Asignatura "Fundamentos de Informática"

El Compilador es un programa que permite traducir un programa escrito en un lenguaje de alto nivel (como C, C++, Pascal, Módula-2, Ada...) a lenguaje máquina o código binario, que es el único que puede entender y ejecutar un ordenador.

Hay muchos tipos de compiladores y cada uno tiene sus propias características, opciones y formas de uso. Muchos compiladores, por ejemplo, incorporan un entorno que facilita la programación. Este entorno suele ser similar a un editor de textos con algunos menús especiales de compilación. En general, esto facilita las tareas de leer y grabar programas y puede tener otras ventajas: facilitar el sangrado de programas, poner en colores ciertas partes del programa (palabras reservadas, comentarios, constantes...), ofrecer ayuda o información sobre el lenguaje y el compilador y muchas más cosas. No obstante, un programa en C es un fichero de texto y podrá, por tanto, escribirse con cualquier editor de textos que lo permita, como el Bloc de notas (NotePad) o el mismo WordPad. Por supuesto, una vez escrito el programa necesitamos el compilador para que pueda ser ejecutado.

Intente configurar y entender las opciones básicas del compilador desde el principio, pues le permitirán ganar mucho tiempo. Desde el principio le recomendamos que cree un directorio de trabajo (por ejemplo C:\PRACTICA) y utilice ese directorio para guardar todos los programas en C y los ficheros resultantes de la compilación, de forma que evite mezclar unos ficheros con otros de otras aplicaciones. Al final, si ese directorio ya no le resulta útil, bórrelo para evitar que se llene el disco duro de directorios y ficheros inútiles.

Aquí pretendemos dar un resumen de las opciones más útiles del compilador. Todo lo aquí explicado es aplicable a muchos compiladores aunque nosotros nos referimos a los compiladores de Borland (Borland C++, Turbo C...).

El compilador tiene un menú en la parte superior al estilo de cualquier programa habitual. Cada opción del menú superior se despliega mostrando una lista de opciones relacionadas. Para desplegar ese submenú se puede utilizar el ratón, pulsar F10 y luego usar las fechas, o bien, pulsar la tecla Alt y, sin soltarla, pulsar también la inicial del menú que queremos desplegar. Los menús son los siguientes, detallando las opciones más útiles:

1. Menú File (Archivo): Las opciones son las siguientes dentro de este menú.
   • Opción New (Nuevo): Sirve para abrir un nuevo programa. Se abre una ventana en blanco dispuesta para empezar a escribir un programa nuevo.
   • Opción Open (Abrir): Para abrir un fichero que ya exista. Es necesario escoger el directorio. Observe que a veces se seleccionan sólo los ficheros con cierta extensión, *.C (programas en C), *.CPP (programas en C++)..., lo cual puede originar en que no se visualice el programa que buscamos.
   • Opción Save (Guardar): Para guardar el programa actual, modificando el fichero que hubiera anteriormente. El fichero es guardado con el nombre que tuviera. En ocasiones la versión anterior del programa se guarda en un fichero con la extensión .bak (de backup).
   • Opción Save as (Guardar como): Permite guardar el fichero con un nombre distinto al que tiene.
   • Opción Change dir (Cambiar directorio): Permite cambiar el directorio por defecto que utilizará el compilador, de forma que al usar la opción Abrir, por ejemplo, se situará directamente en dicho directorio
   • Opción Quit (Salir): Abandona el compilador.

2. Menú Edit (Edición): Tiene las opciones típicas para facilitar la edición de programas, incluyendo las utilísimas funciones de Cortar (Cut), Copiar (Copy) y Pegar (Paste).

3. Menú Search (Búsqueda): Opciones para buscar textos en el programa, reemplazarlos por otros, ir a cierta línea...

4. Menú Run (Ejecutar): La opción Run (Ctrl-F9) es la más útil y permite ejecutar el programa. Si el programa no está compilado, lo compila previamente y si tiene errores, los visualizará (sin ejecutar el programa, obviamente) en una ventana denominada Message. Las demás opciones y el menú Debug son opciones del debugger o depurador de programas y se explican más adelante.

5. Menú Compile (Compilar): Son las opciones para compilar el programa sin necesidad de ejecutarlo posteriormente. Se distingue entre compilar (compile) el programa fuente y enlazar (link) que consiste en unirle las funciones de librerías cuya definición no está incluida en el programa (funciones de stdio.h por ejemplo). Al final se generarán ficheros con la extensión .OBJ y .EXE respectivamente. Recuerde que si lo que desea es ejecutar el programa para probar su funcionamiento, la opción Run compila el programa si es necesario (si ha habido alguna modificación), por lo que no es necesario compilar primero y luego ejecutar.

