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Rafael Arce Nazario пре 8 година
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154b3a7881
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      README.md
  2. BIN
      images/circuloAngulo01.png
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  4. BIN
      images/segment01.png

+ 140
- 85
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@@ -13,9 +13,9 @@ Una buena manera de organizar y estructurar los programas de computadoras es div
13 13
 Haz visto que todos los programas en C++ deben contener la función `main` que es donde comienza el programa. Probablemente ya haz utilizado funciones como `pow`, `sin`, `cos`  o `sqrt` de la biblioteca de matemática `cmath`. Dado que en casi todas las experiencias de laboratorio futuras estarás utilizando funciones que ya han sido creadas, necesitas aprender cómo trabajar con ellas. Más adelante aprenderás cómo diseñarlas y validarlas. En esta experiencia de laboratorio invocarás y definirás funciones que calculan las coordenadas de los puntos de las gráficas de algunas curvas. También practicarás la implementación de expresiones aritméticas en C++.
14 14
 
15 15
 
16
-##Objetivos:
16
+## Objetivos:
17 17
 
18
-1. Identificar las partes de una función: tipo, nombre, lista de parámetros y cuerpo de la función. 
18
+1. Identificar las partes de una función: tipo, nombre, lista de parámetros y cuerpo de la función.
19 19
 2. Invocar funciones ya creadas enviando argumentos por valor ("pass by value") y por referencia ("pass by reference").
20 20
 3. Implementar una función sobrecargada simple.
21 21
 4. Implementar funciones simples que utilicen parámetros por referencia.
@@ -23,7 +23,7 @@ Haz visto que todos los programas en C++ deben contener la función `main` que e
23 23
 
24 24
 
25 25
 
26
-##Pre-Lab:
26
+## Pre-Lab:
27 27
 
28 28
 Antes de llegar al laboratorio  debes:
29 29
 
@@ -35,7 +35,7 @@ Antes de llegar al laboratorio  debes:
35 35
 
36 36
     c. la diferencia entre  parámetros pasados por valor y por referencia.
37 37
 
38
-    d. como devolver el resultado de una función.
38
+    d. cómo devolver el resultado de una función.
39 39
 
40 40
     e. implementar expresiones aritméticas en C++.
41 41
 
@@ -53,19 +53,18 @@ Antes de llegar al laboratorio  debes:
53 53
 ---
54 54
 
55 55
 
56
-##Funciones
57
-
56
+## Funciones
58 57
 
59 58
 En matemática, una función $f$ es una regla que se usa para asignar a cada elemento $x$ de un conjunto que se llama *dominio*, uno (y solo un) elemento $y$ de un conjunto que se llama *campo de valores*. Por lo general, esa regla se representa como una ecuación, $y=f(x)$. La variable $x$ es el parámetro de la función y la variable $y$ contendrá el resultado de la función. Una función puede tener más de un parámetro pero solo un resultado. Por ejemplo, una función puede tener la forma $y=f(x_1,x_2)$ en donde hay dos parámetros y para cada par $(a,b)$ que se use como argumento de la función, la función tiene un solo valor de $y=f(a,b)$. El dominio de la función te dice el tipo de valor que debe tener el parámetro y el campo de valores el tipo de valor que tendrá el resultado que devuelve la función.
60 59
 
61
-Las funciones en lenguajes de programación de computadoras son similares. Una función 
60
+Las funciones en lenguajes de programación de computadoras son similares. Una función
62 61
 tiene una serie de instrucciones que toman los valores asignados a los parámetros y realiza alguna tarea. En C++ y en algunos otros lenguajes de programación,  las funciones solo pueden devolver un resultado, tal y como sucede en matemáticas. La única diferencia es que una función en programación puede que no devuelva valor (en este caso la función se declara `void`). Si la función va a devolver algún valor, se hace con la instrucción `return`. Al igual que en matemática tienes que especificar el dominio y el campo de valores, en programación tienes que especificar los tipos de valores que tienen los parámetros y el resultado que devuelve la función; esto lo haces al declarar la función.
63 62
 
64
-###Encabezado de una función:
63
+### Encabezado de una función:
65 64
 
66 65
 La primera oración de una función se llama el *encabezado* y su estructura es como sigue:
67 66
 
68
-`tipo nombre(tipo parámetro01, ..., tipo parámetro0n)`
67
+`tipo nombre(tipo parámetro_1, ..., tipo parámetro_n)`
69 68
 
70 69
 Por ejemplo,
71 70
 
@@ -73,7 +72,7 @@ Por ejemplo,
73 72
 
74 73
 sería el encabezado de la función llamada `ejemplo`, que devuelve un valor entero. La función recibe como argumentos un valor entero (y guardará una copia en `var1`), un valor de tipo `float` (y guardará una copia en `var2`) y la referencia a una variable de tipo  `char` que se guardará en la variable de referencia `var3`. Nota que `var3` tiene el signo `&` antes del nombre de la variable. Esto indica que `var3` contendrá la referencia a un caracter.
75 74
 
