031.1 Lección 1

La variedad de formas en que se puede escribir el código fuente puede resultar intimidante. Por lo tanto, muchos desarrolladores aprovechan las herramientas que ayudan a escribir y probar el programa.

El archivo de código fuente es solo un archivo de texto sin formato. Como tal, puede ser editado por cualquier editor de texto, sin importar lo simple que sea. Para que sea más fácil distinguir entre el código fuente y el texto sin formato, cada lenguaje adopta una extensión de nombre de archivo autoexplicativa: .c para el lenguaje C, .py para Python, .js para JavaScript, etc. Los editores de propósito general a menudo entienden el código fuente de los lenguajes populares lo suficientemente bien como para agregar cursiva, colores y sangría para que el código sea comprensible.

No todos los desarrolladores optan por editar el código fuente en un editor de propósito general. Un entorno de desarrollo integrado (IDE) proporciona un editor de texto junto con herramientas para ayudar al programador a evitar errores sintácticos e inconsistencias obvias. Estos editores se recomiendan especialmente para programadores menos experimentados, pero los programadores experimentados también los usan.

Los IDE populares como Visual Studio, Eclipse y Xcode observan inteligentemente lo que escribe el programador, sugiriendo con frecuencia palabras para usar (autocompletado) y verificando el código en tiempo real. Los IDE pueden incluso ofrecer pruebas y depuración automatizadas para identificar problemas cada vez que cambia el código fuente.

Algunos programadores más experimentados optan por editores menos intuitivos como Vim, que ofrecen una mayor flexibilidad y no requieren la instalación de paquetes adicionales. Estos programadores usan herramientas externas e independientes para agregar las funciones que están integradas cuando usa un IDE.

Ya sea en un IDE o usando herramientas independientes, es importante emplear algún tipo de sistema de control de versiones (VCS). El código fuente está en constante evolución porque es necesario corregir fallas imprevistas y deben incorporarse mejoras. Una consecuencia inevitable de esta evolución es que las correcciones y mejoras pueden interferir con otras partes de las aplicaciones en una gran base de código. Las herramientas de control de versiones como Git, Subversion y Mercurial registran todos los cambios realizados en el código y quién realizó el cambio, lo que le permite rastrear y eventualmente recuperarse de una modificación fallida.

Además, las herramientas de control de versiones permiten a cada desarrollador del equipo trabajar en una copia de los archivos de código fuente sin interferir con el trabajo de otros programadores. Una vez que las nuevas versiones del código fuente están listas y probadas, otros miembros del equipo pueden incorporar las correcciones o mejoras realizadas en una copia.

Git, el sistema de control de versiones más popular en la actualidad, permite que diferentes personas mantengan muchas copias independientes de un repositorio, que comparten sus cambios como desean. Sin embargo, ya sea que utilicen un sistema de control de versiones descentralizado o centralizado, la mayoría de los equipos mantienen un repositorio en cuyo código fuente y recursos se puede confiar. Varios servicios en línea ofrecen almacenamiento para repositorios de código fuente. Los más populares de estos servicios son GitHub y GitLab, pero también vale la pena mencionar Savannah del proyecto GNU.

Los paradigmas definen las premisas en las que se basa un lenguaje de programación, especialmente en lo que respecta a cómo debe estructurarse el código fuente.

El desarrollador parte del paradigma del lenguaje para formular las tareas a realizar por la máquina. Estas tareas, a su vez, se expresan simbólicamente con las palabras y construcciones sintácticas que ofrece el lenguaje.

El lenguaje de programación es procedural cuando las instrucciones presentadas en el código fuente se ejecutan en orden secuencial, como un guión de película. Si el código fuente está segmentado en funciones o subrutinas, una rutina principal se encarga de llamar a las funciones en secuencia.

El siguiente código es un ejemplo de lenguaje de procedimiento. Escrito en C, define variables para representar el lado, área y volumen de formas geográficas. El valor de la variable side se asigna en main(), que es la función que se invoca cuando se ejecuta el programa. Las variables area y volume se calculan en las subrutinas square() y cube() que preceden a la función principal:

El orden de acciones definido en main() determina la secuencia de estados del programa, caracterizada por el valor de las variables side, area y volume. El ejemplo termina después de mostrar el valor de volume con la declaración printf.

Por otro lado, el paradigma de la programación orientada a objetos (POO) tiene como característica principal la separación del estado del programa en subestados independientes. Estos subestados y operaciones asociadas son los objetos, así llamados porque tienen una existencia más o menos independiente dentro del programa y porque tienen propósitos específicos.

Los distintos paradigmas no restringen necesariamente el tipo de tarea que puede realizar un programa. El código del ejemplo anterior se puede reescribir de acuerdo con el paradigma OOP usando el lenguaje C++:

La función main() todavía está presente. Pero ahora hay una nueva palabra, class, que introduce la definición de un objeto. La clase definida, denominada Cube, contiene sus propias variables y subrutinas. En OOP, una variable también se llama attribute y una subrutina se llama method.

