Тип переменной определяет: её размер в памяти, тип данных, которые она может хранить и операции, которые можно производить с этой переменной.
Тип данных является категорией. В языке С++ программист может создать любой тип данных на основе базовых типов. Новые типы данных необходимо создавать для решения конкретных практических задач. Например: реализация работы деканата.
Успех программы часто зависит от удачного выбора способа представления данных. С помощью структур возможно моделировать сложные объекты, возникающие при решении задач. Структуры представляют средство для доступа к записям, которые содержат поля одного или нескольких типов.
Для использования структуры необходимо:
1. установить шаблон для структуры
2. объявить переменную, соответствующую этому шаблону
3. осуществить доступ к компонентам структуры.
Шаблон структуры
Шаблон - это схема, описывающая содержание структуры. Установка структурного шаблона телефонный справочник:
struct sprav {
char fio;
long num;
};
Данный шаблон описывает структуру с именем типа структуры sprav, состоящую из двух компонентов: строки fio и целой переменной num типа long. Имя типа структуры sprav необязательно и используется для ссылки на эту структуру. Компоненты структуры - данные любого типа, включая и другие структуры. Имя внутри структуры может быть таким же, как имя объекта вне структуры. Если шаблон описан внутри функции - он доступен только этой функции, если шаблон описан вне функции - он доступен любой функции программы. Установка шаблона не вызывает никаких действий в программе.
Структурные переменные
Объявление структурных переменных приводит к выделению памяти для компонент структуры, куда можно записать данные или откуда можно прочитать их. Для объявления структурных переменных имеются несколько способов.
1. Установить структурный шаблон:
struct sprav {
char fio;
long num;
};
Объявить простую переменную, массив структур, указатель на структуру: struct sprav tel1, tel2, *tel3;
2. Установить структурный шаблон с помощью макроопределения:
#define SPRAV struct sprav
SPRAV {
char fio;
long num;
};
Объявить переменные:
SPRAV sp1, sp2, *sp3;
3. Объявить переменные одновременно с установкой шаблона (если на данную структуру вы больше не ссылаетесь):
struct {
char fio;
long num;
} tel1, tel2, *tel3;
4. Ввести новый тип данных (TEL)-структура определенного вида:
typedef struct {
char fio;
long num;
} TEL;
Объявить переменные нового типа:
TEL tel1, tel2, *tel3;
Если программа достаточно объемна, представляется более удобным четвертый способ.
Инициализация структуры
Инициализировать можно только внешние или статические структуры.
static struct {
char fio;
long num;
} tel={
"Иванов Ф.А.", 456756,
"Петров В.П.", 632345
};
Доступ к компонентам структуры
Доступ к компонентам структуры продемонстрируем с помощью примеров.
/* Обращение к элементам структуры через имя переменной */
#include
#include
void main(void)
{
struct{
char fio; /* фамилия */
long num; /* телефон */
} tel1, tel2;
puts("введите фио абонента-");
gets(tel1.fio);
puts("введите его номер-");
scanf("%ld",&tel1.num);
tel2=tel1; /* нельзя так же сравнивать структуры */
puts("Введено:");
printf("Фамилия:%s номер: %ld\n",tel2.fio,tel2.num);
}
/* Динамическое выделение памяти для структуры */
#include
#include
#include
struct sprav {
char fio;
long num;
};
void main(void)
{
struct sprav *tel1, *tel2;
clrscr();
/* Выделение памяти для структуры */
tel1=(struct sprav *)malloc(sizeof(struct sprav));
tel2=(struct sprav *)malloc(sizeof(struct sprav));
gets(tel1->fio);
puts("введите его номер-");
scanf("%ld",&tel1->num);
*tel2= *tel1;
puts("Введено:");
printf("Фамилия:%s номер: %ld\n",(*tel2).fio,(*tel2).num);
}
Массив структур
/* Массив структур. Обращение к элементам структуры через */
/* имя элемента массива */
#include
