7 - Estructura repetitiva while

Hasta ahora hemos empleado estructuras SECUENCIALES y CONDICIONALES en Ruby. Existe otro tipo de estructuras tan importantes como las anteriores que son las estructuras REPETITIVAS.

Una estructura repetitiva permite ejecutar una instrucción o un conjunto de instrucciones varias veces.

Una ejecución repetitiva de sentencias se caracteriza por:
- La o las sentencias que se repiten.
- El test o prueba de condición antes de cada repetición, que motivará que se repitan o no las sentencias.

Estructura repetitiva while.

Representación gráfica de la estructura while:

No debemos confundir la representación gráfica de la estructura repetitiva while (Mientras) con la estructura condicional if (Si)

Funcionamiento: En primer lugar se verifica la condición, si la misma resulta verdadera se ejecutan las operaciones que indicamos por la rama del Verdadero.
A la rama del verdadero la dibujamos en la parte inferior de la condición. Una línea al final del bloque de repetición la conecta con la parte superior de la estructura repetitiva.
En caso que la condición sea Falsa continúa por la rama del Falso y sale de la estructura repetitiva para continuar con la ejecución del algoritmo.

El bloque se repite MIENTRAS la condición sea Verdadera.

Importante: Si la condición siempre retorna verdadero estamos en presencia de un ciclo repetitivo infinito. Dicha situación es un error de programación, nunca finalizará el programa.

Problema 1:

Realizar un programa que imprima en pantalla los números del 1 al 100.

Sin conocer las estructuras repetitivas podemos resolver el problema empleando una estructura secuencial. Inicializamos una variable con el valor 1, luego imprimimos la variable, incrementamos nuevamente la variable y así sucesivamente.

Diagrama de flujo:

Si continuamos con el diagrama veríamos que es casi interminable.
Emplear una estructura secuencial para resolver este problema produce un diagrama de flujo y un programa en Ruby muy largo.

Ahora veamos la solución empleando una estructura repetitiva while:

Es muy importante analizar este diagrama:
La primera operación inicializa la variable x en 1, seguidamente comienza la estructura repetitiva while y disponemos la siguiente condición ( x <= 100), se lee MIENTRAS la variable x sea menor o igual a 100.

Al ejecutarse la condición retorna VERDADERO porque el contenido de x (1) es menor o igual a 100.
Al ser la condición verdadera se ejecuta el bloque de instrucciones que contiene la estructura while. El bloque de instrucciones contiene una salida y una operación.
Se imprime el contenido de x, y seguidamente se incrementa la variable x en uno.

La operación x=x + 1 se lee como "en la variable x se guarda el contenido de x más 1". Es decir, si x contiene 1 luego de ejecutarse esta operación se almacenará en x un 2.

Al finalizar el bloque de instrucciones que contiene la estructura repetitiva se verifica nuevamente la condición de la estructura repetitiva y se repite el proceso explicado anteriormente.

Mientras la condición retorne verdadero se ejecuta el bloque de instrucciones; al retornar falso la verificación de la condición se sale de la estructura repetitiva y continua el algoritmo, en este caso finaliza el programa.

Lo más difícil es la definición de la condición de la estructura while y que bloque de instrucciones se van a repetir. Observar que si, por ejemplo, disponemos la condición x >=100 ( si x es mayor o igual a 100) no provoca ningún error sintáctico pero estamos en presencia de un error lógico porque al evaluarse por primera vez la condición retorna falso y no se ejecuta el bloque de instrucciones que queríamos repetir 100 veces.

No existe una RECETA para definir una condición de una estructura repetitiva, sino que se logra con una práctica continua solucionando problemas.

Una vez planteado el diagrama debemos verificar si el mismo es una solución válida al problema (en este caso se debe imprimir los números del 1 al 100 en pantalla), para ello podemos hacer un seguimiento del flujo del diagrama y los valores que toman las variables a lo largo de la ejecución:

	x
	1
	2
	3
	4
	.
	.
        100
        101  Cuando x vale 101 la condición de la estructura repetitiva retorna falso, 
             en este caso finaliza el diagrama.

Importante: Podemos observar que el bloque repetitivo puede no ejecutarse ninguna vez si la condición retorna falso la primera vez.
La variable x debe estar inicializada con algún valor antes que se ejecute la condición del while.