6. Menú Project (Proyectos): Un proyecto es un fichero (.prj) que contiene información sobre todos los ficheros que se son usados por un programa. Esto se utiliza cuando nuestro programa es tan grande que decidimos partirlo en diversos ficheros independientes utilizando las ventajas de la compilación separada. Resumiendo, se crean ficheros con diversas funciones (con la extensión .C) y, para cada uno de ellos, se crea un fichero con las cabeceras de las funciones (con la extensión .h). Además, hay que crear un fichero .C que contenga la función principal main(). Los ficheros .h se incluyen con la directiva #include en los ficheros .C donde se utilicen. Tras eso, se crea un fichero de proyecto al que se añaden todos los ficheros .C (NO los .h) que sean necesarios, incluyendo aquel fichero con la función principal. Al compilar un proyecto se genera el programa ejecutable (.EXE) con el nombre del proyecto (no con el nombre del fichero con la función principal.

7. Menú Options (Opciones): Contiene multitud de opciones de configuración del compilador. Algunas importantes son las siguientes:
   • Opción Compiler ® Code generation (Generación de código): Permite elegir entre distintos modelos de memoria para la compilación y otras opciones para la generación de código. Los valores por defecto suelen ser suficientemente buenos.
   • Opción Compiler ® Messages (Mensajes): Permite activar y desactivar la aparición de mensajes de errores (errors) o avisos (warnings) por parte del compilador. Lo mejor es activar (con una X) todos los mensajes y avisos posibles, ya que en la mayoría de los casos esos avisos suelen ser errores o advertencias importantes del compilador. Aunque podemos elegir que NO muestre esos avisos eso no implica que no puedan ser errores graves de programación.
   • Opción Linker (Enlazador): Tiene distintas opciones del enlazador, como por ejemplo la activación de la librería gráfica para poder usarla.
   • Opción Directories (Directorios): Contiene la lista de directorios donde el compilador buscará o guardará cada tipo de información:
     • Directorio Include: Es el directorio donde están los ficheros .h de las bibliotecas del sistema. Usualmente este directorio se llama INCLUDE y está situado dentro del directorio donde se instalara el compilador. Normalmente será: C:\BORLANDC\INCLUDE
     • Directorio LIB: Es el directorio donde están las bibliotecas (libraries) del sistema. Usualmente este directorio se llama LIB y está situado dentro del directorio donde se instalara el compilador. Normalmente será: C:\BORLANDC\LIB
     • Directorio Output (de Salida): Es el directorio donde el compilador escribirá los ficheros que genere (.OBJ, .EXE...). Lo mejor es crearse un directorio de trabajo y poner en esta opción dicho directorio, de forma que los ficheros que se generen no se guarden en el directorio por defecto, mezclándose con otros ficheros de otras tareas. Por ejemplo: C:\PROGC
     • Directorio Source (Fuentes): Es el directorio donde están los ficheros fuente (.C) con los que trabajamos. Lo mejor es crearse un directorio de trabajo, que puede ser el mismo que para la opción anterior, y poner en esta opción dicho directorio, de forma que en dicho directorio guardemos todos los ficheros fuente que generemos. Por ejemplo: C:\PROGC
   • Opción Environment (Entorno): En esta opción podemos configurar multitud de aspectos del entorno del compilador. Por ejemplo, podemos cambiar el tamaño de la letra, si queremos que se guarde o no fichero de seguridad (.bak), opciones del ratón, colores... En general, lo mejor es no tocar estas opciones si no se tiene claro qué se está haciendo.

8. Menú Window (Ventana): Tiene opciones para moverse o alterar las distintas ventanas que abre el compilador. Por ejemplo, podemos cambiar el tamaño y la posición de cada ventana, ampliarla (zoom), cerrarla (close), ir a la ventana de mensajes de error (Message), ir a la ventana de visualización de variables (Watch), ir a la ventana de ejecución del programa o ventana de usuario (User screen Alt-F5)... Observe que la ventana donde se ejecuta el programa se llama ventana de usuario y en ella se muestra la salida por pantalla del programa. Note que esa ventana no se borra cada vez que se ejecuta un programa, sino que escribe a continuación. Esa ventana es muy práctica y, por eso existe una forma rápida de acceder a ella: Alt-F5. Una opción muy útil para cambiar de ventana es pulsando F6 (Next). Esto consigue ir cambiando de ventana alternativamente hasta llegar a la ventana que busquemos.

9. Menú Help (Ayuda): Aquí hay utilísimas opciones para localizar información sobre el compilador y sobre el lenguaje C: funciones de biblioteca (matemáticas, de cadenas...), formatos de lectura y escritura de scanf() y printf(), tipos de datos, operadores... En general, se accede a la ayuda usando la tecla F1. Si estamos en la ventana de errores (Message) y pulsamos F1 sobre un error, nos muestra alguna información sobre ese error y posibles modos de corregirlo. Si situamos el cursor encima de una palabra (por ejemplo printf) y pulsamos Ctrl-F1, nos situamos en la parte de la ayuda que evoque dicha palabra.

El depurador es una herramienta extremadamente útil para todo programador. Esta herramienta permite depurar programas, es decir, facilita la tarea de encontrar errores en un programa. En programación es muy frecuente que durante la creación de un programa éste no funcione como nosotros esperamos o deseamos que lo haga y, sin embargo, aparentemente el algoritmo sea correcto y esté bien implementado. Evidentemente, si el programa no funciona correctamente es que el programa está mal.

