Operaciones Aritméticas Básicas en C

Introducción

En este laboratorio, aprenderás cómo realizar operaciones aritméticas básicas en programación C, incluyendo declarar e inicializar variables, realizar sumas y restas, multiplicaciones y divisiones, y combinar estas operaciones. Escribirás un programa en C que demuestre estos conceptos fundamentales e imprimirá los resultados finales.

El laboratorio cubre los siguientes pasos: declarar e inicializar variables, realizar sumas y restas, realizar multiplicaciones y divisiones, combinar operaciones aritméticas e imprimir el resultado final. Al final de este laboratorio, tendrás una comprensión sólida de cómo ejecutar operaciones aritméticas básicas en C, que es una habilidad crucial para cualquier programador de C.

Declarar e Inicializar Variables

En este paso, aprenderás cómo declarar e inicializar variables en programación C. Las variables son esenciales para almacenar y manipular datos en tus programas.

Primero, abre el WebIDE y crea un nuevo archivo llamado arithmetic.c en el directorio ~/project:

cd ~/project
touch arithmetic.c

Ahora, escribamos un simple programa en C para declarar e inicializar variables:

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize integer variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;

    // Declare and initialize floating-point variables
    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Print the initialized variables
    printf("Integer variables: num1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2);
    printf("Floating-point variables: float1 = %.2f, float2 = %.2f\n", float1, float2);

    return 0;
}

Desglosemos el código:

• Declaramos dos variables enteras num1 y num2 e las inicializamos con los valores 10 y 5.
• También declaramos dos variables de punto flotante float1 y float2 con los valores 3.14 y 2.5.
• La función printf() se utiliza para imprimir los valores de estas variables.
• %d se utiliza para el formato de enteros, y %.2f se utiliza para números de punto flotante con 2 decimales.

Compila y ejecuta el programa:

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Ejemplo de salida:

Integer variables: num1 = 10, num2 = 5
Floating-point variables: float1 = 3.14, float2 = 2.50

Realizar Suma y Resta

En este paso, aprenderás cómo realizar operaciones de suma y resta con las variables que declaraste en el paso anterior. Modificaremos el archivo arithmetic.c existente para incluir estas operaciones aritméticas.

Actualiza el programa para incluir la suma y la resta:

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize integer variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;

    // Declare and initialize floating-point variables
    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Perform addition with integers
    int sum_int = num1 + num2;

    // Perform subtraction with integers
    int diff_int = num1 - num2;

    // Perform addition with floating-point numbers
    float sum_float = float1 + float2;

    // Perform subtraction with floating-point numbers
    float diff_float = float1 - float2;

    // Print the results of addition and subtraction
    printf("Integer Addition: %d + %d = %d\n", num1, num2, sum_int);
    printf("Integer Subtraction: %d - %d = %d\n", num1, num2, diff_int);
    printf("Floating-point Addition: %.2f + %.2f = %.2f\n", float1, float2, sum_float);
    printf("Floating-point Subtraction: %.2f - %.2f = %.2f\n", float1, float2, diff_float);

    return 0;
}

Desglosemos el nuevo código:

• Hemos agregado la suma y la resta de enteros utilizando num1 y num2
• También hemos agregado la suma y la resta de números de punto flotante utilizando float1 y float2
• Los resultados se almacenan en nuevas variables: sum_int, diff_int, sum_float y diff_float
• Usamos printf() para mostrar los resultados de estas operaciones

Compila y ejecuta el programa actualizado:

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Ejemplo de salida:

Integer Addition: 10 + 5 = 15
Integer Subtraction: 10 - 5 = 5
Floating-point Addition: 3.14 + 2.50 = 5.64
Floating-point Subtraction: 3.14 - 2.50 = 0.64

Realizar Multiplicación y División

En este paso, aprenderás cómo realizar operaciones de multiplicación y división con las variables con las que has estado trabajando. Continuaremos modificando el archivo arithmetic.c para incluir estas operaciones aritméticas.

Actualiza el programa para incluir la multiplicación y la división:

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize integer variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;

    // Declare and initialize floating-point variables
    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Previous addition and subtraction operations
    int sum_int = num1 + num2;
    int diff_int = num1 - num2;
    float sum_float = float1 + float2;
    float diff_float = float1 - float2;

    // Perform multiplication with integers
    int product_int = num1 * num2;

    // Perform division with integers
    int quotient_int = num1 / num2;

    // Perform multiplication with floating-point numbers
    float product_float = float1 * float2;

    // Perform division with floating-point numbers
    float quotient_float = float1 / float2;

    // Print the results of multiplication and division
    printf("Integer Multiplication: %d * %d = %d\n", num1, num2, product_int);
    printf("Integer Division: %d / %d = %d\n", num1, num2, quotient_int);
    printf("Floating-point Multiplication: %.2f * %.2f = %.2f\n", float1, float2, product_float);
    printf("Floating-point Division: %.2f / %.2f = %.2f\n", float1, float2, quotient_float);

    return 0;
}

Desglosemos el nuevo código:

• Hemos agregado la multiplicación de enteros utilizando num1 * num2
• Hemos agregado la división de enteros utilizando num1 / num2
• También hemos agregado la multiplicación y la división de números de punto flotante
• Los resultados se almacenan en nuevas variables: product_int, quotient_int, product_float y quotient_float
• Usamos printf() para mostrar los resultados de estas operaciones

Nota: La división de enteros en C trunca la parte decimal, por lo que 10 / 5 dará como resultado 2.

Compila y ejecuta el programa actualizado:

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Ejemplo de salida:

Integer Multiplication: 10 * 5 = 50
Integer Division: 10 / 5 = 2
Floating-point Multiplication: 3.14 * 2.50 = 7.85
Floating-point Division: 3.14 / 2.50 = 1.26

Combinar Operaciones Aritméticas

En este paso, aprenderás cómo combinar múltiples operaciones aritméticas en una sola expresión. Esto te ayudará a entender cómo C maneja cálculos complejos y el orden de las operaciones.

Actualiza el programa para combinar operaciones aritméticas:

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;
    int num3 = 3;

    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Combine arithmetic operations with integers
    int combined_int = num1 + num2 * num3;
    int complex_int = (num1 + num2) * num3;

    // Combine arithmetic operations with floating-point numbers
    float combined_float = float1 + float2 * num3;
    float complex_float = (float1 + float2) / num2;

    // Print the results of combined operations
    printf("Integer Combined Operation 1: %d + %d * %d = %d\n", num1, num2, num3, combined_int);
    printf("Integer Combined Operation 2: (%d + %d) * %d = %d\n", num1, num2, num3, complex_int);
    printf("Floating-point Combined Operation 1: %.2f + %.2f * %d = %.2f\n", float1, float2, num3, combined_float);
    printf("Floating-point Combined Operation 2: (%.2f + %.2f) / %d = %.2f\n", float1, float2, num2, complex_float);

    return 0;
}

Desglosemos el nuevo código:

• Hemos agregado una nueva variable entera num3
• Demostramos dos tipos de operaciones combinadas:
  1. Orden estándar de las operaciones (multiplicación antes de la suma)
  2. Usando paréntesis para cambiar el orden de las operaciones
• Los resultados muestran cómo los paréntesis pueden cambiar significativamente el resultado del cálculo
• Usamos printf() para mostrar los resultados de estas operaciones combinadas

Compila y ejecuta el programa actualizado:

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Ejemplo de salida:

Integer Combined Operation 1: 10 + 5 * 3 = 25
Integer Combined Operation 2: (10 + 5) * 3 = 45
Floating-point Combined Operation 1: 3.14 + 2.50 * 3 = 10.64
Floating-point Combined Operation 2: (3.14 + 2.50) / 5 = 1.13

Observaciones clave:

• En la primera operación, se calcula primero 5 * 3, luego se suma a 10
• En la segunda operación, se calcula primero (10 + 5), luego se multiplica por 3
• Los mismos principios se aplican a los números de punto flotante

Imprimir el Resultado Final

En este último paso, aprenderás cómo crear un programa de cálculo aritmético completo que realice múltiples operaciones e imprima los resultados finales de manera formateada.

Crea la versión final del programa:

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;
    int num3 = 3;

    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Perform arithmetic operations
    int sum = num1 + num2;
    int difference = num1 - num2;
    int product = num1 * num2;
    int quotient = num1 / num2;

    float float_sum = float1 + float2;
    float float_difference = float1 - float2;
    float float_product = float1 * float2;
    float float_quotient = float1 / float2;

    // Combined complex operation
    float final_result = (num1 + num2) * float1 / num3;

    // Print a formatted final result summary
    printf("Arithmetic Operations Summary\n");
    printf("==============================\n");
    printf("Integer Operations:\n");
    printf("  Addition:      %d + %d = %d\n", num1, num2, sum);
    printf("  Subtraction:   %d - %d = %d\n", num1, num2, difference);
    printf("  Multiplication:%d * %d = %d\n", num1, num2, product);
    printf("  Division:      %d / %d = %d\n\n", num1, num2, quotient);

    printf("Floating-Point Operations:\n");
    printf("  Addition:      %.2f + %.2f = %.2f\n", float1, float2, float_sum);
    printf("  Subtraction:   %.2f - %.2f = %.2f\n", float1, float2, float_difference);
    printf("  Multiplication:%.2f * %.2f = %.2f\n", float1, float2, float_product);
    printf("  Division:      %.2f / %.2f = %.2f\n\n", float1, float2, float_quotient);

    printf("Final Complex Calculation:\n");
    printf("  (%d + %d) * %.2f / %d = %.2f\n", num1, num2, float1, num3, final_result);

    return 0;
}

Desglosemos el nuevo código:

• Hemos creado variables separadas para cada operación aritmética
• Hemos agregado un cálculo final complejo que combina múltiples operaciones
• Usamos declaraciones printf() formateadas para crear una salida limpia y legible
• Se utiliza un formato diferente para enteros (%d) y números de punto flotante (%.2f)

Compila y ejecuta el programa:

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Ejemplo de salida:

Arithmetic Operations Summary
==============================
Integer Operations:
  Addition:      10 + 5 = 15
  Subtraction:   10 - 5 = 5
  Multiplication:10 * 5 = 50
  Division:      10 / 5 = 2

Floating-Point Operations:
  Addition:      3.14 + 2.50 = 5.64
  Subtraction:   3.14 - 2.50 = 0.64
  Multiplication:3.14 * 2.50 = 7.85
  Division:      3.14 / 2.50 = 1.26

Final Complex Calculation:
  (10 + 5) * 3.14 / 3 = 15.70

Resumen

En este laboratorio, aprendiste cómo declarar e inicializar variables, incluyendo tipos enteros y de punto flotante. Luego, realizaste operaciones aritméticas básicas como suma, resta, multiplicación y división utilizando estas variables. Finalmente, combinaste múltiples operaciones aritméticas e imprimiste el resultado final. Los puntos clave de aprendizaje cubiertos en este laboratorio incluyen la declaración e inicialización de variables, así como la sintaxis y el uso de los operadores aritméticos comunes en la programación en C.