76
-###Invocación
75
+### Invocación
77 76
 
78 77
 Si queremos guardar el valor del resultado de la función `ejemplo` en la variable `resultado` (que deberá ser de tipo entero), invocamos la función pasando argumentos de manera similar a:
79 78
 
@@ -92,8 +91,9 @@ o utilizarlo en una expresión aritmética:
92 91
 
93 92
 
94 93
 
95
-###Funciones sobrecargadas (‘overloaded’)
96
-Las funciones sobrecargadas son funciones que poseen el mismo nombre, pero *firma* diferente.
94
+### Funciones sobrecargadas (‘overloaded’)
95
+
96
+Las funciones sobrecargadas son funciones que poseen el mismo nombre, pero tienen *firmas* diferentes.
97 97
 
98 98
 La firma de una función se compone del nombre de la función, y los tipos de parámetros que recibe, pero no incluye el tipo que devuelve.
99 99
 
@@ -101,7 +101,7 @@ Los siguientes prototipos de funciones tienen la misma firma:
101 101
 
102 102
 ```
103 103
 int ejemplo(int, int) ;
104
-void ejemplo(int, int) ; 
104
+void ejemplo(int, int) ;
105 105
 string ejemplo(int, int) ;
106 106
 ```
107 107
 
@@ -132,26 +132,26 @@ En este último ejemplo la función ejemplo es sobrecargada ya que hay 5 funcion
132 132
 
133 133
 
134 134
 
135
-###Valores por defecto
135
+### Valores por defecto
136 136
 
137 137
 Se pueden asignar valores por defecto ("default") a los parámetros de las funciones comenzando desde el parámetro más a la derecha. No hay que inicializar todos los parámetros pero los que se inicializan deben ser consecutivos: no se puede dejar parámetros sin inicializar entre dos parámetros que estén inicializados. Esto permite la invocación de la función sin tener que enviar los valores en las posiciones que corresponden a parámetros inicializados.
138 138
 
139 139
 **Ejemplos de encabezados de funciones e invocaciones válidas:**
140 140
 
141
-1. **Encabezado:** `int ejemplo(int var1, float var2, int var3 = 10)` Aquí se inicializa `var3` a 10.
141
+1. **Encabezado:** `int ejemplo(int var1, float var2, int var3 = 10)`
142 142
 
143
-     **Invocaciones:** 
143
+     **Invocaciones:**
144 144
 
145
-    a. `ejemplo(5, 3.3, 12)` Esta invocación asigna el valor 5 a `var1`, el valor 3.3 a `var2`, y el valor 12 a `var3`. 
145
+    a. `ejemplo(5, 3.3, 12)` Esta invocación asigna el valor 5 a `var1`, el valor 3.3 a `var2`, y el valor 12 a `var3`.
146 146
 
147 147
     b. `ejemplo(5, 3.3)`  Esta invocación envía valores para los primeros dos parámetros y el valor del último parámetro será el valor por defecto asignado en el encabezado. Esto es, los valores de las variables en la función serán: `var1` tendrá 5, `var2` tendrá 3.3, y `var3` tendrá 10.
148 148
 
149 149
 
150
-2. **Encabezado:** `int ejemplo(int var1, float var2=5.0, int var3 = 10)`  Aquí se  inicializa `var2` a 5 y `var3` a 10.
151
-    
152
-    **Invocaciones:** 
150
+2. **Encabezado:** `int ejemplo(int var1, float var2=5.0, int var3 = 10)`
151
+
152
+    **Invocaciones:**
153 153
 
154
-    a. `ejemplo(5, 3.3, 12)` Esta invocación asigna el valor 5 a `var1`, el valor 3.3 a `var2`, y el valor 12 a  `var3`. 
154
+    a. `ejemplo(5, 3.3, 12)` Esta invocación asigna el valor 5 a `var1`, el valor 3.3 a `var2`, y el valor 12 a  `var3`.
155 155
 
156 156
     b. `ejemplo(5, 3.3)` En esta invocación solo se envían valores para los primeros dos parámetros, y el valor del último parámetro es el valor por defecto.  Esto es, el valor de `var1` dentro de la función será 5, el de `var2` será 3.3 y el de `var3` será 10.
157 157
 
@@ -159,11 +159,11 @@ Se pueden asignar valores por defecto ("default") a los parámetros de las funci
159 159
 
160 160
 **Ejemplo de un encabezado de funciones válido con invocaciones inválidas:**
161 161
 
162
-1. **Encabezado:** `int ejemplo(int var1, float var2=5.0, int var3 = 10)`  
162
+1. **Encabezado:** `int ejemplo(int var1, float var2=5.0, int var3 = 10)`
163 163
 
164
-    **Invocación:** 
164
+    **Invocación:**
165 165
 
166
-    a. `ejemplo(5, ,10)` Esta invocación  es **inválida** porque   deja espacio vacío en el argumento del medio. 
166
+    a. `ejemplo(5, ,10)` Esta invocación  es **inválida** porque   deja espacio vacío en el argumento del medio.
167 167
 
