Capítulo 5: Estructuras de Control

Las estructuras de control determinan el flujo de ejecución de tu programa. En este capítulo aprenderás a tomar decisiones con if/else y a repetir operaciones con loops (for, while). Son las piezas fundamentales para escribir lógica compleja.

Objetivos

• Dominar las condicionales: if, else if, else
• Entender cuándo usar cada tipo de loop
• Conocer break y continue
• Evitar loops infinitos y errores comunes
• Usar range-based for loops (C++11)

Condicionales: if/else

Las estructuras condicionales permiten que tu programa tome decisiones basándose en condiciones que se evalúan en tiempo de ejecución. Son fundamentales para crear lógica adaptativa: el programa puede responder diferente según el input del usuario, el estado del sistema, o cálculos previos.

¿Cómo funciona internamente? Cuando el procesador encuentra un if, evalúa la condición (que debe resultar en true o false). Si es verdadera, ejecuta el bloque de código; si es falsa, salta directamente a la siguiente instrucción después del bloque. A nivel de assembly, esto se traduce en instrucciones de comparación (CMP) seguidas de saltos condicionales (JMP).

Sintaxis básica

#include <iostream>

int main() {
    int age = 25;

    if (age >= 18) {
        std::cout << "Eres mayor de edad
";
    } else {
        std::cout << "Eres menor de edad
";
    }

    return 0;
}

Múltiples condiciones

int score = 85;

if (score >= 90) {
    std::cout << "A
";
} else if (score >= 80) {
    std::cout << "B
";
} else if (score >= 70) {
    std::cout << "C
";
} else {
    std::cout << "F
";
}

// [X] Mal: la segunda condición nunca se alcanza
if (score >= 70) {      /*...*/
}                       // Se ejecuta si score=85
else if (score >= 80) { /*...*/
}                       // Nunca se alcanza!

// [OK] Bien: del más restrictivo al menos restrictivo
if (score >= 90) {        /*...*/
} else if (score >= 80) { /*...*/
} else if (score >= 70) { /*...*/
}

Operador ternario

int a = 10;
int b = 20;

// Forma larga
int max;
if (a > b) {
    max = a;
} else {
    max = b;
}

// Forma corta (operador ternario)
int max = (a > b) ? a : b;

El operador ternario es útil para asignaciones condicionales simples, pero evita abusar de él.

Loops: for

Los loops (bucles) permiten ejecutar un bloque de código repetidamente. Son esenciales para procesar colecciones de datos, realizar cálculos iterativos, o repetir acciones hasta que se cumpla una condición. El loop for es ideal cuando conoces de antemano cuántas iteraciones necesitas.

¿Por qué necesitamos loops? Imagina que necesitas procesar 1000 elementos de un array. Sin loops, tendrías que escribir 1000 líneas de código casi idénticas. Los loops te permiten escribir la lógica una vez y repetirla automáticamente, haciendo el código más corto, legible y mantenible.

Loop For Clásico

#include <iostream>

int main() {
    // Imprimir números del 0 al 9
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::cout << i << " ";
    }
    // Output: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

    return 0;
}

flowchart TB
    A["for (int i = 0; i < 10; i++)"] --> B["int i = 0"]
    A --> C["i < 10"]
    A --> D["i++"]

    B --> B1["Inicialización<br/>(se ejecuta UNA vez al inicio)"]
    C --> C1["Condición<br/>(se evalúa antes de cada iteración)"]
    D --> D1["Incremento<br/>(después de cada iteración)"]

    E["Flujo de ejecución:"] --> E1["1. Inicialización: int i = 0"]
    E1 --> E2["2. ¿Condición verdadera? (i < 10)"]
    E2 --> E3["3. Ejecuta el cuerpo del loop"]
    E3 --> E4["4. Incremento: i++"]
    E4 --> E5["5. Vuelve al paso 2"]

    style A fill:#e1f5fe,stroke:#0277bd,stroke-width:3px
    style B fill:#fff3e0,stroke:#e65100,stroke-width:2px
    style C fill:#f3e5f5,stroke:#6a1b9a,stroke-width:2px
    style D fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px

En loops, i++ y ++i tienen el mismo efecto para tipos primitivos, pero ++i es mejor práctica.

Loops: while y do-while

While loop

int count = 0;

while (count < 5) {
    std::cout << "Count: " << count << "
";
    count++;
}
// Imprime Count: 0, 1, 2, 3, 4

Do-while loop

int num;
do {
    std::cout << "Ingresa un número positivo: ";
    std::cin >> num;
} while (num <= 0);

// Se ejecuta al menos UNA vez, incluso si num > 0

Break y continue

// break: Sale del loop
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (i == 5) break;  // Sale cuando i=5
    std::cout << i << " ";
}
// Output: 0 1 2 3 4

// continue: Salta a la siguiente iteración
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (i % 2 == 0) continue;  // Salta números pares
    std::cout << i << " ";
}
// Output: 1 3 5 7 9

flowchart TB
    subgraph "break: Sale del loop"
    B1["Loop cuerpo"] --> B2["if (x)"]
    B2 --> B3["break"]
    B3 --> B4["Sale del loop<br/>completamente"]
    end

    subgraph "continue: Salta a siguiente iteración"
    C1["Loop cuerpo"] --> C2["if (x)"]
    C2 --> C3["continue"]
    C3 --> C4["Salta a la<br/>siguiente iteración"]
    C1 --> C5["código..."]
    C5 -.->|"este código no se<br/>ejecuta si continue"| C4
    end

    style B3 fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:2px
    style C3 fill:#fff3e0,stroke:#f57c00,stroke-width:2px

Loops anidados

// Tabla de multiplicar
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    for (int j = 1; j <= 5; j++) {
        std::cout << i * j << "	";
    }
    std::cout << "
";
}

/* Output:
1  2  3  4  5
2  4  6  8  10
3  6  9  12 15
4  8  12 16 20
5  10 15 20 25
*/

Cada nivel de anidación multiplica el número de iteraciones exponencialmente.

Range-based for loop (C++11)

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> nums = {10, 20, 30, 40, 50};

    // Range-based for loop (C++11)
    for (int num : nums) {
        std::cout << num << " ";
    }
    // Output: 10 20 30 40 50

    return 0;
}

// [X] Copia cada elemento (ineficiente para objetos grandes)
for (MyObject obj : vec) {
    ...
}

// [OK] Referencia (no copia, pero puedes modificar)
for (MyObject& obj : vec) {
    ...
}

// [OK] Referencia constante (no copia, no modifica)
for (const MyObject& obj : vec) {
    ...
}

// [OK] Auto + const& (el compilador deduce el tipo)
for (const auto& obj : vec) {
    ...
}

Errores comunes

// [X] Loop infinito: i nunca cambia
int i = 0;
while (i < 10) {
    std::cout << i << "\n";
    // Falta: i++
}

// [X] Loop infinito: condición siempre verdadera
for (int i = 0; i > -1; i++) {
    // i siempre será >= 0
}

// [X] Se pasa del límite
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
    // Itera 11 veces (0-10), no 10
}

// [OK] Correcto
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    // Itera 10 veces (0-9)
}

Checklist

• Sé cuándo usar if vs switch
• Ordeno condiciones de más restrictiva a menos restrictiva
• Entiendo la diferencia entre for, while y do-while
• Sé usar break y continue correctamente
• Evito loops infinitos verificando la condición
• Uso range-based for cuando es posible
• Entiendo la complejidad O(N²) de loops anidados

Preguntas para reflexionar