Vvmebel.com

Новости с мира ПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Структура в программировании

Структуры

Структура — это совокупность переменных, объединенных одним именем, предоставляющая общепринятый способ совместного хранения информации. Объявление структуры приводит к образованию шаблона, используемого для создания объектов структуры. Переменные, образующие структуру, называются членами структуры. (Члены структуры также часто называются элементами или полями.)

Обычно все члены структуры связаны друг с другом. Например, информация об имени и адресе, находящаяся в списке рассылки, обычно представляется в виде структуры. Следующий фрагмент кода объявляет шаблон структуры, определяющий имя и адрес. Ключевое слово struct сообщает компилятору об объявлении структуры.

struct addr <
char name[30];
char street [40]; char city[20];
char state[3];
unsigned long int zip;
>;

Объявление завершается точкой с запятой, поскольку объявление структуры — это оператор. Имя структуры addr идентифицирует структуру данных и является спецификатором типа. Имя структуры часто используют как ярлык.

На данный момент на самом деле не создано никакой переменной. Определена только форма данных. Для объявления настоящей переменной, соответствующей данной структуре, следует написать:

struct addr addr_info;

В данной строке происходит объявление переменной addr_info типа addr. При объявлении структуры определяется переменная смешанного типа. До тех пор, пока не будет объявлена переменная данного типа, она не будет существовать.

Когда объявлена структурная переменная, компилятор автоматически выделяет необходимый участок памяти для размещения всех ее членов. Рис. показывает размещение addr_info в памяти.

При объявлении структуры можно одновременно объявить одну или несколько переменных.

struct addr <
char name[30];
char street[40];
char city[20];
char state[3];
unsigned long int zip;
> addr_info; binfo, cinfo;

объявляет структуру addr и объявляет переменные addr_info, binfo, cinfo данного типа.

Важно понять, что каждая вновь создаваемая структурная переменная содержит свои собственный копии переменных, образующих структуру. Например, поле zip переменной binfo отделено от поля zip переменной cinfo. Фактически, единственная связь между binfo и cinfo заключается в том, что они обе являются экземплярами одного типа структуры. Больше между ними нет связи.

Если необходима только одна структурная переменная, то нет необходимости в ярлыке структуры. Это означает, что

struct <
char name[30];
char street[40];
char city[20];
char state[3];
unsigned long int zip;
> addr_info;

объявляет одну переменную addr_info с типом, определенным предшествующей ей структурой. Стандартный вид объявления структуры следующий:

struct ярлык <
тип имя переменной;
тип имя переменной;
тип имя переменной;
> структурные переменные;

ярлык — это имя типа структуры, а не имя переменной. Структурные переменные — это разделенный запятыми список имен переменных. Следует помнить, что или ярлык, или структурные переменные могут отсутствовать, но не оба.

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

Читать еще:  Класс в программировании это


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.

Структура (программирование)

Структура — конструкция большинства языков программирования, позволяющая содержать в себе набор переменных различных типов. В языках семейства Pascal структуры традиционно называют записями (англ. record ).

С внедрением концепции объектно-ориентированного программирования понятие структуры было расширено, в частности была добавлена возможность включения в структуру функций-методов, появились ключевые слова для ограничения доступа к элементам структуры. В результате структура стала очень похожа на классы и интерфейсы, однако в большинстве языков сохранила некоторые отличия от них.

Содержание

Пример объявления структуры

Pascal

Отличия от классов

Отличия классов от структур в разных языках разнится. Отличия для языка С#:

  • Размещение: в области стека (классы — управляемая куча (heap)
  • Копирование: создаётся отдельная копия объекта, которая после копирования живёт «своей жизнью» (классы — создаётся ссылка на тот же класс (т. н. instance)
  • Наследование: не разрешается дополнение своими свойствами; от него нельзя наследовать (класс — позволяет, кроме случаев когда класс создавался с ключевым словом sealed, не разрешающим наследование)
  • Передача параметров: как локальные копии переменных (в классах — как ссылки)
  • Конструктор: да, кроме конструктора по умолчанию, который не требует параметров (в классах — да, без ограничений)
  • Освобождение переменной: при выходе за пределы видимости (в классах — во время процесса сборки мусора (garbage collector)

Отличия для языка C++:

  • Члены структуры по умолчанию (без явного указания спецификатора доступа) являются публичными, а члены класса — закрытыми

Логический • Низший тип • Коллекция • Перечисляемый тип • Исключение • First-class function • Opaque data type • Recursive data type • Семафор • Поток • Высший тип • Type class • Unit type • Void

Абстрактный тип данных • Структура данных • Интерфейс • Kind (type theory) • Примитивный тип • Subtyping • Шаблоны C++ • Конструктор типа • Parametric polymorphism

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Структура (программирование)» в других словарях:

Программирование — процесс составления упорядоченной последовательности действий (программы (См. Программа)) для ЭВМ; научная дисциплина, изучающая программы для ЭВМ и способы их составления, проверки и улучшения. Каждая ЭВМ является автоматом,… … Большая советская энциклопедия

ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ — математическая дисциплина, изучающая математич. абстракции программ, трактуемых как объекты, выраженные на формальном языке, обладающие определенной информационной и логич. структурой и подлежащие исполнению на автоматич. устройствах. П. т.… … Математическая энциклопедия