168 168
     b. `ejemplo()` Esta invocación es **inválida** ya que `var1` no estaba inicializada y no recibe ningún valor en la invocación.
169 169
 
@@ -179,9 +179,9 @@ Se pueden asignar valores por defecto ("default") a los parámetros de las funci
179 179
 
180 180
 ---
181 181
 
182
-##Ecuaciones paramétricas
182
+## Ecuaciones paramétricas
183 183
 
184
-Las *ecuaciones paramétricas* nos permiten representar una cantidad como función de una o más variables independientes llamadas *parámetros*. En muchas ocasiones resulta útil representar curvas utilizando un conjunto de ecuaciones paramétricas que expresen las coordenadas de los puntos de la curva como funciones de los parámetros. Por ejemplo, en tu curso de trigonometría debes haber estudiado que la ecuación de un círculo con radio $r$ y centro en el origen tiene una forma así: 
184
+Las *ecuaciones paramétricas* nos permiten representar una cantidad como función de una o más variables independientes llamadas *parámetros*. En muchas ocasiones resulta útil representar curvas utilizando un conjunto de ecuaciones paramétricas que expresen las coordenadas de los puntos de la curva como funciones de los parámetros. Por ejemplo, en tu curso de trigonometría debes haber estudiado que la ecuación de un círculo con radio $r$ y centro en el origen tiene una forma así:
185 185
 
186 186
 $$x^2+y^2=r^2.$$
187 187
 
@@ -190,7 +190,7 @@ Los puntos $(x,y)$ que satisfacen esta ecuación son los puntos que forman el c
190 190
 
191 191
 $$x^2+y^2=4,$$
192 192
 
193
-y sus puntos son los pares ordenados $(x,y)$ que satisfacen esa ecuación. Una forma paramétrica de expresar las coordenadas de los puntos del círculo con radio $r$ y centro en el origen es: 
193
+y sus puntos son los pares ordenados $(x,y)$ que satisfacen esa ecuación. Una forma paramétrica de expresar las coordenadas de los puntos del círculo con radio $r$ y centro en el origen es:
194 194
 
195 195
 $$x=r \cos(t)$$
196 196
 
@@ -201,41 +201,38 @@ donde $t$ es un parámetro que corresponde a la medida (en radianes) del ángulo
201 201
 
202 202
 ---
203 203
 
204
-![circulo.jpg](images/circulo.jpg)
204
+![circulo.jpg](images/circuloAngulo01.png)
205 205
 
206
-<b>Figura 1.</b> Círculo con centro en el origen y radio $r$.
206
+**Figura 1.** Círculo con centro en el origen y radio $r$.
207 207
 
208 208
 
209 209
 ---
210 210
 
211
-Para graficar una curva que está definida usando ecuaciones paramétricas, computamos los valores de $x$ y $y$ para un conjunto de valores del parámetro. Por ejemplo, para $r = 2$, algunos de los valores son
211
+Para graficar una curva que está definida usando ecuaciones paramétricas, computamos los valores de $x$ y $y$ para un conjunto de valores del parámetro. Por ejemplo, la Figura 2 resalta los valores de $t$, $x$ y $y$ para el círculo con $r = 2$.
212 212
 
213 213
 ---
214 214
 
215
-| $t$ | $x$ | $y$ |
216
-|-----|-----|-----|
217
-| $0$ | $2$ | $0$ |
218
-| $\frac{\pi}{4}$ | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ |
219
-| $\frac{\pi}{2}$ | $0$ | $2$ |
220 215
 
221 216
 
217
+![circulo.jpg](images/circuloPuntos01.png)
218
+
222 219
 **Figura 2.** Algunas coordenadas de los puntos $(x,y)$ del círculo con radio $r=2$ y centro en el origen.
223 220
 
224 221
 ---
225 222
 
226 223
 ---
227 224
 
228
-##Sesión de laboratorio:
225
+## Sesión de laboratorio:
229 226
 
230
-En la introducción al tema de funciones viste que, tanto en matemáticas como en algunos lenguajes de programación, una función no puede devolver más de un resultado. En los ejercicios de esta experiencia de laboratorio practicarás cómo usar variables de referencia para poder obtener varios resultados de una función. 
227
+En la introducción al tema de funciones viste que, tanto en matemáticas como en algunos lenguajes de programación, una función no puede devolver más de un resultado. En los ejercicios de esta experiencia de laboratorio practicarás cómo usar variables de referencia para poder obtener varios resultados de una función.
231 228
 
232
-###Ejercicio 1
229
+### Ejercicio 1
233 230
 
234 231
 En este ejercicio estudiarás la diferencia entre pase por valor y pase por referencia.
235 232
 