#include
#include
#define SPRAV struct sprav
void main(void)
{
SPRAV{
char fio;
long num;
};
SPRAV tel; /* массив структур - 5 элементов */
char fio_tek;
int i;
clrscr();
/* ввод данных в массив структур */
for(i=0; i<5; i++)
{
puts("введите фио абонента-");
gets(tel[i].fio);
puts("введите его номер-");
scanf("%ld",&tel[i].num);
getchar();
}
gets(fio_tek);
/* поиск структуры по фамилии абонента */
for(i=0; i<5; i++)
if(!strcmp(fio_tek,tel[i].fio)) break;
if(i!=5) /* цикл закончен по break */
tel[i].num);
else /* цикл выполнился полностью */
puts("Абонент не найден");
}
/* Массив структур. Память выделяется динамически. */
/* Обращение к элементам структуры через указатель */
#include
#include
#include
#include
typedef struct{
char fio;
long num;
} TEL;
void main(void)
{
TEL *tel;
char fio_tek;
int i;
clrscr();
/* Выделение памяти для массива - 3 элемента */
tel=(TEL *)malloc(sizeof(TEL)*3);
for(i=0; i<3; i++)
{
puts("введите фио абонента-");
gets((tel+i)->fio);
puts("введите его номер-");
scanf("%ld",&(tel+i)->num);
getchar();
}
puts("Выбор телефона по фамилии");
gets(fio_tek);
for(i=0; i<5; i++,tel++)
if(!strcmp(fio_tek,tel->fio)) break;
if(i!=5)
printf("номер абонента %s равен %ld\n",fio_tek, \
tel->num);
else
puts("Абонент не найден");
}
Передача структуры в функцию
Непосредственный доступ к компонентам структуры - плохой стиль программирования. Все операции, которые разрешены применительно к структуре, должны быть при этом реализованы в виде отдельных функций. Не все компиляторы языка Си позволяют передавать структуры в функцию по значению, поэтому в примерах передача структуры идет через указатель.
/* Передача структуры в функцию через указатель на структуру */
/* Определение комплексного числа через структуру и действия */
/* над комплексными числами (ввод, вывод, вычисление суммы) */
#include
typedef struct { float a; /* действительная часть */
float b; /* мнимая часть */
} COMPLEX;
void vvod(COMPLEX *,float,float);
void sum(COMPLEX *,COMPLEX *,COMPLEX *);
void out(COMPLEX *);
void main(void)
{
COMPLEX x,y,z;
vvod(&x,2.5,6.7);
vvod(&y,6.89,8.45);
puts("Введены числа:");
out(&x);
out(&y);
sum(&x,&y,&z);
puts("Сумма комплексных чисел равна:");
out(&z);
}
/* Вывод комплексного числа */
void out(COMPLEX *p)
{
printf("(%.2f,%.2f)\n", (*p).a,(*p).b);
return;
}
/* Вычисление суммы двух комплексных чисел */
void sum(COMPLEX *p1,COMPLEX *p2,COMPLEX *p3)
{
(*p3).a=(*p1).a+(*p2).a;
(*p3).b=(*p1).b+(*p2).b;
return;
}
/* Ввод значений для элементов структуры */
void vvod(COMPLEX *p,float a, float b)
{
p->a=a;
p->b=b;
return;
}
Вложенные структуры
Структура, являющаяся компонентом другой структуры, называется вложенной.
/* Даны четыре точки - центры четырех окружностей. Заполнить структуру окружность, если все окружности проходят через начало координат. */
#include
#include
#include
#include
struct POINT {
float x;
float y;
};
struct CIRCLE {
struct POINT point; /* вложенная структура */
double r;
} circle, *p;
void main (void)
{
int i,j;
float a,b,c,d;
clrscr();
gotoxy(17,1);
cputs("ВВЕДИТЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК:\r\n");
for(i=0;i<2;i++)
{
cprintf ("\n\n ВВЕДИТЕ X: ");
cprintf ("X[%d]= ",i+1);
cscanf("%f",&circle[i].point.x);
cprintf ("\n ВВЕДИТЕ Y: ");
cprintf ("Y[%d]= ",i+1);
cscanf ("%f",&circle[i].point.y);
}
p=circle;
gotoxy(17,12);
cputs("РЕЗУЛЬТАТ:\r\n\n");
for(i=0;i<2;i++)
{
a=p->point.x;
b=p->point.y;
c=sqrt(a*a+b*b);
p->r=c;
cprintf("\nРАДИУС: %lf ЦЕНТР (%f,%f)\r\n",p->r,a,b);
p++;
}
Структура в Си - тип данных, предназначенный для размещения значения разного типа в одном объекте. Полезен, когда необходимо объединить несколько переменных с разными типами под одним именем. Делают программу более компактной, ею удобней управлять. Структура имеет схожие особенности с массивами и классами.