Programa: ejercicio027.rb

x = 1
while x <= 100
  puts x
  x = x + 1
end

Recordemos que un problema no estará 100% solucionado si no hacemos el programa, en nuestro caso en el lenguaje Ruby que muestre los resultados buscados.

Si ejecutamos nuestro programa, como no requiere entrada de datos por teclado, tendremos una salida por pantalla similar a esta:

Como vemos cada vez que se ejecuta el método puts muestra el dato y baja el cursor a la línea siguiente. Si necesitamos o queremos que los números se muestren en la misma línea podemos utilizar otro método similar a puts llamado print.

El método print muestra datos pero no genera un salto de línea como puts.

Podemos modificar el programa anterior para mostrar los números del 1 al 100 separados por un guión:

Programa: ejercicio028.rb

x = 1
while x <= 100
  print x
  print "-"
  x = x + 1
end

Si ejecutamos nuestro programa utilizando el método print, tendremos una salida por pantalla similar a esta:

Si queremos que nuestro código sea más corto podemos enviar al método print varios parámetros separados por coma, luego el programa quedaría:

x = 1
while x <= 100
  print x, "-"
  x = x + 1
end

De ahora en más en muchos ejemplos utilizaremos el método print para mostrar por pantalla en forma más ordenada los datos.

Probemos algunas modificaciones de este programa y veamos que cambios se deberían hacer para:

1 - Imprimir los números del 1 al 500.
2 - Imprimir los números del 50 al 100.
3 - Imprimir los números del -50 al 0.
4 - Imprimir los números del 2 al 100 pero de 2 en 2 (2,4,6,8 ....100).

Respuestas:

1 - Debemos cambiar la condición del while con x <= 500.
2 - Debemos inicializar x con el valor 50.
3 - Inicializar x con el valor -50 y fijar la condición x <= 0.
4 - Inicializar a x con el valor 2 y dentro del bloque repetitivo incrementar a x en 2 
    ( x = x + 2 )

Otra cosa que podemos decir es que la instrucción while es opcional agregar la palabra clave do al final de la condición, debería funcionar igual si lo codificamos:

x = 1
while x <= 100 do
  print x, "-"
  x = x + 1
end

Problema 2:

Escribir un programa que solicite la carga de un valor positivo y nos muestre desde 1 hasta el valor ingresado de uno en uno.
Ejemplo: Si ingresamos 30 se debe mostrar en pantalla los números del 1 al 30.

Es de FUNDAMENTAL importancia analizar los diagramas de flujo y la posterior codificación en Ruby de los problemas, en varios problemas se presentan otras situaciones no vistas en el ejercicio anterior.

Diagrama de flujo:

Podemos observar que se ingresa por teclado la variable n. El operador puede cargar cualquier valor.
Si el operador carga 10 el bloque repetitivo se ejecutará 10 veces, ya que la condición es “Mientras x<=n ”, es decir “mientras x sea menor o igual a 10”; pues x comienza en uno y se incrementa en uno cada vez que se ejecuta el bloque repetitivo.

A la prueba del diagrama la podemos realizar dándole valores a las variables; por ejemplo, si ingresamos 5 el seguimiento es el siguiente:

n	x
5	1  (Se imprime el contenido de x)
        2	"		"
        3	"		"
        4	"		"
        5	"		"
        6 (Sale del while porque 6 no es menor o igual a 5)

Programa: ejercicio029.rb

print "Ingrese el valor final:"
n = gets.to_i
x = 1
while x <= n
  print x, "-"
  x = x + 1
end

Los nombres de las variables n y x pueden ser palabras o letras (como en este caso)

La variable x recibe el nombre de CONTADOR. Un contador es un tipo especial de variable que se incrementa o disminuye con valores constantes durante la ejecución del programa.
El contador x nos indica en cada momento la cantidad de valores mostrados en pantalla.

Como vemos al utilizar print en lugar de puts para mostrar el mensaje "Ingrese el valor final:" permite hacer la carga por teclado en la misma línea de pantalla:

Problema 3:

Desarrollar un programa que permita la carga de 10 valores por teclado y nos muestre posteriormente la suma de los valores ingresados y su promedio.

Diagrama de flujo:

En este problema, a semejanza de los anteriores, llevamos un CONTADOR llamado x que nos sirve para contar las vueltas que debe repetir el while.
También aparece el concepto de ACUMULADOR (un acumulador es un tipo especial de variable que se incrementa o disminuye con valores variables durante la ejecución del programa)

Hemos dado el nombre de suma a nuestro acumulador. Cada ciclo que se repita la estructura repetitiva, la variable suma se incrementa con el contenido ingresado en la variable valor.

La prueba del diagrama se realiza dándole valores a las variables:

valor		suma		x 	   promedio
                 0		0
(Antes de entrar a la estructura repetitiva estos son los valores).
 5		 5		1
16		21		2
 7		28		3
10		38		4
 2		40		5
20		60		6
 5		65		7
 5		70		8
10		80		9
 2		82	       10
 8		90	       11
				              9

Este es un seguimiento del diagrama planteado. Los números que toma la variable valor dependerá de qué cifras cargue el operador durante la ejecución del programa.
El promedio se calcula al salir de la estructura repetitiva (es decir primero sumamos los 10 valores ingresados y luego los dividimos por 10)

Hay que tener en cuenta que cuando en la variable valor se carga el primer valor (en este ejemplo 5) al cargarse el segundo valor (16) el valor anterior 5 se pierde, por ello la necesidad de ir acumulando en la variable suma los valores ingresados.

Programa: ejercicio030.rb

x = 1
suma = 0
while  x <= 10
  print "Ingrese un valor:"
  valor = gets.to_i
  suma = suma + valor
  x = x + 1
end
promedio = suma / 10
print "La suma de los 10 valores es:", suma, "\n"
print "El promedio es:", promedio

Si utilizamos el método print y necesitamos que el cursor quede en la línea siguiente debemos pasar una cadena : "\n"
De esta forma la función print sabe que debe hacer un salto de línea:

print "La suma de los 10 valores es:", suma, "\n"

Si no disponemos el "\n" luego la información de los dos print aparecen en la misma línea en forma amontonada.

Problema 4:

Una planta que fabrica perfiles de hierro posee un lote de n piezas.
Confeccionar un programa que pida ingresar por teclado la cantidad de piezas a procesar y luego ingrese la longitud de cada perfil; sabiendo que la pieza cuya longitud esté comprendida en el rango de 1.20 y 1.30 son aptas. Imprimir por pantalla la cantidad de piezas aptas que hay en el lote.

Diagrama de flujo:

Podemos observar que dentro de una estructura repetitiva puede haber estructuras condicionales (inclusive puede haber otras estructuras repetitivas que veremos más adelante)

En este problema hay que cargar inicialmente la cantidad de piezas a ingresar ( n ), seguidamente se cargan n valores de largos de piezas.
Cada vez que ingresamos un largo de pieza (largo) verificamos si es una medida correcta (debe estar entre 1.20 y 1.30 el largo para que sea correcta), en caso de ser correcta la CONTAMOS (incrementamos la variable cantidad en 1)

Al contador cantidad lo inicializamos en cero porque inicialmente no se ha cargado ningún largo de pieza.
Cuando salimos de la estructura repetitiva porque se han cargado n largos de piezas mostramos por pantalla el contador cantidad (que representa la cantidad de piezas aptas)

En este problema tenemos dos CONTADORES:

x 		(Cuenta la cantidad de piezas cargadas hasta el momento)
cantidad	(Cuenta los perfiles de hierro aptos)

Programa: ejercicio31.rb

x = 1
cantidad = 0
print "Cuantas piezar procesara:"
n = gets.to_i
while x <= n
  print "Ingrese la medida de la pieza:"
  largo = gets.to_f
  if largo >= 1.20 && largo <= 1.30
    cantidad = cantidad + 1
  end
  x = x + 1
end
print "La cantidad de piezas aptas son:", cantidad

Como las medidas de las piezas son valores flotantes (es decir con coma) debemos convertir el dato ingresado mediante el método to_f a tipo de dato float:

  largo = gets.to_f

Problemas propuestos

Ha llegado la parte fundamental, que es el momento donde uno desarrolla individualmente un algoritmo para la resolución de problemas.

El tiempo a dedicar a esta sección EJERCICIOS PROPUESTOS debe ser mucho mayor que el empleado a la sección de EJERCICIOS RESUELTOS.
La experiencia dice que debemos dedicar el 80% del tiempo a la resolución individual de problemas y el otro 20% al análisis y codificación de problemas ya resueltos por otras personas.
Es de vital importancia para llegar a ser un buen PROGRAMADOR poder resolver problemas en forma individual.

• Escribir un programa que solicite ingresar 10 notas de alumnos y nos informe cuántos tienen notas mayores o iguales a 7 y cuántos menores.
• Se ingresan un conjunto de n alturas de personas por teclado. Mostrar la altura promedio de las personas.
• En una empresa trabajan n empleados cuyos sueldos oscilan entre $100 y $500, realizar un programa que lea los sueldos que cobra cada empleado e informe cuántos empleados cobran entre $100 y $300 y cuántos cobran más de $300. Además el programa deberá informar el importe que gasta la empresa en sueldos al personal.
• Realizar un programa que imprima 25 términos de la serie 11 - 22 - 33 - 44, etc. (No se ingresan valores por teclado)
• Mostrar todos los múltiplos de 8 que hay hasta el valor 500.
  Debe aparecer en pantalla 8 - 16 - 24, etc.
• Realizar un programa que permita cargar dos listas de 15 valores cada una. Informar con un mensaje cual de las dos listas tiene un valor acumulado mayor (mensajes "Lista 1 mayor", "Lista 2 mayor", "Listas iguales")
  Tener en cuenta que puede haber dos o más estructuras repetitivas en un algoritmo.
• Desarrollar un programa que permita cargar n números enteros y luego nos informe cuántos valores fueron pares y cuántos impares.
  Emplear el operador “%” en la condición de la estructura condicional (este operador retorna el resto de la división de dos valores, por ejemplo 11 % 2 retorna un 1):
  

  	if valor % 2 == 0         # Si el if da verdadero luego es par.
  

  Los comentarios en Ruby comienzan con el caracter #
  Todo lo que se escribe después de este caracter el intérprete de Ruby no lo tiene en cuenta. Un comentario le sirve al programador para recordar cual es el objetivo de una parte de un programa

Solución

ejercicio032.rb

x = 1
conta1 = 0
conta2 = 0
while x <= 10
  print "Ingrese nota:"
  nota = gets.to_i
  if nota >= 7
    conta1 = conta1 + 1
  else
    conta2 = conta2 + 1
  end  
  x = x + 1
end
print "Cantidad de alumnos con notas mayores o iguales a 7:",conta1, "\n"
print "Cantidad de alumons con notas menores a 7:",conta2




ejercicio033.rb

print "Cuantas personas hay:"
n = gets.to_i
x = 1
suma = 0
while x <= n
  print "Ingrese la altura:"
  altura = gets.to_f
  suma = suma + altura
  x = x + 1
end
promedio = suma / n
print "Altura promedio:", promedio




ejercicio034.rb

print "Cuantos empleados tiene la empresa:"
n = gets.to_i
x = 1
conta1 = 0
conta2 = 0
gastos = 0
while x <= n
  print "Ingrese el sueldo del empleado:"
  sueldo = gets.to_f
  if sueldo <= 300
    conta1 = conta1 + 1
  else
    conta2 = conta2 + 1
  end
  gastos = gastos + sueldo
  x = x + 1
end
print "Cantidad de empleados con sueldos entre 100 y 300:", conta1, "\n"
print "Cantidad de empleados con sueldos mayor a 300:", conta2, "\n"
print "Gastos total de la empresa en sueldos:", gastos




ejercicio035.rb

x = 1
termino = 11
while x <= 25
  print termino, " - "
  x = x + 1
  termino = termino + 11
end




ejercicio036.rb

mult8 = 8
while mult8 <= 500
  print mult8, "-"
  mult8=mult8 + 8;
end




ejercicio037.rb

x = 1
suma1 = 0
suma2 = 0
puts "Primer lista"
while x <= 15
  print "Ingrese valor:"
  valor =gets.to_i
  suma1 = suma1 + valor
  x = x + 1
end
puts "Segunda lista"
x = 1
while x <= 15
  print "Ingrese valor:"
  valor = gets.to_i
  suma2 = suma2 + valor
  x = x + 1
end
if suma1 > suma2
  puts "Lista 1 mayor."
else
  if suma2 > suma1
    puts "Lista2 mayor."
  else
    puts "Listas iguales."
  end
end  




ejercicio038.rb

x = 1
pares = 0
impares = 0
print "Cuantos numeros ingresara:"
n = gets.to_i
while x <= n
  print "Ingrese el valor:"
  valor = gets.to_i
  if valor % 2 == 0
    pares = pares + 1
  else
    impares = impares + 1
  end
  x = x + 1
end
print "Cantadad de pares:", pares, "\n"
print "Cantidad de impares:", impares