236 233
 **Instrucciones**
237 234
 
238
-1.  Carga a Qt el proyecto `prettyPlot`  haciendo doble "click" en el archivo `prettyPlot.pro` que se encuentra en la carpeta `Documents/eip/Functions-PrettyPlots` de tu computadora. También puedes ir a `http://bitbucket.org/eip-uprrp/functions-prettyplots` para descargar la carpeta `Functions-PrettyPlots` a tu computadora.
235
+1.  Carga a Qt Creator el proyecto `prettyPlot`  haciendo doble "click" en el archivo `prettyPlot.pro` que se encuentra en la carpeta `Documents/eip/Functions-PrettyPlots` de tu computadora. También puedes ir a `http://bitbucket.org/eip-uprrp/functions-prettyplots` para descargar la carpeta `Functions-PrettyPlots` a tu computadora.
239 236
 
240 237
 2. Configura el proyecto y ejecuta el programa marcando la flecha verde en el menú de la izquierda de la ventana de Qt Creator. El programa debe mostrar una ventana parecida a la Figura 3.
241 238
 
@@ -244,22 +241,53 @@ En este ejercicio estudiarás la diferencia entre pase por valor y pase por refe
244 241
     ![Figura3.png](images/Figura3.png)
245 242
 
246 243
     **Figura 3.** Gráfica de un círculo de radio 5 y centro en el origen desplegada por el programa *PrettyPlot*.
247
-    
248
-    ---
249 244
 
245
+    ---
250 246
 
251 247
 3. Abre el archivo `main.cpp` (en Sources).  Estudia la función `illustration` y su invocación desde la función `main`. Nota que las variables `argValue` y `argRef` están inicializadas a 0 y que la invocación a `illustration` hace un pase por valor de `argValue` y un pase por referencia de `argRef`. Nota también que a los parámetros correspondientes en `illustration` se les asigna el valor 1.
252 248
 
249
+        void illustration(int paramValue, int &paramRef) {
250
+            paramValue = 1;
251
+            paramRef = 1;
252
+            cout << endl << "The content of paramValue is: " << paramValue << endl
253
+                 << "The content of paramRef is: " << paramRef << endl;
254
+        }
255
+
253 256
 4. Ejecuta el programa y observa lo que se despliega en la ventana `Application Output`. Nota la diferencia entre el contenido las variables `argValue` y `argRef` a pesar de que ambas tenían el mismo valor inicial y de que a `paramValue` y `paramRef` se les asignó el mismo valor. Explica por qué el contenido de `argValor` no cambia, mientras que el contenido de `argRef` cambia de 0 a 1.
254 257
 
255
-###Ejercicio 2
258
+### Ejercicio 2
256 259
 
257 260
 En este ejercicio practicarás la creación de una función sobrecargada.
258 261
 
259 262
 **Instrucciones**
260 263
 
261
-1. Estudia el código de la función `main()` del archivo `main.cpp`. La línea `XYPlotWindow wCircleR5;` crea el objeto `wCircleR5` que será la ventana en donde se dibujará una gráfica, en este caso la gráfica de un círculo de radio 5. De manera similar se crean los objetos `wCircle` y `wButterfly`. Observa el ciclo `for`. En este ciclo se genera una serie de valores para el ángulo $t$ y se invoca la función `circle`, pasándole el valor de $t$ y las referencias a $x$ y $y$. La función `circle` no devuelve valor pero, usando parámetros por referencia, calcula valores para las coordenadas $xCoord$ y $yCoord$ del círculo con centro en el origen y radio 5 y permite que la función `main` tenga esos valores en las variables `x` , `y`. 
264
+1. Estudia el código de la función `main()` del archivo `main.cpp`. La línea `XYPlotWindow wCircleR5;` crea el objeto `wCircleR5` que será la ventana en donde se dibujará una gráfica, en este caso la gráfica de un círculo de radio 5. De manera similar se crean los objetos `wCircle` y `wButterfly`. Observa el ciclo `for`. En este ciclo se genera una serie de valores para el ángulo $t$ y se invoca la función `circle`, pasándole el valor de $t$ y las referencias a $x$ y $y$. La función `circle` no devuelve valor pero, usando parámetros por referencia, calcula valores para las coordenadas $xCoord$ y $yCoord$ del círculo con centro en el origen y radio 5 y permite que la función `main` tenga esos valores en las variables `x` , `y`.
265
+
266
+        XYPlotWindow wCircleR5;
267
+        XYPlotWindow wCircle;
268
+        XYPlotWindow wButterfly;
269
+
270
+        double r;
271
+        double y = 0.00;
272
+        double x = 0.00;
273
+        double increment = 0.01;
274
+        int argValue=0, argRef=0;
275
+
276
+        // invoke the function illustration to view the contents of variables
277
+        // by value and by reference
262 278
 
279
+            illustration(argValue,argRef);
280
+            cout << endl << "The content of argValue is: " << argValue << endl
281
+                 << "The content of argRef is: " << argRef << endl;
282
+
283
+        // repeat for several values of the angle t
284
+        for (double t = 0; t < 16*M_PI; t = t + increment) {
285
+
286
+            // invoke circle with the angle t and reference variables x, y as arguments
287
+            circle(t,x,y);
288
+
289
+            // add the point (x,y) to the graph of the circle
290
+            wCircleR5.AddPointToGraph(x,y);
263 291
 