СТРУКТУРА ИССЛЕДОВАНИЯ: — деятельностная: мотивы – цели – задачи – содержание – формы – методы – критерии – результаты; управленческая: первичный анализ – прогнозирование – программирование – планирование – организация – регулирование – контроль – анализ – корригирование… … Современный образовательный процесс: основные понятия и термины

Класс (программирование) — У этого термина существуют и другие значения, см. Класс. Класс в программировании набор методов и функций. Другие абстрактные типы данных метаклассы, интерфейсы, структуры, перечисления характеризуются какими то своими, другими… … Википедия

Нейро-лингвистическое программирование — Нейролингвистическое программирование (НЛП) (англ. Neuro linguistic programming) (также встречается вариант «нейро лингвистическое программирование») комплекс моделей, техник и операционных принципов (контекстуально зависимых убеждений),… … Википедия

Ретроспектива в программирование — Разработка программного обеспечения Процесс разработки ПО Шаги процесса Анализ • Проектирование • Реализация • Тестирование • … Википедия

Структурное программирование — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

Неструктурированное программирование — Структурное программирование методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Предложена в 70 х годах XX века Э. Дейкстрой, разработана и дополнена Н. Виртом. В … Википедия

Нейролингвистическое программирование: Библиография — Одна из статей на тему Нейролингвистическое программирование (НЛП) Основные статьи НЛП · Принципы · НЛП психотерапия · История Новый код · НЛП и наука · Библиография · Словарь Принципы и методы Моделирование · Метамодель · Милтон модель Позиции… … Википедия

Парадигма (программирование) — Парадигма программирования это совокупность идей и понятий, определяющая стиль написания программ. Парадигма, в первую очередь, определяется базовой программной единицей и самим принципом достижения модульности программы. В качестве этой единицы … Википедия

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.

Читать еще:  White space язык программирования

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.

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:

Читать еще:  Hello world на разных языках программирования

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.

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:

Управляющие операторы. Структуры данных языка С

Базовые конструкции структурного программирования

Презентацию к лекции Вы можете скачать здесь.

В теории программирования доказано, что программу для решения задачи любой сложности можно составить только из трех структур, называемых следованием, ветвлением и циклом. Их называют базовыми конструкциями структурного программирования.

Следованием называется конструкция, представляющая собой последовательное выполнение двух или более операторов (простых или составных).

Ветвление задает выполнение либо одного, либо другого оператора в зависимости от выполнения какого-либо условия.

Цикл задает многократное выполнение оператора.

Особенностью базовых конструкций является то, что любая из них имеет только один вход и один выход (см. рис. 3.1), поэтому конструкции могут вкладываться друг в друга произвольным образом.

Целью использования базовых конструкций является получение программы простой структуры. Такую программу легко читать, отлаживать и при необходимости вносить в нее изменения.

Оператор «выражение»

Любое выражение, завершающееся точкой с запятой, рассматривается как оператор, выполнение которого заключается в вычислении выражения. Частным случаем выражения является пустой оператор ; (он используется, когда по синтаксису оператор требуется, а по смыслу — нет). Примеры:

Операторы ветвления

Условный оператор if

Условный оператор if используется для разветвления процесса вычислений на два направления. Структурная схема оператора приведена на рис. 3.1. Формат оператора:

if ( выражение ) оператор_1; [else оператор_2;]

Сначала вычисляется выражение, которое может иметь арифметический тип или тип указателя. Если оно не равно нулю, выполняется первый оператор, иначе — второй. После этого управление передается на оператор, следующий за условным. Одна из ветвей может отсутствовать.

Если в какой-либо ветви требуется выполнить несколько операторов, их необходимо заключить в блок. Блок может содержать любые операторы, в том числе описания и другие условные операторы.

В примере 1 отсутствует ветвь else . Подобная конструкция называется «пропуск оператора», поскольку присваивание либо выполняется, либо пропускается в зависимости от выполнения условия.

Если требуется проверить несколько условий, их объединяют знаками логических операций . Например, выражение в примере 2 будет истинно в том случае, если выполнится одновременно условие a

Оператор в примере 3 вычисляет наименьшее значение из трех переменных. Фигурные скобки в данном случае не обязательны.

Пример. Производится выстрел по мишени, изображенной на рис. 3.2. Определить количество очков.

Оператор switch

Оператор switch (переключатель) предназначен для разветвления процесса вычислений на несколько направлений. Формат оператора:

Выполнение оператора начинается с вычисления выражения (оно должно быть целочисленным), а затем управление передается операторам, помеченным константным выражением, значение которого совпало с вычисленным, после чего последовательно выполняются все остальные ветви, если выход из переключателя явно не указан.

Все константные выражения должны иметь разные значения, но быть одного и того же целочисленного типа . Несколько меток могут следовать подряд. Если совпадения не произошло, выполняются операторы, расположенные после слова default (а при его отсутствии управление передается следующему за switch оператору).

Пример (программа реализует простейший калькулятор на 4 действия):

Выход из переключателя обычно выполняется с помощью операторов break или return .

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector