #\z ) acción-sobre-y-y-y-z ) ( else acción-sobre-sin-coincidencia ))

En Fortran :

seleccionar caso ( algúnChar ) caso ( 'a' ) acciónEnA caso ( 'x' ) acciónEnX caso ( 'y' , 'z' ) acciónEnYyZ caso predeterminado acciónEnNoCoincidir fin seleccionar

Un bucle relativamente sencillo pero útil itera sobre un rango de valores numéricos. Una forma simple comienza en un valor entero, termina en un valor entero mayor e itera para cada valor entero intermedio. A menudo, el incremento puede ser cualquier valor entero (incluso negativo, para iterar desde un valor mayor a uno menor).

Ejemplo en BASIC:

PARA I = 1 HASTA N xxx SIGUIENTE I

Ejemplo en Pascal:

para I := 1 a N hacer begin xxx end ;

Ejemplo en Fortran:

HACER I = 1 , N xxx FIN HACER

En muchos lenguajes de programación, solo se pueden usar números enteros de forma fiable. Dado que los números de coma flotante se representan de forma imprecisa debido a las limitaciones del hardware, el siguiente bucle podría iterar 9 o 10 veces, dependiendo de diversos factores como el error de redondeo, el hardware y el compilador. Además, si el incremento de X se produce mediante sumas repetidas, los errores de redondeo acumulados pueden provocar que el valor de X en cada iteración difiera significativamente de la secuencia habitual esperada de 0,1, 0,2, 0,3, ..., 1,0.

para X := 0.1 paso 0.1 a 1.0 hacer

Algunos bucles se ejecutan hasta que se cumple una condición. Algunas variantes comprueban la condición al inicio del bucle; otras, al final. Si la comprobación se realiza al inicio, el cuerpo del bucle puede omitirse por completo. Si se realiza al final, el cuerpo siempre se ejecuta al menos una vez.

Ejemplo en Visual Basic:

HACER MIENTRAS ( prueba ) xxx BUCLE

Ejemplo en Pascal:

repetir xxx hasta la prueba ;

Ejemplo en la familia C de pre-prueba:

mientras ( prueba ) { xxx }

Ejemplo de prueba posterior en la familia C:

hacer xxx mientras ( prueba );

Aunque se utiliza la forpalabra clave, el bucle de tres partes al estilo C es una construcción basada en condiciones, no en números. La segunda parte, la condición, se evalúa antes de cada iteración, por lo que el bucle es una prueba previa. La primera parte sirve para inicializar el estado, y la tercera para incrementarlo para la siguiente iteración, pero ambos aspectos pueden realizarse en otro lugar. El siguiente código C implementa la lógica de un bucle numérico que itera para i desde 0 hasta n-1.

para ( int i = 0 ; i < n ; ++ i ) { xxx }

Algunas estructuras de bucle enumeran los elementos de una colección, iterando para cada elemento.

Ejemplo en Smalltalk:

someCollection hacer: [ : eachElement | xxx ] .

Ejemplo en Pascal:

para cada elemento en la colección hacer begin xxx end ;

Ejemplo en Raku:

para cada ( elemento ; miColección ) { xxx } 

Ejemplo en TCL:

para cada someArray { xxx }

Ejemplo en PHP:

para cada ( $someArray como $k => $v ) { xxx }

Ejemplo en Java:

Colección < String > coll ; para ( String s : coll ) {}

Ejemplo en C#:

para cada ( cadena s en myStringCollection ) { xxx }

Ejemplo en PowerShell donde 'foreach' es un alias de 'ForEach-Object':

algunaColección | para cada { $_ }

Ejemplo en Fortran:

para todos ( índice = primero : último : paso ... )

Scala cuenta con expresiones `for` , que generalizan los bucles controlados por colecciones y también admiten otros usos, como la programación asíncrona . Haskell dispone de expresiones `do` y comprensiones, que en conjunto ofrecen una funcionalidad similar a la de las expresiones `for` en Scala.