La ayuda que oferta el depurador consiste simplemente en permitir que el programa sea ejecutado paso a paso (instrucción a instrucción, línea a línea) y, en todo momento, el programador puede ver el contenido de cualquier variable del programa. Obviamente, el depurador no nos dice dónde están los errores, pero si vamos ejecutando el programa paso a paso con atención, será fácil descubrir en qué momento una variable no toma el valor que debería tomar y, por tanto, ahí debe existir un error de programación.

Por tanto, muchas veces hay que usar el depurador con un papel en el que vayamos haciendo nosotros también los cálculos dudosos y vayamos cotejando nuestros cálculos con los cálculos que arroja el depurador.

Manejar el depurador es extremadamente simple y todas sus opciones están en el menú Run y Debug. Veamos las más importantes:

1. Menú Run (Ejecutar):
   • Opción Trace into F7 (Ejecutar Paso a Paso): Sirve para ejecutar el programa instrucción a instrucción. La primera vez que ejecutamos esta opción, la ejecución se va a la función principal main(), indicando que ahí es donde empieza la ejecución y la depuración. Cada vez que usamos esta opción ejecuta la instrucción que va señalando y pasa a la siguiente. Pulsando sucesivamente F7 el programa se va ejecutando hasta que termine. Observe que al ejecutar alguna instrucción de lectura, el programa puede pasar a la ventana de usuario, que es donde se está ejecutando el programa. En todo momento, no obstante podemos visualizar esa pantalla (recuerde que esto se hace con Alt-F5). Esta opción ejecuta el programa línea a línea, de forma que al llegar a la llamada a una función definida en el mismo programa, la ejecución se introduce dentro de esa función para ejecutarla también paso a paso. La ejecución paso a paso no está restringida sólo a la función principal, por supuesto.
   • Opción Step over F8 (Paso a Paso rápido): Esta opción es similar a la anterior pero si la instrucción a ejecutar contiene la llamada a una función, entonces la ejecución ejecuta la función completamente en un único paso, evitando tener que ejecutar también la función paso a paso. O sea, debemos usar esta opción cuando no queramos depurar una función que suponemos que es correcta. Recuerde que esta opción ejecuta la función, pero en un único paso.
   • Opción Program reset Ctrl-F2 (Fin de la depuración): Finaliza la depuración. Esto se puede usar en cualquier momento durante la depuración. Tenga en cuenta que tras esto, si queremos podemos volver a ejecutar el programa con el depurador pero desde el principio.
   • Opción Go to cursor F4 (Ejecutar hasta el cursor): A veces, deseamos depurar una parte del programa muy específica y queremos evitar tener que ejecutar paso a paso todo el principio del programa hasta llegar a esa parte. Para esto podemos situar primero el cursor al principio de lo que deseamos depurar y tras eso usamos esta opción con lo que conseguiremos que el programa se ejecute hasta la instrucción en la que se encuentre el cursor. Tras esto podemos usar las opciones anteriores (F7 y F8) para continuar la depuración a partir de esa instrucción. Esta opción puede ser usada en cualquier momento, incluso aunque la depuración ya haya comenzado. Podemos usar esta opción para, por ejemplo, saltarnos la ejecución paso a paso de bucles o fragmentos de código más o menos largos de ejecutar.

2. Menú Debug (Depuración): Ese menú contiene, básicamente algunas opciones para la depuración de programas. Las más importante son las que se refieren a visualizar el contenido de las variables e incluso modificar su valor:
   • Opción Evaluate/modify Ctrl-F4 (Evaluar/Modificar): Utiliza esta opción para visualizar el contenido de una variable (o una expresión) con la posibilidad de cambiar su contenido en tiempo de ejecución. Al usar esta opción aparece una ventana con 3 posiciones o recuadros: 1. Expression (Expresión) es el recuadro en donde debemos escribir la variable o la expresión a evaluar. 2. Result (Resultado) es donde el depurador mostrará el valor de la expresión. 3. New Value (Nuevo Valor) es donde podemos poner el nuevo valor de la variable especificada en el primer recuadro.
   • Opción Watches (Visualizaciones): La opción anterior es útil para cuando queremos evaluar alguna variable o expresión de forma muy puntual. Sin embargo, a veces queremos ver el valor de una variable o expresión de forma continua, para así ir viendo cómo se modifica su valor en cada paso que ejecutamos con el depurador. Si usamos la opción Add Watch Ctrl-F7 abre una ventana que nos pide que escribamos la variable o expresión que queremos evaluar. Tras esto abre la ventana titulada Watch en la que sitúa todas las expresiones que deseamos evaluar. Podemos añadir con esa opción todas las que queramos. También podemos borrar una expresión previamente seleccionada (opción Delete watch), borrarlas todas (Delete all watches) o modificar una expresión previamente seleccionada (Edit watch).

     Recuerde que la ventana Watch es como una ventana más y podemos cambiar su tamaño según nuestras necesidades. Podemos cambiar de ventana activa pulsando sucesivamente la tecla F6, como se vio anteriormente. Quizás, una buena forma de depurar programas sea dejar la ventana Watch en la parte inferior de la pantalla y hacer que la ventana del programa que queremos depurar ocupe la parte superior restante de la pantalla.