Массивы
Прежде чем говорить о структуре в Си, нужно описать массив.
Существуют массивы одномерные, двумерные, трехмерные. Одномерный - это такой, у которого есть только одна строка с заполненными значениями. Двумерный - одномерный массив, внутри которого находятся другие одномерные массивы.
Обычный массив в Си записывается так: int a = {1, 2, 3, 4}.
Видим, что a - имя, int - тип данных, внутри фигурных скобок { } находятся значения, между квадратными скобками указывается длина, то есть количество элементов. Количество элементов является статическим, равняется 4. Это означает, что если в этом примере пользователь добавит пятое значение, компилятор выдаст ошибку. Если изначально не известно количество, они могут быть добавлены позже, но в квадратных скобках не ставится значение.
Двумерный объявляется похожим образом. Например, массив, который содержит 5 элементов-массивов, при этом каждый содержит по 3 элемента объявляется так: int a.По аналогии с одномерным добавлять ничего нельзя, чтобы не получить ошибку компилирования.
Различают динамические и статические. Статический - это такой, который вмещает фиксированное количество данных, то есть имеет постоянную длину. Под динамическим понимается тот, размер которого не ограничивается, он может меняться во время выполнения программы. Инициализация динамического массива происходит без указания точного количества.
Классы
Класс и структура похожи по между собой, но отличаются некоторыми нюансами. Что это такое? Это абстракция, описывающая методы еще не существующего объекта. После создания объект или, как он называется по-другому, экземпляр класса имеет конкретные свойства. Методы могут использоваться внутри, снаружи или при наследовании.
Класс объявляется так:
class /*class name*/
/* спецификатор доступа private обозначает, что управление методами возможно только внутри класса*/
/* делает свойства доступными для других частей кода */
/* наследуемые классы получают возможность использовать эти свойства */
Что такое структура в языке Си
Предназначена для хранения несколько типов данных. Например, чтобы создать каталог журналов, нужно иметь список с такими параметрами:
- дата издания;
- номер выпуска;
- название;
- стоимость.
Для решения этой задачи можно было бы применить массивы.
Объявляем массив с датами int date, номерами int number, названиями char title, стоимостью int price.
Обращаясь по индексу, мы получаем требуемую информацию. Вывод информации о произведении под номером 3 выглядит так: cout << “дата выпуска: ” date “, номер: ” number “, название: ” title “, стоимость: “ price).
Структура упрощает запись, описывается следующим образом:
Видим одно из главных преимуществ - присутствуют разные типы переменных. Программист не просто экономит время - он упрощает код, в дальнейшем ему будет намного проще работать.
Объявление
Структуры в Си играют очень важную роль - объединение данных различного типа.
Для начала нужно указать имя структуры и свойства.
Struct - ключевое слово, оно начинает объявление, name - имя, type - тип данных, member - имя элемента.
Объявляется так:
name name2, где name - заданное при создании структуры имя, а name2 - имя переменной.
Объявить переменные можно на этапе создания.
Первый и второй пример равносильны друг другу.
Если есть необходимость объявить несколько переменных, они перечисляются через запятую.
} name2, name3, name4.
Инициализация
После объявления структуру в Си необходимо инициализировать.
name2.member=”a”;
Инициазация может происходить при создании.
char member = “a”;
У структуры такой же синтаксис, как у класса. У них практически одинаковое поведение, возможности. Все, что находится в теле класса, по умолчанию недоступно для использования другими объектами.
У структуры все наоборот - все поля и методы являются публичными. Вручную можно задать модификатор доступа private и таким образом открыть доступ другим функциям или классам.
Массивы - это множество компонентов одного типа. Они располагаются рядом с друг другом, обращение к каждому из них осуществляется по числовому индексу. Существуют одномерные массивы, двумерные, трехмерные.
