Определение структурных переменных

Лабораторная работа №9

СТРУКТУРЫ И УКАЗАТЕЛИ

Все переменные, которые мы использовали в предыдущих лабораторных работах, относились к одному определенному типу, они были или символьными, или строковыми, или целочисленными, или с плавающей точкой. Даже массивы независимо от их размерности содержали переменные только одного типа. Все встречавшиеся нам переменные были простыми, то есть такими переменными, значения которым присваиваются путем простого использования имени переменной в инструкциях ввода данных или присваивания.

В этой работе будут рассмотрены два класса переменных, которые являются более многоликими: структуры и указатели. Структурой называется переменная, представляющая собой множество других переменных, которые могут относиться к различным типам. Указателем называется переменная, с помощью которой можно обращаться к области памяти, отведенной под другую переменную.

Структуры и указатели являются основой, обеспечивающей возможность для развития сложных приложений.

Использование структур

В программе зачастую требуется отразить реальную ситуацию, когда некую информацию нужно организовать и обрабатывать систематически. Такая необходимость возникает в бухгалтерских системах, при решении инженерных проблем, в обучающих системах и во многих других приложениях.

В программах мы обычно представляем каждый элемент данных в виде переменной, определенной с типом float, int, char или как строка. Но в реальной жизни нам часто приходится иметь дело с объектами, которые содержат не один, а несколько типов данных. Предположим, что вы составляете каталог своих компакт-дисков. Скажем, у вас есть набор карточек, каждая из которых содержит название, описание, цену, отношение к музыкальному стилю и номер, под которым диск хранится на стеллаже (рис. 1).

Рис. 1. Не компьютеризированная картотека

Вы сможете легко компьютеризировать свою картотеку, если присвоите каждый из элементов соответствующей переменной:

char name[20], description[40], category[12];float cost;int number;

Однако в реальной жизни всеми этими сведениями мы пользуемся не по отдельности, а заносим их вместе на одну регистрационную карточку, ведь, несмотря на то, что каждый бит информации на карточке представляет собой

Замечания по Си++ В Си++ структуры часто используют для определения классов. Классом называется структура, которая может содержать как переменные, так и функции. Определяя функцию внутри класса, ее можно связать со структурой, как, например, в этом примере:   struct square {float number;void assignumber(double);float squareit(void);} amount;void square:: assignumber(float num){number = num;}void square:: squareit(void){float toreturn;toreturn = number * number;return(toreturn);}square.assignumber(25.0);cout << "" << square.squareit(); Символ:: в определении функции называется оператором области видимости (по-английски — scoping) и связывает функцию с классом.

отдельный и независимый элемент, все вместе они составляют целостность, а именно, описывают один из объектов коллекции.

Если вы хотите иметь программу, которая адекватно отражала бы эту ситуацию, вам придется каким-то способом объединить данные разных типов во множество. К счастью, в языке Си и Си++ действительно существует возможность объединения данных разных типов в единое целое, представляющее собой как бы компьютерный вариант регистрационной карточки. Такая совокупность данных называется структурой.

Определение структуры

Первым шагом в создании взаимосвязанного множества переменных является определение структуры. Определяя структуру, вы тем самым определяете собственный тип данных. Вы даете структуре имя и указываете компилятору имя и тип каждого элемента данных, которые должны содержаться в структуре (рис. 2).

Рис. 2. Элементы структуры

Определение структуры должно начинаться с ключевого слова struct, за которым следует имя структуры, называемое типом записи (tag). Элементы данных, которые составляют структуру, называются членами структуры и помещаются между открывающей и закрывающей фигурными скобками.

Синтаксис определения членов структуры аналогичен синтаксису определения переменной. Необходимо указать типы данных каждого члена и размер всех строк и массивов. Определение каждого члена структуры заканчивается точкой с запятой. Точка с запятой отмечает также и конец определения структуры.

Список членов структуры носит название шаблона (template). Структура на самом деле не определяет никаких переменных. Члены структуры сами по себе не являются переменными, они представляют собой компоненты одной или нескольких переменных. Такие переменные называются структурными переменными и должны быть определены как имеющие тип соответствующей структуры. Шаблон определяет эти компоненты и говорит компилятору, сколько памяти следует зарезервировать для каждой структурной переменной.

Вы можете определить вашу картотеку компакт-дисков с помощью следующей структуры:

struct CD { char name[20]; char description[40]; char category[12]; float cost; int number; };

Таким образом, вы создаете новый тип данных с именем CD, который содержит пять элементов информации: три строки, одно значение типа float и одно целочисленное значение. Размер области памяти, зарезервированной для структуры, составит 78 элементов (рис. 3).

Рис. 3. Структура резервирует область памяти для своих членов

Определение структурных переменных

Определение структуры еще не отводит память для нее. Помните, прежде чем использовать любой тип данных, необходимо определить соответствующую переменную. Нельзя использовать данные типа float, например, до того, как определена float-переменная. Аналогично, нельзя использовать структуру до того, как определена переменная структурного типа. Синтаксис определения структурной переменной приведен на рис. 4.

Ключевое слово struct указывает компилятору на то, что он имеет дело со структурой, а тип записи определяет шаблон, к которому относится переменная. Следом за типом записи идет имя переменной, которое будет использоваться в программе. Например, чтобы получить доступ к картотеке CD, следует определить переменную

struct CD disc;

Рис. 4. Определение структурной переменной

Теперь у нас есть переменная disc, которая является множеством из пяти элементов. Как и для любой другой переменной, для переменной disc выделяется область памяти. Но так как disc является структурной переменной типа CD, для нее отводится область памяти размером в 78 элементов, в которой будут содержаться значения трех строк и двух чисел: float и int (рис. 5).

Рис. 5. Определение структурной переменной

Если в программе нужно иметь несколько переменных одного структурного типа (например, CD), можно определить их в одной инструкции:

struct CD disc, cdrom;

Здесь определяются две переменные, disc и cdrom, относящиеся к одному структурному типу CD. Однако если вы хотите определить структурные переменные нескольких типов, их следует определять по отдельности. Например, если бы у вас были определены две структуры с именами CD и VIDEO, инструкции определения соответствующих переменных следовало бы писать так:

struct CD disc, cdrom; struct VIDEO movies, vacation;

В принципе, можно создать структуру и определить переменную в один прием. Для этого следует поместить имя переменной (или их имена) между закрывающей фигурной скобкой определения структуры и точкой с запятой:

struct CD { char name[20]; char description[40]; char category[12]; float cost; int number; } disc;

Для того чтобы разобраться со всеми терминологическими тонкостями, давайте посмотрим на каждый элемент в определении:

· CD является типом записи структуры; это имя нового типа данных — множества элементов, называемого структурой;

· элементы, составляющие структуру, называются членами структуры; при их определении используется тот же синтаксис, что и при определении переменной;

· disc является именем переменной, которая будет использоваться в программе; это переменная типа CD, и она содержит все члены, определенные как части структуры; иногда такую переменную называют структурной переменной.