Tooprogram.ru

Компьютерный справочник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Структуры в си примеры

Сложные типы данных в Си

Структура — это объединение нескольких объектов, возможно, различного типа под одним именем, которое является типом структуры. В качестве объектов могут выступать переменные, массивы, указатели и другие структуры.

Структуры позволяют трактовать группу связанных между собой объектов не как множество отдельных элементов, а как единое целое. Структура представляет собой сложный тип данных, составленный из простых типов.

Общая форма объявления структуры:

После закрывающей фигурной скобки > в объявлении структуры обязательно ставится точка с запятой.

Пример объявления структуры

В указанном примере структура date занимает в памяти 12 байт. Кроме того, указатель *month при инициализации будет началом текстовой строки с названием месяца, размещенной в памяти.

При объявлении структур, их разрешается вкладывать одну в другую.

Инициализация полей структуры

Инициализация полей структуры может осуществляться двумя способами:

  • присвоение значений элементам структуры в процессе объявления переменной, относящейся к типу структуры;
  • присвоение начальных значений элементам структуры с использованием функций ввода-вывода (например, printf() и scanf() ).

В первом способе инициализация осуществляется по следующей форме:

Имя элемента структуры является составным. Для обращения к элементу структуры нужно указать имя структуры и имя самого элемента. Они разделяются точкой:

Второй способ инициализации объектов языка Си с использованием функций ввода-вывода.

Имя структурной переменной может быть указано при объявлении структуры. В этом случае оно размещается после закрывающей фигурной скобки > . Область видимости такой структурной переменной будет определяться местом описания структуры.

Поля приведенной структурной переменной: number.real, number.imag .

Объединения

Объединениями называют сложный тип данных, позволяющий размещать в одном и том же месте оперативной памяти данные различных типов.

Размер оперативной памяти, требуемый для хранения объединений, определяется размером памяти, необходимым для размещения данных того типа, который требует максимального количества байт.

Когда используется элемент меньшей длины, чем наиболее длинный элемент объединения, то этот элемент использует только часть отведенной памяти. Все элементы объединения хранятся в одной и той же области памяти, начиная с одного адреса.

Общая форма объявления объединения

Объединения применяются для следующих целей:

  • для инициализации объекта, если в каждый момент времени только один из многих объектов является активным;
  • для интерпретации представления одного типа данных в виде другого типа.

Например, удобно использовать объединения, когда необходимо вещественное число типа float представить в виде совокупности байтов

Результат выполнения:

Пример Поменять местами два младших байта во введенном числе

Результат выполнения

Битовые поля

Используя структуры, можно упаковать целочисленные компоненты еще более плотно, чем это было сделано с использованием массива.

Набор разрядов целого числа можно разбить на битовые поля, каждое из которых выделяется для определенной переменной. При работе с битовыми полями количество битов, выделяемое для хранения каждого поля отделяется от имени двоеточием


При работе с битовыми полями нужно внимательно следить за тем, чтобы значение переменной не потребовало памяти больше, чем под неё выделено.

Пример Разработать программу, осуществляющую упаковку даты в формат

Результат выполнения

Массивы структур

Работа с массивами структур аналогична работе со статическими массивами других типов данных.

Пример Библиотека из 3 книг

Результат выполнения

Указатели на структуры

Доступ к элементам структуры или объединения можно осуществить с помощью указателей. Для этого необходимо инициализировать указатель адресом структуры или объединения.

Для организации работы с массивом можно использовать указатель. При этом обращение к полям структуры через указатель будет выглядеть как:

Структуры

Определение структур

Структура в языке программирования Си представляет собой производный тип данных, который объединяет в единое целое множество компонентов. При этом в отличие от массива эти компоненты могут представлять различные типы данных.

Для определения структуры применяется ключевое слово struct , а сам формат определения выглядит следующим образом:

Имя_структуры представляет произвольный идентификатор, к которому применяются те же правила, что и при наименовании переменных.

После имени структуры в фигурных скобках помещаются Компоненты_структуры , которые представляют набор описаний объектов, которые составляют структуру.

Следует отметить, что в отличие от функции при определении структуры после закрывающей фигурной скобки идет точка с запятой.

Например, определим простейшую структуру:

Здесь определена структура person , которая имеет два элемента: age (представляет тип int) и name (представляет указатель на тип char).

Все элементы структуры объявляются как обычные переменные. Но в отличие от переменных при определении элементов структуры для них не выделяется память, и их нельзя инициализировать. По сути мы просто определяем новый тип данных.

После определения структуры мы можем ее использовать. Для начала мы можем определить объект структуры — по сути обычную переменную, которая будет представлять выше созданный тип:

Здесь определена переменная tom, которая представляет структуру person. И при каждом определении переменной типа структуры ей будет выделяться память, необходимая для хранения ее элементов.

Читать еще:  Единица си крутизны фронта импульса

При определении переменной структуры ее можно сразу инициализировать, присвоив какое-нибудь значение:

Инициализация структур аналогична инициализации массивов: в фигурных скобках передаются значения для элементов структуры по порядку. Так как в структуре person первым определено свойство, которое представляет тип int — число, то в фигурных скобках вначале идет число. И так далее для всех элементов структуры по порядку.

Также после создания переменной структуры можно обращаться к ее элементам — получать их значения или, наоборот, присваивать им новые значения. Для обращения к элементам структуры используется операция «точка»:

Теперь объединим все вместе в рамках программы:

Консольный вывод программы:

С элементами структуры можно производить все те же операции, что и с переменными тех же типов. Например, добавим ввод с консоли:

Консольный вывод программы:

Мы можем одновременно совмещать определение типа структуры и ее переменных:

После определения структуры, но до точки запятой мы можем через запятую перечислить набор переменных. А затем присвоить их элементам значения.

При подобном определении мы можем даже не указывать имя структуры:

В этом случае компилятор все равно будет знать, что переменные tom, bob и alice представляют структуры с двумя элементами name и age. И соответственно мы также с этими переменными сможем работать. Другое дело, что мы не сможем задать новые переменные этой структуры в других местах программы.

typedef

Еще один способ определения структуры представляет ключевое слово typedef :

В конце определения структуры после закрывающей фигурной скобки идет ее обозначение — в данном случае person . В дальнейшем мы можем использовать это обозначение для создания переменной структуры. При этом в отличие от примеров выше здесь не надо при определении переменной не надо использовать слово struct .

Директива define

Еще один способ определить структуру представляет применение препроцессорной директивы #define :

В данном случае директива define определяет константу PERSON, вместо которой при обработке исходного кода препроцессором будет вставляться код структуры struct

Как стать программистом

Обучение основам программирования на C для чайников.

Страницы

Последние новости

YoungCoder теперь и на Stepikе. Записывайтесь: https://vk.cc/75rISy

Чтобы записаться на курс, необходимо зарегистрироваться на Степике: https://vk.cc/75rIC4

Это моя личная ссылка-приглашение на Stepik для вас. Регистрируясь по этой ссылке, записываясь на курсы и решая задачи, Вы помогаете автору данного сайта принять участие в конкурсе платформы Stepik! Подробности конкурса здесь: https://vk.cc/75rKuS

среда, 7 января 2015 г.

Структуры в языке Си.

Видео урок.

Прежде чем говорить о структурах, вспомним массивы. Как вы, наверное, помните, массивы предназначены для хранения однотипных данных. Другими словами каждый элемент массива представляет собой значение определенного типа: целое число, символ, строка. Но зачастую, в программах, требуется хранить в одном месте данные разных типов. В качестве примера, в этом уроке будем рассматривать программу каталог книг. Про каждую книгу нам известно: название, автор, год издания, количество страниц, стоимость.
Типы переменных, используемые для хранения подобных данных очевидны:
char[] – автор, название.
int – год издания, количество страниц.
float – стоимость.

На ум сразу приходит следующий вариант реализации. Завести для каждого отдельного качества отдельный массив. Например:

Тогда, обращаясь по i -му номеру к соответствующему массиву, мы могли бы получить требуемую информацию. Например, вот так мы могли бы вывести на экран автора, название и количество страниц четвертой книги (не забываем, что нумерация элементов массива начинается с нуля).

Оставим пока что эту реализацию, и посмотрим, как выполнить такую же задачу с использованием структур. Но прежде всего, определим, что такое структура.

Задумаемся, что такое структура в обычном понимании этого слова. Структура – это строение или внутренне устройство какого-либо объекта.
Структура в языке Си – это тип данных, создаваемый программистом, предназначенный для объединения данных различных типов в единое целое.
Прежде чем использовать в своей программе структуру, необходимо её описать, т.е. описать её внутреннее устройство. Иногда это называю шаблоном структуры. Шаблон структуры описывается следующим образом.
На картинке слева, мы описали шаблон структуры с именем point . В любом шаблоне структуры можно выделить две основных части: заголовок (ключевое слово struct и имя структуры) и тело (поля структуры, записанные внутри составного оператора).
Точка с запятой в конце обязательна, не забывайте про неё.

Возвращаясь к нашему примеру, опишем структуру book с полями date, pages, author, title, price соответствующих типов.

Попутно отметим, что в качестве полей структуры могут выступать любые встроенные типы данных и даже другие структуры. Подробнее об этом я расскажу в другом уроке. На имена полей накладываются те же ограничения, что и на обычные переменные. Внутри одной структуры не должно быть полей с одинаковыми именами. Имя поля не должно начинаться с цифры. Регистр учитывается.
После того, как мы описали внутреннее устройство структуры, можно считать, что мы создали новый тип данных, который устроен таким вот образом. Теперь этот тип данных можно использовать в нашей программе.
ПРИМЕЧАНИЕ: Обычно структуры описываются сразу после подключения заголовочных файлов. Иногда, для удобства, описание структур выносят в отдельный заголовочный файл.

Читать еще:  К основным единицам системы си относятся

Объявление структурной переменной происходит по обычным правилам.
struct book kniga1;

Такое объявление создает в памяти переменную типа book , с соответствующими полями.

Отличие структурной переменной от обычной переменной удобно проиллюстрировать на примере с коробками. Считаем, что обычная переменная это просто коробка, в которую можно положить объект определенного типа, например, целое число.
Структурная переменная, это тоже коробка, внутри которой есть отдельные секции для хранения различных данных. Количество этих секций и типы данных, которые мы можем там хранить, задаются шаблоном структуры. На рисунке я постарался схематично изобразить устройство структурной переменной.

Отмечу, что я сознательно не касаюсь вопроса о том, как хранится структура в памяти, так как считаю, что для новичков эти тонкости будут излишни.
Кроме того, еще одну удобную интерпретацию структуры дает нам книга K&R. Можно думать о ней, как о строчке в таблице, где столбцами выступают поля структуры.

Если кто-то имел дело с реляционными базами данных (MySQL, Oracle), то вам эта такая интерпретация будет очень знакома.

Хорошо, переменную мы объявили. Самое время научиться сохранять в неё данные, иначе, зачем она нам вообще нужна. Мы можем присвоить значения сразу всем полям структуры при объявлении. Это очень похоже на то, как мы присваивали значения массиву при его объявлении.

Важный момент. Порядок и тип аргументов, должен совпадать с порядком и типом полей, описанных в шаблоне структуры. В нашем примере мы сначала записали дату, потом количество страниц, имя автора, название книги и стоимость. Пропустить какой-то аргумент нельзя, но можно не объявлять несколько последних. Т.е. вполне допустима следующая конструкция:

Для обращения к отдельным полям структуры используется оператор доступа «.» . Да-да, обычная точка.
Примеры:

Задание: Проверить, что хранится в полях структуры до того, как им присвоено значение.
Сейчас, в одной переменной типа book храниться вся информация об одной книге. Но так как в каталоге вряд ли будет всего одна книга, нам потребуется много переменных одного и того же типа book . А значит что? Правильно, нужно создать массив таких переменных, то есть массив структур. Делается это аналогично, как если бы мы создавали массив переменных любого стандартного типа.

Каждый элемент этого массива это переменная типа book . Т.е. у каждого элемента есть свои поля date, pages, author, title, price . Тут-то и удобно вспомнить о второй интерпретации структуры. В ней массив структур будет выглядеть как таблица.

Используя массив структур получить информацию об отдельной книге можно следующим образом.

Обращаясь к kniga[3].author мы обращаемся к четвертой строке нашей таблицы и столбику с именем author . Удобная интерпретация, не правда ли?
На данном этапе мы научились основам работы со структурами. Точнее мы переписали с использованием структур тот же код, который использовал несколько массивов. Кажется, что особой разницы нет. Да, на первый взгляд это действительно так. Но дьявол, как обычно, кроется в мелочах.
Например, очевидно, что в нашей программе нам часто придется выводить данные о книге на экран. Разумным решением будет написать для этого отдельную функцию.
Если бы мы пользуемся несколькими массивами, то эта функция выглядела бы примерно так:

А её вызов выглядел как-то вот так:

Не очень-то и компактно получилось, как вы можете заметить. Легче было бы писать каждый раз отдельный printf(); .
Совсем другое дело, если мы используем структуры. Так как структура представляет собой один целый объект (большую коробку с отсеками), то и передавать в функцию нужно только его. И тогда нашу функцию можно было бы записать следующим образом:

И вызов, выглядел бы приятнее:

Вот это я понимаю, быстро и удобно, и не нужно каждый раз писать пять параметров. А представьте теперь, что полей у структуры бы их было не 5, а допустим 10? Вот-вот, и я о том же.
Стоит отметить, что передача структурных переменных в функцию, как и в случае обычных переменных осуществляется по значению. Т.е. внутри функции мы работаем не с самой структурной переменной, а с её копией. Чтобы этого избежать, как и в случае переменных стандартных типов используют указатель на структуру. Там есть небольшая особенность, но об этом я расскажу в другой раз.
Кроме того, мы можем присваивать структурные переменные, если они относятся к одному и тому же шаблону. Зачастую это очень упрощает программирование.
Например, вполне реальная задача для каталога книг, упорядочить книги по количеству страниц.
Если бы мы использовали отдельные массивы, то сортировка выглядела бы примерно так.