У одномерного только одна строка и n-e количество элементов. Объявление выглядит так:
Массив структур в Си объявляется так:
В этом примере мы создали MyStruct с элементом целочисленного типа под именем "а". Объявляем переменную obj1 - она является массивом, состоит из 10 элементов.
При объявлении нескольких массивов одного типа используется MyStruct obj1, obj2, инициализация происходит во время объявления. Выглядит так:
Создание массива структур с динамическим выделением памяти выглядит точно также, как создание простого динамического массива. Для этого применяется указатель на структуру Си.
Указатель - это переменная, которая не содержит значения, а указывает на ту переменную, которая имеет какое-то значение. Соответственно, указатель содержит адрес этой переменной, на которую ссылается. Например, ptr = &var1 означает, что переменной со знаком амперсанда присвоен только адрес на переменную, но не само значение. Теперь все значения var1 доступны через переменную-указатель ptr.
Операция * отсылает к содержимому ячейки, на которую указывает переменная после этого символа. Например, *ptr говорит о том, что здесь содержатся значения, взятые из ячейки с адресом к ptr.
Чтобы выделить память для динамических переменных, используют операцию new.
У нас есть
Выделяем участок памяти, заносим туда некое значение MyStruct * point = new MyStruct;
Для удаления динамических переменных используем операцию delete. Чтобы освободить место, вводим delete p;
Доступ
Все элементы по умолчанию являются публичными, поэтому другие классы их могут использовать. Чтобы задать или изменить некоторые значения, сначала нужно обратиться к элементу и только потом произвести соответствующие действия.
Создаем myStruct с именем переменной b.
struct myStruct {
Обращаемся к fio:
и задаем произвольное значение. Например, b.fio = “Ivanov”.
Рассмотрим такой пример.
struct myStruct {
{ "Иванов", 456756 },
{ "Петров", 632345 }
В данном примере у нас есть массив структур со строками и числами. Чтобы вывести на экран фамилию Иванов, используем следующее:
cout << myStruct tel.fio;
Когда захотим получить значение 456756, выполняем cout << myStruct tel.num.
Структура и функции
Может использоваться, как аргумент функция в структуре в Си.
struct myStruct {
Имеем переменную value, строку text на 100 символов. Создаем переменную menu типа myStruct: myStruct menu. В следующем примере функция принимает указатель на структуру как аргумент, а в теле безымянной функции происходит инициализация этих переменных.
void item(myStruct menu)
sprintf(menu.text,"One item");
Заключение
Структура - это такой набор, наподобие массива, но при этом все элементы могут быть разного типа. Очень похожа на класс, но отличается тем, что свойства по умолчанию доступны для использования другими классами, то есть имеют спецификатор public.
Создается с помощью ключевого слова struct, а внутри фигурных скобок { } указываются свойства.
Объявление происходит на этапе создания или после.
Структуры в си (c) - это объединенные данные, у которых есть некоторая логическая взаимосвязь. В отличие от массивов, структуры могут содержать данные разных типов. Вот пару примеров структур в си (c): структура класс (имя учащегося, буква класса, средний балл); структура футбольная команда (тренер, название команды, место в турнирной таблице). Т.е. структуру вы будете использовать довольно часто. Теперь давайте рассмотрим, как описываются структуры в си:
struct klass {
char name;
char klass_name;
float bal;
};
struct
Любая структура в языке си (c) должна начинаться с ключевого слова - struct , которое сообщает компилятору, что тут у нас будет структура. Все данные в структуре (struct) пишутся в фигурных скобках, и в конце ставится запятая с точкой (;). Советую сразу ставить запятую с точкой, что бы не было ошибок.
Как вы видите, в структуре (struct) у нас находятся данные различных типов, но они объединены в логическую связь, так как в моем примере они являются определенным школьным классом. Данные в структуре должны иметь уникальные имена, но в различных структурах можно использовать одинаковые названия.
Структура, которая создана выше не занимает в памяти компьютера места, так как мы, на самом деле, просто создали свой тип данных. Объявление структуры ни чем не отличается от объявления любого типа данных в языке си (c). Вот пример:
struct klass a, b, *c;
Мы объявили переменную а типа struct klass, массив b, состоящий из 5 элементов типа struct klass и указатель на переменную struct klass.
