МУ_ЛР6_ОП (Методические указания к лабораторным работам), страница 2

Face Face2;

…

Face2.birthdate.day = 30; // Двойная квалификация

…

9 Указатели на структуры и на динамические структуры

Мы уже говорили, что на структуру можно задать указатель. Пусть есть такое описание указателя:

struct Person { // Персона

char name[50];

Date birthdate; // структурная переменная дата рожденич

double salary; // Оклад

};

…

Person p2 = { "Сидоров", {10, 3, 1978}, 1500.48 };

…

Person * pPerson = &p2;

…

// Изменить оклад

pPerson -> salary = 10.50;

(*pPerson).salary = 12.50; // Можно и так, но скобки обязательны

Ниже для вложенных структурных переменных мы увидим, в которых объявлены указатели на другие структуры, мы увидим, что допустима запись и такого вида:

ptrPerson -> pStudent -> salary = 15.00;

и такого вида (где имеет место двойная квалифицированная ссылка):

p2.birthdate. year = 2014;

10 Передача структур в функцию

Передать структуру в функцию, в качестве фактического параметра можно двумя способами: по значению, тогда изменить структуру в функции нельзя, и передать указатель на структуру. Рассмотрим первый случай. Пусть есть функция для печати поля структуры:

//

// Функция печати

void PrintPersonName( Person per)

{

printf ("Печать в функции per.name = %s\n" , per.name);

per.salary = 5.0;

};

…

Прототип в главной программе

void PrintPersonName( Person per);

…

В программе описания и вызов:

// Описание структуры

Person p2 = { "Сидоров", {10, 3, 1978}, 1500.48 };

//Вызов функции параметром структура

printf( "До функции p2.salary = %f \n" ,p2 .salary );

PrintPersonName( p2 ); // p2

printf( "После функции p2.salary = %f \n" ,p2 .salary );

Получим результат:

До функции p2.salary = 15.000000

Печать в функции per.name = Сидоров

После функции p2.salary = 15.000000

Значение полей структуры (в частности p2.salary) не изменяются.

11 Передача указателя на структуру в функции

Если мы хотим изменить значения полей в структурной переменной, то необходимо передать в нее указатель на нее. Для функции:

//

void ChangePersonSalary( Person * p , double newSalary)

{

p -> salary = newSalary; // Изменение по указателю

};

…

Прототип в главной программе

void PrintPersonName( Person per);

…

// Описание структуры

Person p2 = { "Сидоров", {10, 3, 1978}, 15.00 };

…

// Передача указателя

printf( "До функции p2.salary = %f \n" ,p2 .salary );

ChangePersonSalary( &p2 , 30.0); // Передача указателя = &p2

printf( "После функции ChangePersonSalary p2.salary = %f \n" ,p2 .salary );

Получим результат:

До функции p2.salary = 15.000000

После функции ChangePersonSalary p2 .salary = 30.000000

12 Массивы структур

Так как структура определяет новый тип переменной, то разрешается описывать массивы структур. Например:

// Описание массива структур типа Prepod

Prepod KafIU[30];

// Работа с элементами массива структур

KafIU[0].Oklad = 10.0;

KafIU[10].Oklad = 10.0;

// Цикл занесения

for (int i =0 ; i < 30 ; i++ )

{

KafIU[i].Oklad = 10.0;

};

Можно с массивом работать через указатель (ptrMas), при этом инициализация его должна быть проведена с начальным адресом массива структур (&KafIU[0]) или именем этого массива (KafIU), так как имя массива задает адрес начала массива.

// или с указателем

//Prepod *ptrMas = &KafIU[0]; // или

Prepod *ptrMas = KafIU;

Возможны способы: индексации указателя (ptrMas[2].Oklad), или вычислением нового адресного выражения для адреса ( ptrMas + 2) или выбором конкретного элемента массива – структуры посредством операции разыменования (*). Смотрите ниже примеры:

ptrMas[2].Oklad = 15.0; // для второго элемента массива структур

( ptrMas + 2) -> Oklad = 25.0; // можно и так

(*( ptrMas + 2)).Oklad = 35.0; // можно и так

ptrMas = ptrMas + 2;

ptrMas->Oklad = 45.0; // можно и так

(*ptrMas).Oklad = 55.0; // можно и так

Во всех рассмотренных случаях будет изменена одно и тоже поле элемента структуры с номером 2.

13 Вложенные структуры

Внутри одной структуры может быть описана другая структура (тип Prepod - DecPrep) или указатель (тип Person - pStudent).

// Структура со вложенными указателями

struct Person {

char name[50];

Date birthdate; // структурная переменная дата рожденич

double salary; // Оклад

};

//

struct Prepod {

char fam[50]; // Фамилия

Person * pStudent; // Указатель на структурную переменную Person

double Oklad; // Оклад

};

// Структура со вложенными структурами

struct Decan {

char fam[50]; // Фамилия

Prepod DecPrep; // Cтруктурная переменная Prepod вложенная

double Oklad; // Оклад

};

В программе для указателей поместим операторы вычисления (salary) оклада:

Prepod *ptrPerson = (Prepod * ) malloc ( sizeof (Prepod));

ptrPerson ->pStudent = &p2;

ptrPerson ->pStudent ->salary = 15.00;

// Доступ возможет разными способами

printf( "p2 .salary = %f \n" ,p2 .salary );

printf( "ptrPerson ->pStudent ->salary = %f \n" ,ptrPerson ->pStudent ->salary );

В результате получим:

p2 .salary = 15.000000

ptrPerson ->pStudent ->salary = 15.000000

Для вложенных структур (в структуру Decan вложена структура Prepod, см. Описания выше) можем записать, включая доступ и посредством указателя (pStudent->salary):

// Вложенные структуры

Decan DecIU;

DecIU.DecPrep.Oklad = 100.00;

// Доступ с указателем

DecIU.DecPrep.pStudent = &p2;

DecIU.DecPrep.pStudent->salary = 10.0;

14 Размер и размещение структур в ОП

Поля структуры располагаются в оперативной памяти последовательно, в связи с описанием в программе. При размещении в памяти разные типы должны быть выровнены на границу адреса своего размера ( int – 2 байта, long – 4 байта, double – 8 байт и т.д.). Из-за этого, даже при равных по количеству и типу полей размер структуры может отличаться. Это показано на примере структур First и Second.

struct First {

int i;

long j;

double k;

};

struct Second {

int i;

double k;

long j;

};

В программе определим актуальный размер структуры:

// Размещение структур в ОП

printf( "Размер структуры First = %d \n" ,sizeof (First) );

printf( "Размер структуры Second = %d \n" ,sizeof (Second) );

…

В результате получим:

Размер структуры First = 16

Размер структуры Second = 24

15 Динамической структуры

Работа с динамическими структурами и их массивами выполняется посредством указателей. Выделение памяти производиться библиотечными функциями из malloc.h. В этой библиотеке доступны функции: malloc, calloc, free, realolc и др. На примере, размещенном ниже, показано применение этих функций для структур.

Decan * pDec = (Decan * ) malloc ( sizeof (Decan)); // Выделение динамической памяти

pDec ->DecPrep.Oklad = 100.00; // Работа с полямиуктур

strcpy( pDec ->fam , "Фамилия декана");

pDec ->Oklad = 50.00;

pDec = (Decan *) realloc( pDec , sizeof (Decan) * 2 ); // Изменение размера

//

pDec = pDec + 1;

strcpy( pDec ->fam , "Новая Фамилия декана");

pDec = pDec - 1; // Востановление указателя для освобождения памяти (можно и /запомпить)

free ( pDec );

Обратите внимание на использование функции realloc, позволяющей изменить размер выделенной памяти в два раза, а также добавление к указателю 1-цы. При операциях целого типа с указателями определенного вида 1-ца соответствует размеру типа, для которого объявлен данный указатель.

16 Создание и удаление динамической структуры со строками

В динамических структурах часто возникает задача работы со строками (символьными массивами). Если заранее в структуре выделять максимальное число требуемых знаков в символьных массивах для строк (так мы поступали ранее, см. – fam , name), то, очевидно, будет значительный перерасход памяти. Поэтому при инициализации таких структур экономнее выделить столько памяти, сколько необходимо, то есть динамической памяти. Аналогичная процедура необходима и для изменения значений строковых полей: сначала идет освобождение (free), а затем новый захват ( malloc). Покажем это на примере. Пусть есть структура, в которой два указателя на строки (pName и pAvtor):

struct Book{

char * pName; // Название книги

char * pAvtor; // Автор книги

int StrCount; // Число страниц в книге

};

При ее инициализации нужно захватить память и записать строку:

Book Book1;

char * pStr = (char *) malloc ( strlen ("Три мушкетера") + 1);

Book1.pName = pStr;

strcpy(pStr , "Три мушкетера" );

pStr = (char *) malloc ( strlen ("Александр Дюма") + 1);

Book1.pAvtor = pStr;

strcpy(pStr , "Александр Дюма" );

Book1.StrCount =670;

При завершении программы динамическая память должна быть освобождена:

// При завершении программы освободим память

free (Book1.pName);

free (Book1.pAvtor);

//

Если вся структура динамически порождается, текст программы будет выглядеть так:

// Динамическая структура

Book * pBook = (Book *) malloc ( sizeof(Book));

pStr = (char *) malloc ( strlen ("Две Дианы") + 1);

pBook->pName = pStr;

strcpy(pStr , "Две Дианы" );

pStr = (char *) malloc ( strlen ("Александр Дюма") + 1);

pBook->pAvtor = pStr;

strcpy(pStr , "Александр Дюма" );

pBook->StrCount =470;

// При завершении программы освободим память под строки и саму структуру

free (pBook->pName);

free (pBook->pAvtor);

free (pBook );

//

Если нужно изменить отдельную строку, то память предварительно освобождаем:

free (pBook->pName);

pStr = (char *) malloc ( strlen ("Дама с камелиями") + 1);

pBook->pName = pStr;

strcpy(pStr , " Дама с камелиями" );

17 Структуры со ссылками на себя

В структурах нельзя использовать поля - структурные переменные такого же типа, однако поля - указатели на эти структуры допускаются. Например, элемент двухсвязного списка может выглядеть так:

// структуры со ссылками на самих себя

struct Node {

Node * pNext;

Node * pPrev;

int ValList;

};

В данном случае pNext и pPrev являются указателями на структуру Node.

18 Перечисления - enum

Это набор именованных целых констант, используемый для большей наглядности программы и ее переносимости. Перечисление может быть использовано для объявления переменных, которые принимают значения на заданном множестве значений. Примеры для перечислений: дни недели, месяцы в году, времена года, типы переменных и т.д. Формально перечисления (enum) могут быть описаны так:

enum [ <имя> ] {список перечисления} [ список переменных];

Например, для дня недели можно задать список констант:

// Дни недели

enum { mon , tue , wed , thu , fri , sat , sun };

int d = mon; // mon = 0 , tue = 1 и т.д.

Можно задать имя для объявления переменных перечисления:

// Дни недели с именем day

enum day { mon , tue , wed , thu , fri , sat , sun };