264 292
     Luego de la invocación, cada par ordenado $(x,y)$  es añadido a la gráfica del círculo por el método `AddPointToGraph(x,y)`. Luego del ciclo se invoca el método `Plot()`, que "dibuja" los puntos, y el método `show()`, que muestra la gráfica. Los *métodos* son funciones que nos permiten trabajar con los datos de los objetos. Nota que cada uno de los métodos se escribe luego de `wCircleR5`, seguido de un punto. En una experiencia de laboratorio posterior aprenderás más sobre objetos y practicarás cómo crearlos e invocar sus métodos.
265 293
 
@@ -267,7 +295,7 @@ En este ejercicio practicarás la creación de una función sobrecargada.
267 295
 
268 296
 2. Ahora crearás una función sobrecargada `circle` que reciba como argumentos el valor del ángulo $t$, la referencia a las variables $x$ y $y$, y el valor para el radio del círculo. Invoca desde `main()` la función sobrecargada  `circle` que acabas de implementar para calcular los valores de las coordenadas $x$ y $y$ del círculo con radio 15 y dibujar su gráfica. Grafica el círculo dentro del objeto `wCircle`. Para esto, debes invocar desde `main()` los métodos `AddPointToGraph(x,y)`, `Plot` y `show`. Recuerda que éstos deben ser precedidos por `wCircle`, por ejemplo, `wCircle.show()`.
269 297
 
270
-###Ejercicio 3
298
+### Ejercicio 3
271 299
 
272 300
 En este ejercicio implantarás otra función para calcular las coordenadas de los puntos de la gráfica de una curva.
273 301
 
@@ -275,29 +303,28 @@ En este ejercicio implantarás otra función para calcular las coordenadas de lo
275 303
 
276 304
 1. Ahora crearás una función para calcular las coordenadas de los puntos de la gráfica que parece una mariposa. Las ecuaciones paramétricas para las coordenadas de los puntos de la gráfica están dadas por:
277 305
 
278
-
279
-
280 306
     $$x=5\cos(t) \left[ \sin^2(1.2t) + \cos^3(6t) \right]$$
281
-    $$y= 10\sin(t) \left[ \sin^2(1.2t) +  \cos^3(6t) \right].$$
282 307
 
308
+    $$y= 10\sin(t) \left[ \sin^2(1.2t) +  \cos^3(6t) \right].$$
283 309
 
284 310
     Observa que ambas expresiones son casi iguales, excepto que una comienza con $5\cos(t)$ y la otra con $10\sin(t)$. En lugar de realizar el cómputo de $ \sin^2(1.2t) + \cos^3(6t)$ dos veces, puedes asignar su valor a otra variable $q$ y realizar el cómputo así:
285 311
 
286 312
     $$q =  \sin^2(1.2t) + \cos^3(6t)$$
313
+
287 314
     $$x = 5 \cos(t)(q)$$
315
+
288 316
     $$y = 10  \sin(t)(q).$$
289 317
 
290
-    
291 318
 2. Implementa la función `butterfly` utilizando las expresiones de arriba, invoca la función desde `main()` y observa la gráfica que resulta. Se supone que parezca una mariposa. Esta gráfica debe haber sido obtenida dentro de un objeto `XYPlotWindow` llamado `wButterfly`, invocando métodos de manera similar a como hiciste en el Ejercicio 2 para el círculo.
292 319
 
293
-En [3] puedes encontrar otras ecuaciones paramétricas de otras curvas interesantes.
320
+En [2] y [3] puedes encontrar otras ecuaciones paramétricas de otras curvas interesantes.
294 321
 
295 322
 
296 323
 ---
297 324
 
298 325
 ---
299 326
 
300
-##Entregas
327
+## Entregas
301 328
 
302 329
 Utiliza "Entrega" en Moodle para entregar el archivo `main.cpp` que contiene las funciones que implementaste, las invocaciones y  cambios que hiciste en los ejercicios 2 y 3. Recuerda utilizar buenas prácticas de programación, incluir el nombre de los programadores y documentar tu programa.
303 330
 
@@ -336,15 +363,15 @@ A good way to organize and structure computer programs is dividing them into sma
336 363
 You've seen that all programs written in C++ must contain the `main` function where the program begins. You've probably already used functions such as `pow`, `sin`, `cos`, or `sqrt` from the `cmath` library. Since in almost all of the upcoming lab activities you will continue using pre-defined functions, you need to understand how to work with them. In future exercises you will learn how to design and validate functions. In this laboratory experience you will invoke and define functions that compute the coordinates of the points of the graphs of some curves. You will also practice the implementation of arithmetic expressions in C++.
337 364
 
338 365
 
339
-##Objectives:
366
+## Objectives:
340 367
 
341
-1. Identify the parts of a function: return type, name, list of parameters, and body. 
342
-2. Invoke pre-defined functions by passing arguments by value ("pass by value"), and by reference ("pass by reference"). 
368
+1. Identify the parts of a function: return type, name, list of parameters, and body.
369
+2. Invoke pre-defined functions by passing arguments by value ("pass by value"), and by reference ("pass by reference").
343 370
 3. Implement a simple overloaded function.
344 371
 4. Implement a simple function that utilizes parameters by reference.
345 372
 5. Implement arithmetic expressions in C++.
346 373
 