Las estructuras de bucle comunes a veces dan como resultado código duplicado, ya sean sentencias repetidas o condiciones repetidas. Esto surge por varias razones y existen varias soluciones propuestas para eliminar o minimizar la duplicación de código. ^{[ 11 ]} Además de la solución no estructurada tradicional de una sentencia goto , ^{[ 12 ]} las soluciones estructuradas generales incluyen tener una condición ( sentencia if ) dentro del bucle (posiblemente duplicando la condición pero no las sentencias) o encapsular la lógica repetida en una función (de modo que hay una llamada a la función duplicada, pero las sentencias no se duplican). ^{[ 11 ]}

Un caso común es cuando el inicio del bucle siempre se ejecuta, pero el final puede omitirse en la última iteración. ^{[ 12 ]} Esto fue denominado por Dijkstra como un bucle que se realiza " n y media veces", ^{[ 13 ]} y ahora se llama el problema del bucle y medio . ^{[ 8 ]} Los casos comunes incluyen leer datos en la primera parte, verificar el final de los datos y luego procesar los datos en la segunda parte; o procesar, verificar el final y luego prepararse para la siguiente iteración. ^{[ 12 ] [ 8 ]} En estos casos, la primera parte del bucle se ejecuta .${\displaystyle n}$⁠ veces, pero la segunda parte solo se ejecuta ⁠${\displaystyle n-1}$veces .

Este problema fue reconocido al menos desde 1967 por Knuth, y Wirth sugirió resolverlo mediante la salida temprana del bucle. ^{[ 14 ]} Desde la década de 1990, esta ha sido la solución más comúnmente enseñada, utilizando una instrucción break , como en: ^{[ 8 ]}

sentencias de bucle sentencias if condición sentencias break repetir

Una sutileza de esta solución es que la condición es la opuesta a una condición while habitual : reescribir while condición ... repetir con una salida en el medio requiere invertir la condición: bucle ... si no condición salir ... repetir . La estructura de control bucle con prueba en el medio admite explícitamente el caso de uso de bucle y medio, sin invertir la condición. ^{[ 14 ]}

Una estructura de bucle proporciona criterios de finalización estructurados que dan como resultado otra iteración o la continuación de la ejecución después de la instrucción del bucle. Sin embargo, muchos lenguajes admiten diversas estructuras de control de flujo no estructuradas.

Próxima iteración temprana

Algunos lenguajes proporcionan una construcción que salta el control al principio del cuerpo del bucle para la siguiente iteración; por ejemplo, continue(el más común), skip, ^{[ 15 ]}cycle (Fortran), o next(Perl y Ruby).

Rehacer iteración

Algunos lenguajes, como Perl ^{[ 16 ]} y Ruby, ^{[ 17 ]} tienen una redoinstrucción que salta al inicio del cuerpo para la misma iteración.

Reanudar

Ruby tiene una retryinstrucción que reinicia todo el bucle desde la primera iteración. ^{[ 18 ]}

bucle Obtener ( X ); si X = 0 entonces salir ; fin si ; HacerAlgo ( X ); fin bucle ;

bucle Obtener ( X ); salir cuando X = 0 ; HacerAlgo ( X ); fin del bucle ;

for n in set_of_numbers : if isprime ( n ): print ( "El conjunto contiene un número primo" ) break else : print ( "El conjunto no contenía ningún número primo" )

bucle bucle xxx1 leer(carácter); mientras prueba; mientras no esté al final del archivo; xxx2 escribir(carácter); repetir ; repetir ;

mientras la instrucción-1 instrucción-2 ... condición hacer instrucción-a instrucción-b ... hecho

mientras se ejecutan los comandos de prueba ; hacer los comandos consecuentes ; hecho

mientras ( declaración_1 , declaración_2 , condición ) { declaración_a ; declaración_b ; }

mientras ( read_string ( s ), strlen ( s ) > 0 ) { // ... }

Las variantes e invariantes de bucle se utilizan para expresar la corrección de los bucles. ^{[ 36 ]}

En términos prácticos, una variante de bucle es una expresión entera con un valor inicial no negativo. El valor de la variante debe disminuir durante cada iteración del bucle, pero nunca debe volverse negativo durante su correcta ejecución. Las variantes de bucle se utilizan para garantizar que los bucles finalicen.

Un invariante de bucle es una aserción que debe ser verdadera antes de la primera iteración y permanecer verdadera después de cada iteración. Esto implica que, cuando un bucle finaliza correctamente, tanto la condición de salida como el invariante de bucle se cumplen. Los invariantes de bucle se utilizan para supervisar propiedades específicas de un bucle durante iteraciones sucesivas.

