Лекция 18
Структуры. Объединения. Поля битов в структурах
Структура как пользовательский тип и совокупность данных. 1
Определение шаблона структуры и структурной переменной. 1
Расположение структурных переменных в памяти. 5
Инициализация структурных переменных. 7
Вложенные структуры.. 7
Операции над структурными переменными. 8
Массив структур. 10
Структура в качестве аргумента функции. 11
Примеры работы со структурами. 12
Объединение как пользовательский тип и совокупность данных. 15
Определение объединения и переменной объединяющего типа. 15
Примеры использования объединений. 17
Получение внутреннего представления вещественного числа. 17
Использование перечисляемого типа для обращения к полям объединения. 17
Битовые поля структур и объединений. 19
Определение битовых полей. 19
Примеры использования битовых полей. 20
Вывод значений битовых полей. 20
Формирование кода символа с помощью битовых полей объединения. 21
Формирование байта и вывод на экран его двоичного представления. 22
Структура как пользовательский тип и совокупность данных
Определение шаблона структуры и структурной переменной
Структура (структурный тип, шаблон структуры) – это тип, определяемый пользователем с использованием ключевого слова struct для объединения в единое целое, имеющее имя, множества поименованных элементов (полей данных), в общем случае, разных типов.
Определение структуры ( структурного типа, шаблона структуры) задает внутреннюю организацию структурных переменных после их определения и никак не связано с резервированием памяти компилятором, не создает никаких переменных. Структурный тип только задает правила формирования структурной переменной, используемые компилятором при последующем определении структурной переменной для выделения ей места в памяти и организации доступа к ее полям. Структурный тип имеет уникальное имя в пределах области определения. Имя структурного типа используется при определении структурных переменных аналогично встроенным типам.
 |
 struct date{
 int day;
int month;
int year;
char mon_name[10];
 };
|  имя (тег) структуры
элементы структуры (поля, члены-данные)
|
| ключевое слово | определение структуры (структурного типа, шаблона структуры) |
Синтаксис определения структуры (структурного типа, шаблона структуры):
struct pattern_name { type1 field_name1;
type2 field_name2;
…..
typeN field_nameN;
};
или, в случае полей одного типа:
struct pattern_name { type1 field_name1, field_name2;
…..
typeK field_nameN;
};
где:
- pattern_name – имя шаблона, удовлетворяющее правилам задания идентификаторов языка;
- type1, type2, … typeN – любые типы;
- field_name1, field_name2, …, field_nameN – имена полей, удовлетворяющие правилам задания идентификаторов языка.
Элементом структуры в С++ может быть и функция.
Примеры определений структурного типа:
//1
struct PointRecType // структурный тип «точка»
{ int x, y;
};
//2
struct ColorPointRecType // структурный тип «цветная точка»
{ int x, y;
unsigned color;
};
//3
struct Book // структурный тип «книга»
{
char name [20];
chat title[44];
int year;
float price;
};
//4
struct Auto // структурный тип «автомобиль»
{
char fio[40]; //ФИО владельца
char adres[60]; //адрес владельца
int nomer; //номер авто
char marka[20]; //марка авто
};
//5
struct Student // структурный тип «студент»
{
unsigned short gruppa;
char fio[20];
unsigned short ocenki[KOL_OC]; //массив оценок на экзамене
};
//6
struct Rectangle // структурный тип «прямоугольник»
{
int left; //пара координат верхней левой точки
int top;
int right; //пара координат нижней правой точки
int bottom;
};
//7
struct Box // структурнвй тип «ящик»
{
double length; //длина
double width; //ширина
double heigth; //высота
};
Определение структурной переменной состоит из двух шагов:
· определение структурного типа (шаблона структуры, структуры);
· собственно определение структурной переменной
Определение структурных переменных s1 и s2 для приведенной выше структуры Student выглядит следующим образом:
Student s 1, s2; //ключевое слово struct опускается
Синтаксис С++ разрешает совмещать определение структурного типа и определение структурных переменных. Например:
struct Book { char name[20]; определение структурного типа
char title[44];
int year;
float price; определение структурных переменных
} first_book, child_book, dog_book [4], *ptr_book;
Определение структурного типа может быть анонимным. В этом случае сразу следует определять структурные переменные. Например:
struct { // анонимный структурный тип
int pole1;
double pole2;
char *pole3;
} a, b, *pb=&b, *pc, &refa=a, &refb(b); определение структурных переменных
Как мы видим, значением указателя на структуру может быть адрес структуры того же типа, т.е. адрес байта, начиная с которого структура размещается в памяти. Структурный тип задает ее размеры и тем самым определяет, на какую величину (на сколько байтов) изменится значение указателя на структуру, если к нему прибавить (или вычесть) 1.
Структурный тип может быть операндом операции new:
ptr_book = new Book; //выделяется память для структуры типа Book и
//возвращается указатель на выделенную память.
Для структур могут быть определены и ссылки. Выше в примере показаны разные способы инициализации ссылок refa и refb.
Доступ к полям структурной переменной возможен в виде:
имя_структуры. имя_элемента_структуры
//. – есть операция доступа к элементу (члену) структуры
имя_ссылки_на_структуру. имя_элемента_структуры
(*имя_указателя_на_структуру). имя_элемента_структуры
В последнем случае скобки обязательны, так как операция разыменования (*) должна относится только к указателю, а не к элементу структуры.
Для доступа к полям структурной переменной через указатель:
(* имя_указателя_на_структуру ). имя_элемента_структуры
используется также операция ->:
имя_указателя_на_структуру -> имя_элемента_структуры
// -> – есть операция непрямого доступа к элементу (члену) структуры
В случае шаблона структуры:
struct date{
int day;
int mes;
int year;
char mon_name[10];
} x, y, *ptr_date= &x;
эквивалентны записи:
(*ptr_date).year и ptr_date->year
(*ptr_date).mon_name[0] и ptr_date->mon_name[0]