347
-##Pre-Lab:
374
+## Pre-Lab:
348 375
 
349 376
 Before you get to the laboratory you should have:
350 377
 
@@ -372,17 +399,17 @@ Before you get to the laboratory you should have:
372 399
 
373 400
 ---
374 401
 
375
-##Functions
402
+## Functions
376 403
 
377 404
 In mathematics, a function $f$ is a rule that is used to assign to each element $x$ from a set called *domain*, one (and only one) element $y$ from a set called *range*. This rule is commonly represented with an equation, $y=f(x)$. The variable $x$ is the parameter of the function and the variable $y$ will contain the result of the function. A function can have more than one parameter, but only one result. For example, a  function can have the form $y=f(x_1,x_2)$ where there are two parameters, and for each pair $(a,b)$ that is used as an argument in the function, the function has only one value of $y=f(a,b)$. The domain of the function tells us the type of value that the parameter should have and the range tells us the value that the returned result will have.
378 405
 
379 406
 Functions in programming languages are similar. A function has a series of instructions that take the assigned values as parameters and performs a certain task. In C++ and other programming languages, functions return only one result, as it happens in mathematics. The only difference is that a *programming* function could possibly not return any value (in this case the function is declared as `void`). If the function will return a value, we use the instruction `return`. As in math, you need to specify the types of values that the function's parameters and result will have; this is done when declaring the function.
380 407
 
381
-###Function header:
408
+### Function header:
382 409
 
383 410
 The first sentence of a function is called the *header* and its structure is as follows:
384 411
 
385
-`type name(type parameter01, ..., type parameter0n)`
412
+`type name(type parameter_1, ..., type parameter_n)`
386 413
 
387 414
 For example,
388 415
 
@@ -391,7 +418,7 @@ For example,
391 418
 would be the header of the function called `example`, which returns an integer value. The function receives as arguments an integer value (and will store a copy in `var1`), a value of type `float` (and will store a copy in `var2`) and the reference to a variable of type `char` that will be stored in the reference variable `var3`. Note that `var3` has a & symbol before the name of the variable. This indicates that `var3` will contain the reference to a character.
392 419
 
393 420
 
394
-###Invoking
421
+### Invoking
395 422
 
396 423
 
397 424
 If we want to store the value of the `example` function's result in a variable `result` (that would be of type integer), we invoke the function by passing arguments as follows:
@@ -410,9 +437,7 @@ or use it in an arithmetic expression:
410 437
 
411 438
 
412 439
 
413
-
414
-
415
-###Overloaded functions
440
+### Overloaded functions
416 441
 
417 442
 Overloaded functions are functions that have the same name, but a different *signature*.
418 443
 
@@ -422,7 +447,7 @@ The following function prototypes have the same signature:
422 447
 
423 448
 ```
424 449
 int example(int, int) ;
425
-void example(int, int) ; 
450
+void example(int, int) ;
426 451
 string example(int, int) ;
427 452
 ```
428 453
 
@@ -454,13 +479,13 @@ In that last example, the function `example` is overloaded since there are 5 fun
454 479
 
455 480
 
456 481
 
457
-###Values by default
482
+### Values by default
458 483
 
459 484
 Values by default can be assigned to the parameters of the functions starting from the first parameter to the right. It is not necessary to initialize all of the parameters, but the ones that are initialized should be consecutive: parameters in between two parameters cannot be left uninitialized. This allows calling the function without having to send values in the positions that correspond to the initialized parameters.
460 485
 
461 486
 **Examples of function headers and valid invocations:**
462 487
 
463
-1. **Headers:** `int example(int var1, float var2, int var3 = 10)` Here `var3` is initialized to 10.
488
+1. **Headers:** `int example(int var1, float var2, int var3 = 10)`
464 489
 
465 490
     **Invocations:**
466 491
 
@@ -469,11 +494,9 @@ Values by default can be assigned to the parameters of the functions starting fr
469 494
     b. `example(5, 3.3)` This function call sends the values for the first two parameters and the value for the last parameter will be the value assigned by default in the header. That is, the values in the variables in the function will be as follows: `var1` will be 5, `var2` will be 3.3, and `var3` will be 10.
470 495
 
471 496
 2. **Header:** `int example(int var1, float var2=5.0, int var3 = 10)`
472
-Here `var2` is initialized to 5 and `var3` to 10.
473 497
 
474 498
     **Invocations:**
475 499
 
476
-
477 500
     a. `example(5, 3.3, 12)` This function call assigns the value 5 to `var1`, the value 3.3 to `var2`, and the value 12 to `var3`.
478 501
 
