Diseñar bucles correctos

Patrones

Lo que significa una variable

La mayoría de los bucles no se inventan: se arman con unas pocas piezas que reaparecen en todos los programas. Cada pieza es una variable con una inicialización antes del bucle, una actualización dentro de él y, sobre todo, un significado que vale después de cada vuelta. Conocer las piezas por su significado, y no por su forma, es lo que permite combinarlas sin error.

• Un contador vale cuántos datos se han procesado (o cuántos cumplen una condición). Se inicializa en 0, porque antes de la primera vuelta no se ha procesado ninguno, y se actualiza con ++count, solo cuando hay algo que contar.
• Un acumulador vale la combinación de los datos procesados: su suma, su producto. Se inicializa en el elemento neutro de la operación (0 para la suma, 1 para el producto), porque la suma de ningún dato es 0 y el producto de ningún dato es 1.
• Un máximo vale el mayor de los datos procesados, y un mínimo, el menor. El máximo de ningún dato no existe: por eso se inicializa con el primer dato, y no con un número elegido al azar.
• Un centinela es un valor de la entrada que no es un dato, sino la señal de que los datos terminaron. El patrón exige leer una vez antes del bucle y otra al final del cuerpo, como hizo la clase Bucles al sumar hasta el cero, de modo que la condición examine cada valor antes de que se procese, y el centinela nunca se cuente como dato.
• Una bandera es un bool que vale si algo ocurrió alguna vez entre los datos procesados. Se inicializa en false y pasa a true la primera vez que ocurre; ninguna vuelta posterior la devuelve a false.

Un ejemplo con todas las piezas

Un registro de lluvia anota los milímetros caídos cada día. El programa lee primero un umbral, y después las medidas de varios días, terminadas por un número negativo, que no es una medida posible y sirve de centinela; escribe cuántas medidas hay, su promedio, el máximo, cuántos días superaron el umbral y si hubo algún día sin lluvia.

#include <iostream>#include <print>​int main(){    double threshold{};    std::cin >> threshold;    int count{0};          // contador: medidas procesadas    int aboveCount{0};     // contador: medidas sobre el umbral    double total{0.0};     // acumulador: suma de las medidas    double largest{0.0};   // máximo: vale solo si count > 0    bool dryDay{false};    // bandera: hubo un día sin lluvia    double value{};    std::cin >> value;    while (std::cin && value >= 0.0) {        if (count == 0 || value > largest) {            largest = value;        }        ++count;        total += value;        if (value > threshold) {            ++aboveCount;        }        if (value == 0.0) {            dryDay = true;        }        std::cin >> value;    }    if (count == 0) {        std::println("No hay medidas.");    } else {        std::println("Medidas: {}; promedio: {:.2f} mm", count, total / count);        std::println("Máximo: {:.1f} mm; días sobre {:.1f} mm: {}", largest, threshold, aboveCount);        std::println("Hubo días sin lluvia: {}", dryDay);    }}

104.5 0 12.5 21.5 7.5 -1

Medidas: 5; promedio: 9.20 mmMáximo: 21.5 mm; días sobre 10.0 mm: 2Hubo días sin lluvia: true

Cuatro decisiones merecen comentario. La condición count == 0 | value > largest| inicializa el máximo con el primer dato sin una lectura aparte: en la primera vuelta el contador vale 0 y la asignación ocurre siempre; en las siguientes, solo si el dato supera al máximo. La comparación value == 0.0 es exacta, porque el valor se leyó y no se calculó: la cifra 0 se convierte en el cero exacto, y la advertencia de la clase Los números de coma flotante contra == se refiere a resultados de operaciones. La condición del bucle incluye std::cin, de modo que una entrada que se acaba sin centinela también termina el bucle. Y el promedio se calcula solo si hay medidas: con count igual a 0, total / count sería $0/0$, que en coma flotante no es un error, sino el valor «no es un número», que el programa escribiría sin aviso.

Obsérvese que en cada fila de la figura cada variable cumple su significado respecto de las medidas procesadas hasta allí: total es su suma, largest su máximo, dryDay dice si hubo un cero entre ellas. Esa propiedad, que vale después de cada vuelta, tiene nombre.