Algunos lenguajes de programación, como Eiffel, incluyen soporte nativo para variantes e invariantes de bucles. En otros casos, el soporte es un complemento, como la especificación del lenguaje de modelado de Java para las sentencias de bucle en Java .

Algunos dialectos de Lisp proporcionan un sublenguaje extenso para describir bucles. Un ejemplo temprano se puede encontrar en Conversional Lisp of Interlisp . Common Lisp ^{[ 37 ]} proporciona una macro Loop que implementa dicho sublenguaje.

1. ^a no se considera un bucle infinito para este propósito, porque no es una estructura de lenguaje dedicada.while (true)
2. ^{a b c d e f g h} El bucle de Ces una construcción de bucle general, no específicamente una de conteo, aunque a menudo se utiliza para eso.for (init; test; increment)
3. ^{a b c} Se pueden realizar saltos profundos en APL, C, C++ y C# mediante el uso de etiquetas y goto.
4. En PHP 5añadió ^la iteración sobre objetos
5. ^{a b c d e f} Un bucle de conteo se puede simular iterando sobre una lista incremental o un generador, por ejemplo, el de Python.range()
6. ^{a b c d e} Se pueden lograr rupturas profundas mediante el uso del manejo de excepciones.
7. ^a No hay ninguna construcción especial, ya que lawhilefunción se puede utilizar para esto.
8. ^a No existe una estructura especial, pero los usuarios pueden definir funciones de bucle generales.
9. ^a ElC++11introdujo elrango basado en. En laSTL, hay unastd::for_eachplantillaque puede iterar sobrecontenedoresy llamar a unafunción unariapara cada elemento. ^{[ 38 ]} La funcionalidad también se puede construir comouna macroen estos contenedores. ^{[ 39 ]}
10. ^El bucle numérico se realiza mediante la iteración a través de un intervalo entero; la salida anticipada se logra incluyendo una condición adicional para la salida.
11. ^Eiffel admite una palabra reservadaretry, sin embargo, se utiliza enel manejo de excepciones, no en el control de bucles.
12. ^a RequiereJava Modeling Language(JML).
13. ^a Requiere que las variantes de bucle sean números enteros; no se admiten variantes transfinitas.Eiffel: Por qué las variantes de bucle son números enteros
14. ^D admite colecciones infinitas y la capacidad de iterar sobre ellas. Esto no requiere ninguna construcción especial.
15. Se pueden lograr rupturas profundas utilizando ^{procedimientos}GO TO .
16. ^Common Lisp es anterior al concepto de tipo de colección genérico.
17. ^{a b} El bucle general de Odinadmite atajos de sintaxis para bucles condicionales y bucles infinitos.for

Los primeros compiladores de Fortran admitían instrucciones para manejar condiciones excepcionales, incluyendo IF ACCUMULATOR OVERFLOW, IF QUOTIENT OVERFLOW, y IF DIVIDE CHECK. En aras de la independencia de la máquina, no se incluyeron en FORTRAN IV ni en el estándar Fortran 66. Sin embargo, desde Fortran 2003 es posible comprobar si existen problemas numéricos mediante llamadas a funciones del IEEE_EXCEPTIONSmódulo.

PL/I tiene unas 22 condiciones estándar (por ejemplo, ZERODIVIDE SUBSCRIPTRANGE ENDFILE) que se pueden generar y que pueden ser interceptadas por: ON condición acción; Los programadores también pueden definir y usar sus propias condiciones con nombre.

Al igual que con la instrucción if no estructurada , solo se puede especificar una instrucción, por lo que en muchos casos se necesita un GOTO para decidir dónde debe reanudarse el flujo de control.

Desafortunadamente, algunas implementaciones tenían una sobrecarga sustancial tanto en espacio como en tiempo (especialmente SUBSCRIPTRANGE), por lo que muchos programadores trataron de evitar el uso de condiciones.