479 502
     b. `example(5, 3.3)` In this function call only the first two parameters are given values, and the value for the last parameter is the value by default. That is, the value for `var1` within the function will be 5, that of `var2` will be 3.3, and `var3` will be 10.
@@ -482,14 +505,14 @@ Here `var2` is initialized to 5 and `var3` to 10.
482 505
 
483 506
 
484 507
 **Example of a valid function header with invalid invocations:**
485
-1. **Header:** `int example(int var1, float var2=5.0, int var3 = 10)` 
486 508
 
509
+1. **Header:** `int example(int var1, float var2=5.0, int var3 = 10)`
487 510
 
488 511
     **Invocation:**
489 512
 
490 513
     a. `example(5, , 10)` This function call is **invalid** because it leaves an empty space in the middle argument.
491 514
 
492
-    b. `example()` This function call is **invalid** because `var1` was not assigned a default value. A valid invocation to the function `example` needs at least one argument (the first). 
515
+    b. `example()` This function call is **invalid** because `var1` was not assigned a default value. A valid invocation to the function `example` needs at least one argument (the first).
493 516
 
494 517
 
495 518
 **Examples of invalid function headers:**
@@ -527,9 +550,9 @@ where $t$ is a parameter that corresponds to the measure (in radians) of the pos
527 550
 
528 551
 ---
529 552
 
530
-![circulo.jpg](images/circulo.jpg)
553
+![circulo.jpg](images/circuloAngulo01.png)
531 554
 
532
-<b>Figure 1.</b> Circle with center in the origin and radius $r$.
555
+**Figure 1.** Circle with center in the origin and radius $r$.
533 556
 
534 557
 
535 558
 ---
@@ -539,12 +562,7 @@ To plot a curve that is described  by parametric equations, we compute the $x$ a
539 562
 
540 563
 ---
541 564
 
542
-| $t$ | $x$ | $y$ |
543
-|-----|-----|-----|
544
-| $0$ | $2$ | $0$ |
545
-| $\frac{\pi}{4}$ | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ |
546
-| $\frac{\pi}{2}$ | $0$ | $2$ |
547
-
565
+![circulo.jpg](images/circuloPuntos01.png)
548 566
 
549 567
 **Figure 2.** Some coordinates for the points $(x,y)$ for the circle with radius $r=2$ and center in the origin.
550 568
 
@@ -552,11 +570,11 @@ To plot a curve that is described  by parametric equations, we compute the $x$ a
552 570
 
553 571
 ---
554 572
 
555
-##Laboratory session:
573
+## Laboratory session:
556 574
 
557 575
 In the introduction to the topic of functions you saw that in mathematics and in some programming languages, a function cannot return more than one result. In this laboratory experience's exercises you will practice how to use reference variables to obtain various results from a function.
558 576
 
559
-###Exercise 1
577
+### Exercise 1
560 578
 
561 579
 In this exercise you will study the difference between pass by value and pass by reference.
562 580
 
@@ -571,20 +589,55 @@ In this exercise you will study the difference between pass by value and pass by
571 589
     ![Figura3.png](images/Figura3.png)
572 590
 
573 591
     **Figure 3.**  Graph of a circle with radius 5 and center in the origin displayed by the program *PrettyPlot*.
574
-    
592
+
575 593
     ---
576 594
 
577 595
 3. Open the file `main.cpp` (in Sources). Study the `illustration` function and how to call it from the `main` function. Note that the variables `argValue` and `argRef`are initialized to 0 and that the function call for `illustration` makes a pass by value of `argValue` and a pass by reference of `argRef`. Also note that the corresponding parameters in `illustration` are assigned a value of 1.
578 596
 
597
+        void illustration(int paramValue, int &paramRef) {
598
+            paramValue = 1;
599
+            paramRef = 1;
600
+            cout << endl << "The content of paramValue is: " << paramValue << endl
601
+                 << "The content of paramRef is: " << paramRef << endl;
602
+        }
603
+
579 604
 4. Execute the program and observe what is displayed in the window `Application Output`. Notice the difference between the content of the variables `argValue` and `argRef` despite the fact that both had the same initial value, and that `paramValue` and `paramRef` were assigned the same value. Explain why the content of `argValor` does not change, while the content of `argRef` changes from 0 to 1.
580 605
 
581
-###Exercise 2
606
+### Exercise 2
582 607
 
583 608
 In this exercise you will practice the creation of an overloaded function.
584 609
 