Так же можно объявлять переменные сразу после объявления структуры:
struct klass {
char name;
char klass_name;
float bal;
} a, b, *c;
А какие же операции можно проделывать со структурами? Ответ на этот вопрос лучше перечислить по пунктам:
- присваивание полю структуры значение того же типа
- можно получить адрес структуры. Не забываем операцию взятия адреса (&)
- можно обращаться к любому полю структуры
- для того, что бы определить размер структуры можно использовать операцию sizeof()
Инициализация структуры
Инициализация структуры в языке си (c) происходит так же, как и при инициализации массива. Вот пример инициализации структуры:
struct klass a = {"Sergey", "B", 4.5 };
Т.е. мы создаем переменную типа struct klass и присваиваем всем трем полям, которые у нас определенны в структуре, значения. Порядок очень важен при инициализации структуры , так как компьютер сам не может отсортировывать данные. Если какое-либо поле у вас будет не заполненным, то оно автоматом заполнится 0 - для целочисленных типов; NULL - для указателей; \0 (ноль-терминатор) - для строковых типов.
Структура — это агрегатный тип данных, так как может содержать в себе разнотипные элементы. Синтаксис объявления структуры в С++ отличается от C. Хотя версия C остается правильной для C++. Получается, что в С++ можно двумя стилями объявления структур пользоваться, а в языке C — только одной. Смотрим синтаксис объявления структуры в языке С++:
Struct Name { type atrib; // остальные элементы структуры } structVar1, structVar2, ...;
- struct — ключевое слово, которое начинает определение структуры
- Name — имя структуры
- type — тип данных элемента структуры
- atrib — элемент структуры
- structVar1-2 — структурные переменные
Объявление структуры всегда должно начинаться с ключевого слова struct . Необязательно, чтобы структура имела имя, но тогда такая структура обязательно должна иметь структурные переменные, объявленные между закрывающей фигурной скобкой и точкой с запятой, строка 5. Обязательно в объявлении структуры должны присутствовать фигурные скобочки, они обрамляют тело структуры, в котором объявляются её атрибуты (элементы), строка 3. Структурные переменные, при объявлении структуры, указывать необязательно, строка 5.
Так как структура это тип данных, то, для того, чтобы использовать этот тип данных, необходимо объявить структурную переменную, а вместо типа данных указать имя структуры.
struct_name structVariable;Синтаксис объявления структуры в языке Си:
Typedef struct name { type atrib1; type atrib2; // остальные элементы структуры... } newStructName structVar;
Синтаксис объявления структуры в языке Си предполагает два варианта. Первый, опустить ключевое слово typedef , при этом имя newStructName тоже не используется, и имя структуры, тогда обязательно необходимо при объявлении структуры использовать структурные переменные — structVar , строка 6. Смотрим пример:
Struct name structVar;
Или вы можете воспользоваться typedef , для объявления псевдонима структуры newStructName , псевдоним:
NewStructName structVar;
В любом случае, если вы хотите, объявить указатель на структуру внутри структуры, вы должны использовать первый синтаксис:
Struct name *struct_instance; // указатель на структуру
Объявление указателя на структуру
Синтаксис объявления указателя на структуру в Си неоднозначен. В Си, если вы не используете typedef при определении структуры, то, в обязательном порядке необходимо использовать структурные переменные, между закрывающейся фигурной скобочкой и точкой с запятой.
В C++, этого не требуется. Чтобы объявить указатель на структуру, в С++ вы просто перед именем структурной переменной ставите символ указателя — * .
StructName *structVar; // указатель на структуру structName
NewStructName *structVar; // newStructName должно быть объявлено с typedef
или так, тоже для СИ:
Struct name *structVar;
Доступ к элементам структуры
Доступ к элементам структуры так же прост, как использование символа «точка». Предположим. что у нас есть структурная переменная с именем car и у нее есть элемент с именем speed , к которому, мы сейчас получим доступ:
Car.speed;
Примечание: такой способ доступа к элементам структуры работает только в том случае, когда структура не является указателем на структуру.
Доступ к элементам указателя на структуру
Чтобы получить доступ к элементам структуры, через указатель на структуру, вместо оператора «точка», используйте оператор стрелка -> :
CarPtr->speed;
P.S.: Всем владельцам Android-смартфонов представляю хорошую подборку программ GPS навигаторов для android . В списке представлено около 20 программных продуктов, вы можете любой скачать и установить на свой девайс. Все программы абсолютно бесплатные.
Структуры
Как вам должно быть уже известно, классы относятся к ссылочным типам данных. Это означает, что объекты конкретного класса доступны по ссылке, в отличие от значений простых типов, доступных непосредственно. Но иногда прямой доступ к объектам как к значениям простых типов оказывается полезно иметь, например, ради повышения эффективности программы. Ведь каждый доступ к объектам (даже самым мелким) по ссылке связан с дополнительными издержками на расход вычислительных ресурсов и оперативной памяти.
Для разрешения подобных затруднений в C# предусмотрена структура , которая подобна классу, но относится к типу значения, а не к ссылочному типу данных. Т.е. структуры отличаются от классов тем, как они сохраняются в памяти и как к ним осуществляется доступ (классы - это ссылочные типы, размещаемые в куче, структуры - типы значений, размещаемые в стеке), а также некоторыми свойствами (например, структуры не поддерживают наследование). Из соображений производительности вы будете использовать структуры для небольших типов данных. Однако в отношении синтаксиса структуры очень похожи на классы.
Главное отличие состоит в том, что при их объявлении используется ключевое слово struct вместо class. Ниже приведена общая форма объявления структуры:
struct имя: интерфейсы { // объявления членов }
где имя обозначает конкретное имя структуры.
Как и у классов, у каждой структуры имеются свои члены: методы, поля, индексаторы, свойства, операторные методы и события. В структурах допускается также определять конструкторы, но не деструкторы. В то же время для структуры нельзя определить конструктор, используемый по умолчанию (т.е. конструктор без параметров). Дело в том, что конструктор, вызываемый по умолчанию, определяется для всех структур автоматически и не подлежит изменению. Такой конструктор инициализирует поля структуры значениями, задаваемыми по умолчанию. А поскольку структуры не поддерживают наследование, то их члены нельзя указывать как abstract, virtual или protected.
Объект структуры может быть создан с помощью оператора new таким же образом, как и объект класса, но в этом нет особой необходимости. Ведь когда используется оператор new, то вызывается конструктор, используемый по умолчанию. А когда этот оператор не используется, объект по-прежнему создается, хотя и не инициализируется. В этом случае инициализацию любых членов структуры придется выполнить вручную.
Давайте рассмотрим пример использования структур:
Using System; namespace ConsoleApplication1 { // Создадим структуру struct UserInfo { public string Name; public byte Age; public UserInfo(string Name, byte Age) { this.Name = Name; this.Age = Age; } public void WriteUserInfo() { Console.WriteLine("Имя: {0}, возраст: {1}",Name,Age); } } class Program { static void Main() { UserInfo user1 = new UserInfo("Alexandr", 26); Console.Write("user1: "); user1.WriteUserInfo(); UserInfo user2 = new UserInfo("Elena",22); Console.Write("user2: "); user2.WriteUserInfo(); // Показать главное отличие структур от классов user1 = user2; user2.Name = "Natalya"; user2.Age = 25; Console.Write("\nuser1: "); user1.WriteUserInfo(); Console.Write("user2: "); user2.WriteUserInfo(); Console.ReadLine(); } } }
Обратите внимание, когда одна структура присваивается другой, создается копия ее объекта. В этом заключается одно из главных отличий структуры от класса. Когда ссылка на один класс присваивается ссылке на другой класс, в итоге ссылка в левой части оператора присваивания указывает на тот же самый объект, что и ссылка в правой его части. А когда переменная одной структуры присваивается переменной другой структуры, создается копия объекта структуры из правой части оператора присваивания.
Поэтому, если бы в предыдущем примере использовался класс UserInfo вместо структуры, получился бы следующий результат:
Назначение структур
В связи с изложенным выше возникает резонный вопрос: зачем в C# включена структура, если она обладает более скромными возможностями, чем класс? Ответ на этот вопрос заключается в повышении эффективности и производительности программ. Структуры относятся к типам значений, и поэтому ими можно оперировать непосредственно, а не по ссылке. Следовательно, для работы со структурой вообще не требуется переменная ссылочного типа, а это означает в ряде случаев существенную экономию оперативной памяти.