Está fuera del alcance de este capítulo explicar todo el código C++ en el ejemplo. Lo que es importante para nosotros aquí es que Cube contiene el atributo side y dos métodos. El método volume() calcula el volumen del cubo.

Es posible crear varios objetos independientes de la misma clase y las clases pueden estar compuestas por otras clases.

Tenga en cuenta que estas mismas características se pueden escribir de manera diferente y que los ejemplos de este capítulo están demasiado simplificados. C y C++ tienen características mucho más sofisticadas que permiten construcciones mucho más complejas y prácticas.

La mayoría de los lenguajes de programación no imponen rigurosamente un paradigma, éstos permiten a los programadores elegir varios aspectos de un paradigma u otro. JavaScript, por ejemplo, incorpora aspectos de diferentes paradigmas. El programador puede descomponer todo el programa en funciones que no comparten un estado común entre sí:

Aunque este ejemplo es similar a la programación procedimental, tenga en cuenta que la función recibe una copia de toda la información necesaria para su ejecución y siempre produce el mismo resultado para el mismo parámetro, independientemente de los cambios que ocurran fuera del alcance de la función. Este paradigma, llamado funcional, está fuertemente influenciado por el formalismo matemático, donde cada operación es autosuficiente.

Otro paradigma cubre los lenguajes declarativos, que describen los estados en los que desea que esté el sistema. Un lenguaje declarativo puede descubrir cómo lograr los estados especificados. SQL, el lenguaje universal para consultar bases de datos, a veces se denomina lenguaje declarativo, aunque realmente ocupa un nicho único en el panteón de la programación.

No existe un paradigma universal que pueda adaptarse a cualquier contexto. La elección del lenguaje también puede estar restringida por los lenguajes admitidos en la plataforma o el entorno de ejecución donde se utilizará el programa.

Una aplicación web que será utilizada por el navegador, por ejemplo, deberá estar escrita en JavaScript, que es un lenguaje compatible universalmente con los navegadores. (Se pueden usar algunos otros lenguajes porque proporcionan convertidores para crear JavaScript). Por lo tanto, para el navegador web, a veces llamado client side o front end de la aplicación web, el desarrollador tendrá que usar los paradigmas permitidos en JavaScript. El lado del servidor o el back-end de la aplicación, que maneja las solicitudes desde el navegador, normalmente se programa en un lenguaje diferente; PHP es el más popular para este propósito.

Independientemente del paradigma, cada lenguaje tiene bibliotecas predefinidas de funciones que se pueden incorporar al código. Las funciones matemáticas, como las que se ilustran en el código de ejemplo, no necesitan implementarse desde cero, ya que el lenguaje ya tiene la función lista para usar. JavaScript, por ejemplo, proporciona el objeto Math con las operaciones matemáticas más comunes.

Incluso las funciones más especializadas suelen estar disponibles a través del proveedor del lenguaje o de desarrolladores externos. Estas bibliotecas de recursos adicionales pueden estar en forma de código fuente; es decir, en archivos adicionales que se incorporan al archivo donde se utilizarán. En JavaScript, la incrustación se realiza con import from:

Este tipo de importación, donde el recurso incrustado es también un archivo de código fuente, se usa con mayor frecuencia en los llamados lenguajes interpretados. Los lenguajes compilados permiten, entre otras cosas, la incorporación de funcionalidades precompiladas en lenguaje máquina, es decir, bibliotecas compiladas. La siguiente sección explica las diferencias entre estos tipos de lenguajes.

Como ya sabemos, el código fuente es una representación simbólica de un programa que necesita ser traducido al lenguaje de máquina para poder ejecutarse.

A grandes rasgos, hay dos formas posibles de realizar la traducción: convirtiendo el código fuente de antemano para su ejecución futura o convirtiendo el código en el momento de su ejecución. Los lenguajes de la primera modalidad se denominan lenguajes compilados y los lenguajes de la segunda modalidad se denominan lenguajes interpretados. Algunos lenguajes interpretados ofrecen la compilación como una opción, para que el programa pueda iniciarse más rápido.

En los lenguajes compilados, existe una clara distinción entre el código fuente del programa y el programa en sí, que será ejecutado por la computadora. Una vez compilado, el programa generalmente funcionará solo en el sistema operativo y la plataforma para los que fue compilado.

En un lenguaje interpretado, el código fuente en sí se trata como el programa y el proceso de conversión a lenguaje de máquina es transparente para el programador. Para un lenguaje interpretado, es común llamar al código fuente un script. El intérprete traduce el script al lenguaje de máquina para el sistema en el que se está ejecutando.