585 610
 **Instructions**
586 611
 
587
-1. Study the code in the `main()` function in the file `main.cpp`. The line `XYPlotWindow wCircleR5;` creates a `wCircleR5` object that will be the window where the graph will be drawn, in this case the graph of a circle of radius 5. In a similar way, the objects `wCircle` and `wButterfly` are created. Observe the `for` cycle. In this cycle a series of values for the angle $t$ is generated and the function `circle` is invoked, passing the value for $t$ and the references to $x$ and $y$. The `circle` function does not return a value, but using parameters by reference, it calculates the values for the coordinates $xCoord$ and $yCoord$ for the circle with center in the origin and radius 5, and allows the `main` function  to have these values in the `x` , `y` variables.
612
+1. Study the code in the `main()` function in the file `main.cpp`.
613
+
614
+        XYPlotWindow wCircleR5;
615
+        XYPlotWindow wCircle;
616
+        XYPlotWindow wButterfly;
617
+
618
+        double r;
619
+        double y = 0.00;
620
+        double x = 0.00;
621
+        double increment = 0.01;
622
+        int argValue=0, argRef=0;
623
+
624
+        // invoke the function illustration to view the contents of variables
625
+        // by value and by reference
626
+
627
+            illustration(argValue,argRef);
628
+            cout << endl << "The content of argValue is: " << argValue << endl
629
+                 << "The content of argRef is: " << argRef << endl;
630
+
631
+        // repeat for several values of the angle t
632
+        for (double t = 0; t < 16*M_PI; t = t + increment) {
633
+
634
+            // invoke circle with the angle t and reference variables x, y as arguments
635
+            circle(t,x,y);
636
+
637
+            // add the point (x,y) to the graph of the circle
638
+            wCircleR5.AddPointToGraph(x,y);
639
+
640
+   The line `XYPlotWindow wCircleR5;` creates a `wCircleR5` object that will be the window where the graph will be drawn, in this case the graph of a circle of radius 5. In a similar way, the objects `wCircle` and `wButterfly` are created. Observe the `for` cycle. In this cycle a series of values for the angle $t$ is generated and the function `circle` is invoked, passing the value for $t$ and the references to $x$ and $y$. The `circle` function does not return a value, but using parameters by reference, it calculates the values for the coordinates $xCoord$ and $yCoord$ for the circle with center in the origin and radius 5, and allows the `main` function  to have these values in the `x` , `y` variables.
588 641
 
589 642
     After the function call, each ordered pair $(x,y)$ is added to the circle’s graph by the member function `AddPointToGraph(x,y)`. After the cycle, the member function `Plot()` is invoked, which draws the points, and the member function `show()`, which displays the graph. The *members functions* are functions that allow use to work with and object’s data. Notice that each one of the member functions is written after `wCircleR5`, followed by a period. In an upcoming laboratory experience you will learn more about objects, and practice how to create them and invoke their method functions.
590 643
 
@@ -592,7 +645,7 @@ In this exercise you will practice the creation of an overloaded function.
592 645
 
593 646
 2. Now you will create an overloaded function `circle` that receives as arguments the value of the angle $t$, the reference to the variables $x$ and $y$, and the value for the radius of the circle. Invoke the overloaded function `circle` that you just implemented from `main()` to calculate the values of the coordinates $x$ and $y$ for the circle with radius 15 and draw its graph. Graph the circle within the `wCircle` object. To do this, you must invoke the method functions `AddPointToGraph(x,y)`, `Plot` and `show` from `main()`. Remember that these should be preceded by `wCircle`, for example, `wCircle.show()`.
594 647
 
595
-###Exercise 3
648
+### Exercise 3
596 649
 
597 650
 In this exercise you will implement another function to calculate the coordinates of the points in the graph of a curve.
598 651
 
@@ -600,19 +653,21 @@ In this exercise you will implement another function to calculate the coordinate
600 653
 
601 654
 1. Now you will create a function to calculate the coordinates of the points of a graph that resembles a butterfly. The parametric equations for the coordinates of the points in the graph are given by:
602 655
 
603
-
604 656
     $$x=5\cos(t) \left[ \sin^2(1.2t) + \cos^3(6t) \right]$$
657
+
605 658
     $$y= 10\sin(t) \left[ \sin^2(1.2t) +  \cos^3(6t) \right].$$
606 659
 
607 660
     Observe that both expressions are almost the same, except that one starts with $5\cos(t)$ and the other with $10\sin(t)$. Instead of doing the calculation for $ \sin^2(1.2t) + \cos^3(6t)$ twice, you can assign its value to another variable $q$ and calculate it as such:
608 661
 
609 662
     $$q =  \sin^2(1.2t) + \cos^3(6t)$$
663
+
610 664
     $$x = 5 \cos(t)(q)$$
665
+
611 666
     $$y = 10  \sin(t)(q).$$
612 667
 
613 668
 2. Implement the function `butterfly` using the expressions above, invoke the function in `main()` and observe the resulting graph. It is supposed to look like a butterfly. This graph should have been obtained with a `XYPlotWindow` object called `wButterfly`, invoking method functions similar to how you did in Exercise 2 for the circle.
614 669
 
615
-In [3] you can find other parametric equations from other interesting curves.
670
+In [2] and [3] you can find other parametric equations from other interesting curves.
616 671
 
617 672
 ---
618 673
 ---
@@ -632,4 +687,4 @@ Use "Deliverables" in Moodle to hand in the file `main()` that contains the func
632 687
 
633 688
 [2] http://paulbourke.net/geometry/butterfly/
634 689
 
635
-[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Parametric_equation
690
+[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Parametric_equation

BIN
images/circuloAngulo01.png Прегледај датотеку


BIN
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BIN
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