Un ejemplo típico de sintaxis:

EN CONDICIÓN IR A la etiqueta

Muchos lenguajes modernos admiten de forma nativa el manejo de excepciones . Generalmente, el flujo de control de excepciones comienza con la generación de un objeto de excepción. El control se dirige entonces al manejador de excepciones más interno de la pila de llamadas . Si el manejador gestiona la excepción, el flujo de control vuelve a la normalidad. De lo contrario, el control se extiende a los manejadores contenedores hasta que uno de ellos gestiona la excepción o el programa alcanza el ámbito más externo y finaliza. A medida que el control fluye hacia manejadores progresivamente externos, aspectos que normalmente ocurrirían, como la eliminación de elementos de la pila de llamadas, se gestionan automáticamente.

El siguiente código C++ demuestra el manejo estructurado de excepciones. Si una excepción se propaga desde la ejecución de doSomething()y el tipo de objeto de excepción coincide con uno de los tipos especificados en una cláusula catch, entonces esa cláusula se ejecuta. Por ejemplo, si una excepción de tipo SomeExceptionse propaga mediante doSomething(), entonces el control salta de la línea 2 a la 4 y se imprime el mensaje "Caught SomeException" y luego el control salta a después de la tryinstrucción, línea 8. Si se propaga una excepción de cualquier otro tipo, entonces el control salta de la línea 2 a la 6. Si no hay excepción, entonces el control salta de 2 a 8.

intentar {hacerAlgo ();} catch ( const SomeException & e )std :: println ( " Se ha producido una excepción: {}" , e.what ());} atrapar (...) {std :: println ( "Error desconocido" );}hacerSiguienteCosa ();

Muchos lenguajes utilizan las palabras clave de C++ ( throw, tryy catch), pero algunos lenguajes utilizan otras palabras clave. Por ejemplo, Ada utiliza exceptionpara introducir un manejador de excepciones y whenen lugar de catch. AppleScript incorpora marcadores de posición en la sintaxis para extraer información sobre la excepción, como se muestra en el siguiente código AppleScript.

intentar establecer myNumber a myNumber / 0 en caso de error e número n de f a t resultado parcial pr si ( e = "No se puede dividir por cero" ) entonces mostrar diálogo "No debe hacer eso" fin intentar

En muchos lenguajes (incluidos Object Pascal, D, Java, C# y Python), una finallycláusula al final de una tryinstrucción se ejecuta al final de la instrucción try, independientemente de si se propaga una excepción desde el resto del bucle tryo no. El siguiente código C# garantiza que el flujo streamse cierre.

FileStream stream = null ; try { stream = new FileStream ( "logfile.txt" , FileMode.Create ); return ProcessStuff ( stream ) ; } finally { if ( stream ! = null ) { stream.Close ( ) ; } }

Dado que este patrón es común, C# proporciona la usinginstrucción para garantizar la limpieza. En el siguiente código, incluso si ProcessStuff() propaga una excepción, el streamobjeto se libera. La instrucción de Python withy el argumento de bloque de Ruby File.opense utilizan con un efecto similar.

using ( FileStream stream = new ( "logfile.txt" , FileMode . Create )) { return ProcessStuff ( stream ); }

El modelo de Zahn fue propuesto en 1974, ^{[ 48 ]} y analizado en Knuth (1974) . Aquí se presenta una versión modificada.

salir cuando EventoA o EventoB o EventoC; xxx salidas EventoA: acciónA EventoB: acciónB EventoC: acciónC fin de salida ;

`exitwhen` se utiliza para especificar los eventos que pueden ocurrir dentro de `xxx` . Su ocurrencia se indica mediante el nombre del evento como una instrucción. Cuando ocurre un evento, se ejecuta la acción correspondiente y, a continuación, el control pasa a ` endexit` . Esta estructura proporciona una separación muy clara entre determinar que se aplica una situación y la acción que se debe tomar en consecuencia.

La función exitwhen es conceptualmente similar al manejo de excepciones , y en muchos lenguajes se utilizan excepciones o construcciones similares para este propósito.

El siguiente ejemplo sencillo consiste en buscar un elemento concreto en una tabla bidimensional.

salir cuando se encuentre o falte; para I := 1 a N hacer para J := 1 a M hacer si tabla[I,J] = objetivo entonces encontrado; desaparecido; salidas encontrado: imprimir ("el elemento está en la tabla"); falta: imprimir ("el elemento no está en la tabla"); fin de salida ;