Читать еще:  Структура ассемблерной строки

Совсем другой дело, если мы используем структуры.

Неоспоримое удобство, не правда ли?
Надеюсь, у меня получилось достаточно убедительно показать преимущества использования структур.
На этой радостной ноте, я и завершаю сегодняшний урок.

1. Добавить в структуру поле количество прочитанных страниц.
2. Напишите несколько дополнительных функций для описанной программы.

  • Чтение данных в структуру из файла. В файле запись о каждой книге хранится в следующем формате:

C Урок 25. Структуры

В данном уроке мы познакомимся со структурами, для чего они нужны и как мы их можем использовать в наших программах.

Нередко в программе может потребоваться объединить несколько переменных различного типа в какой-то один набор для достижения той или иной общей цели. Например, нам нужно описать какой-нибудь товар и создать для него какую-то переменную, которая могла бы хранить ряд его свойств — наименование полное, наименование краткое, вес, цену, количество, единицу измерения и так далее. Эти свойства здесь имеют, как мы видим, различный тип данных, здесь есть и строки, есть и числа с плавающей точкой, могут быть и другие типы данных, а объединить мы их все хотим в какую-то общую группу, присвоить ей какое-то своё отдельное имя, создавать потом с этим именем переменные и обращаться к ним по данному имени, чтобы получить затем вышеперечисленные значения, а также их изменять в ходе нашей программы.

Вот именно в такой ситуации нам на помощь и приходят структуры.

Структура в языке C — это сгруппированные (ая) под одним именем одна или несколько переменных (возможно, различных типов). В качестве этих переменных могут быть также массивы данных, указатели на различные типы данных, также переменные других типов структур и т.д.

Вот общий вид объявления структуры

Это самое классическое объявление структур, но используется часто.

Вот так например, мы можем описать структуру для какого-то товара

struct goods

char nm [60];

float amount ;

char measure [20];

float price ;

float wieght ;

Затем в коде мы можем объявлять переменные типа нашей структуры вот таким образом

struct goods st1;

Затем мы можем обращаться к данным нашей структуры через точку.

Давайте проинициализируем переменные нашей структуры, которые, кстати, называются ещё полями

strcpy (st1. nm , «Цемент» );

st1. amount = 551.;

strcpy (st1. measure , «мешок» );

st1. price = 350.35;

st1. wieght = 50.;

Объявлять наши структуры мы можем также и через стандартное объявление типов с помощью директивы typedef, тогда уже имя типа данных нашей структуры будет следовать после блока с переменными

typedef struct

char nm [60];

float amount ;

char measure [20];

float price ;

float wieght ;

> goods ;

Переменные типов таких структур мы уже объявляем без ключевого слова struct

goods st1;

После этого мы с данной переменной работаем таким же образом, как и с переменными типов структур, объявленных классическим способом.

Также не лишним будет упомянуть, что переменные наших структур могут использоваться в функциях в качестве возврата. Это один из способов вернуть сразу несколько значений разного типа из функции.

Инициализировать поля переменных типов структур мы можем также и во время их объявления.

Например, наш товар мы можем описать вот таким способом

Также структуры можно объявлять с помощью создания указателей на них, но это будет рассмотрено в более поздних уроках, когда мы познакомимся с указателями и их использованием.

А, думаю, что пока нам теории по структурам вполне достаточно.

Давайте теперь поработаем со структурами практически.

Создадим проект с именем MYPROG25, который был сделан на основе проекта прошлого урока с именем MYPROG24.

Откроем наш проект в Eclipse, произведём его первоначальную настройку и удалим весь наш код из функции main() за исключением возврата, а то больно много там всего набралось. Функция main() приобретёт вот такой вид

int main()

return 0; //Return an integer from a function

Удалим также объявление перечисления, в том числе и закомментированное, также объявление переменной пользовательского типа. Удалим функции print_res и my_counter с их телами, а также прототипы на них.

Представим, что у нас есть задача описать несколько студентов, у которых будут ФИО, возраст и информация о том, на каком курсе данный студент обучается, так сказать, минимальная информация.

Объявим вот такую глобальную структуру (хотя если мы с данной структурой хотим работать только в рамках какого-то блока, то она вполне имеет право быть и локальной)

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector