Структуры презентация

лишь способ адресации данных в памяти, также, как и массивы. Структура может содержать в себе любые типы данных, а также структуры и массивы.

Тип данных структуры – указатель на область памяти, которую покрывает структура. Но это особый указатель, и работа с ним производится по-другим правилам, чем если бы мы работали просто с указателем. Эти правила мы рассмотрим далее в этом разделе.

типы данных
};

Например:

struct TPerson
{
char name[10], surname[20];
unsigned long telephone_nr;
char address[30];
};

struct Circle{ int x, y; double radius; };

мы ее определили ): 10 * sizeof( char ) + 20 * sizeof( char ) + sizeof( unsigned long ) + 30 * sizeof( char ) = 10*1+20*1+8+30*1 = 68

Но если запросить размер структуры, то заметим интересную вещь – размеры не совпадают.

sizeof( struct TPerson ) = 72!

Здесь нет никакого подвоха. Действительно, данные, которые мы определили в структуре, занимают 68 байт в памяти, но вся структура занимает 72 байта в памяти.

Вывод: структура – это не только данные, которые она адресует! В структуре пристутствует еще один невидимый фактор, который рассмотрим в следующем слайде.

также, данные расположены не сплошь непрерывным потоком байт. Для ускорения доступа к памяти и операций чтения / записи, реализован механизм выравнивания.

Данные выравниваются по границе в 4 байта ( зависит от архитектуры ), проще говоря, по границе int. В архитектурах х86 и х86_64 sizeof(int) = 4.

К примеру, мы создали структуру struct t{ char a; int b };
сhar занимает 1 байт в памяти, int – 4 байта.

В памяти эта структура представлена таким образом

байт под букву ( а ), 3 пустых байта ( выравнивание ), 4 байта под число ( b ). В сумме, структура займет 8 байт в памяти, а не 5, как может показаться. Данные займут 5 байт, но вся структура – 8, из-за эффекта выравнивания.

тоесть базовый адрес + 10. Далее записывается фамилия, данные должны быть записаны по 4-х байтной границе, тоесть ближайший адрес – базовый адрес + 12. образуются 2 пустых байта между именем и фамилией. Фамилия заканчивается по смещению 32, что есть 4-х байтная граница, и телефон пишется сразу следом за фамилией, без промежутков. Телефон в памяти заканчивается по смещению 40, от базового адреса, поскольку тип unsigned long занимает 8 байт в памяти ( на архитектурах x86(_64) ). Смещение +40 есть 4-х байтная граница, поле “адрес” пишется сразу следом, “адрес” заканчивается по смещению 70, но опять же, это не 4-х байтная граница, и в структуру в памяти добавляются 2 лишних байта в конец. Таким образом, мы получаем
Sizeof( struct TPerson ) = 72, хотя под сами данные выделено 68 байт.

В структуре Circle никаких промежутков между полями данных нет, поскольку мы использовали типы данных int и float, они занимают по 4 и 8 байт в памяти соответственно, все смещения соответствует границе int, потому sizeof( struct Circle ) = 2 * 4 + 8 = 16 байт.

создается в стэке.

// определили структуру
struct TPerson{ … };

// создали 2 структуры employee и manager
struct TPerson employee, manager;

Указатель на структуру ( объявление ):
struct TPerson* employee_ptr;

employee_ptr = &employee; // теперь указатель employee_ptr указывает на структуру employee.

или одной строкой:
struct TPerson* manager_ptr = &manager; // теперь указатель manager_ptr указывает на структуру manager.

выражением.

struct TPerson
{
...
} employee, manager, *employee_ptr = &employee,
*manager_ptr = manager;

Здесь мы определили структуру TPerson, и создали две структуры типа TPerson – employee и manager, а также объявили два указателя на структуру типа TPerson – employee_ptr и manager_ptr и присвоили им соответствующие значения, тоесть выставили указатель employee_ptr на структуру employee, а указатель manager_ptr указывает на структуру manager.

Эти указатели имеют тип “указатель на структуру TPerson” - struct TPerson*.

( heap ).

struct TPerson* employee = ( struct TPerson* ) malloc( sizeof( struct TPerson ) );
if( ! Employee )
{
fprintf( stderr, “Cannot allocate memory for structure.\n” );
return (-1);
}

...
// чтение / запись в структуру

free( employee ); // возвращаем выделенную память системе

Когда мы выделили память под структуру динамически, мы получаем указатель на эту область памяти. Работа со структурами в этом случае происходит через указатель. Об этом далее.

обращение к элементу структуры происходит следующим образом:

имя_переменной.элемент структуры

Примеры:

struct Tperson{ … } employee, manager;
struct Circle; Circle circle; // создали эземпляр структуры

employee.telephone_nr = 12345;
manager.telephone_nr = 54321;
printf( “employee nr: %lu manager nr: %lu\n”,
employee.telephone_nr, manager.telephone_nr );

circle.x = 10; circle.y = 20;
while( counter ){ circle.x++; circle.y--; }

структуру динамичеси, то работа с элементами структуры происходит через указатели. Это справедливо и для статически выделенных структур, если создать указатель на такую структуру, то со структурой можно точно так же работать через этот указатель. Обращение к элементу структуры по указателю называется разыменованием указателя ( pointer dereference ).

&circle;

struct Circle* some_pointer;
some_pointer = &circle;

circle.x = 5;
(*circle_ptr).y = 10;
circle_ptr->radius = 2;
some_pointer->radius++;

Оператор → соответствует значению по указателю.
Т.о circle_ptr->radius то же самое, что (*circle_ptr).radius

Printf( “Circle x: %d\nCircle y: %d\nCircle radius: %f\n”,
circle.x, circle_ptr->y, circle_ptr->radius );

Си существует ключевое слово typedef ( type define, определить свой тип данных ).

Применение простое

typedef struct TCircle { int x,y; double radius } Circle, *PCircle;

Мы только что создали свой тип данных Circle, и указатель на тип Circle c именем Pcircle. Если указатель не объявлять отдельно в typedef конструкции, то указатель будет выглядеть как обычный указатель на тип – Circle* name. В нашем же случае, мы объявили два типа данных: создали свой тип данных Circle, и еще один тип данных – указатель на Circle cо своим именем PCircle;

Circle my_circle; // объявили переменную типа Circle с именем my_circle.

Без typedef конструкции эта строка выглядела бы так:
struct TCircle my_circle;

} Circle, *PCircle;

Circle my_circle;
PCircle my_circle_ptr = &my_circle;

my_circle.x = 5;
(*my_circle_ptr).y = 10;
my_circle_ptr->radius = 2;

Circle* pointer;
pointer = &my_circle;
pointer->radius += 8;

printf( "Circle x: %d\n", my_circle.x ); // 5
printf( "Circle y: %d\n", pointer->y ); // 10
printf( "Circle radius: %.2f\n", my_circle_ptr->radius ); // 10

код ( Estonian ID code ), студенческий код.

Записать в файл данные по 10 людям и считать их из файла.
Произвести сортировку по созданной базе данных по личному коду ( м / ж )
Студентов и студенток в свою очередь отсортировать по возрасту, студентов в возрастающем порядке, студенток в убывающем порядке.

Задание #1

модель, номерной знак, год выпуска, объем двигателя.

Также создать таблицу БД владельцев машин. Поля: личный код, имя.

Найти самую мощную, самую старую и самую новую машину в базе.

У одного владельца может быть несколько машин, но машина может принадлежать только одному владельцу.

фамилия, студенческий код ), в другой соответствующие данные по предметам ( название предмета, код предмета, студенческие коды студентов, учащих этот предмет, результат ). Программа создает в результате экзаменационные листы по разным предметам в отдельных файлах, в которых:

Название предмета в имени файла или в заголовке
Имя и фамилия студента
Его студенческий код
Результат экзамена


Сортировка студентов осуществляется по фамилиям.

ввести в нее данные из файла
Отсортировать данные по годам в отдельные массивы, и каждый массив отсортировать в возрастающем порядке по признаку ( месяц, число )

личный код, тембр голоса

Внести данные по 10 людям, либо вручную, либо из текстового файла, который сделаете сами.

Произвести поиск по тембру голоса на 4 категории ( сопрано, альт, тенор и бас )

В каждой из групп отсортировать людей по возрасту: женщин в возрастающем порядке, мужчин в убывающем порядке.

и цифр ( 23IO, 9010, … )

Считать файл программно и создать на его основе массив строк.

Задача состоит в определении, является ли запись:
а) bin-числом
б) hex-числом
вне зависимости от регистра символов.

Результат вывести в файл в виде записей ( строка, база – 2 или 16 ) в возрастающем порядке найденные числа. В самом конце вывести строки, которые не принадлежат ни одной из вышеперечисленных категорий.

В программе для представления каждой записи использовать структуры.