Структура - это совокупность переменных, объединенных одним именем, предоставляющая общепринятый способ совместного хранения информации. Объявление структуры приводит к образованию шаблона, используемого для создания объектов структуры. Переменные, образующие структуру, называются членами структуры. (Члены структуры также часто называются элементами или полями.)
Обычно все члены структуры связаны друг с другом. Например, информация об имени и адресе, находящаяся в списке рассылки, обычно представляется в виде структуры. Следующий фрагмент кода объявляет шаблон структуры, определяющий имя и адрес. Ключевое слово struct сообщает компилятору об объявлении структуры.
Struct addr {
char name;
char street ; char city;
char state;
unsigned long int zip;
};
Объявление завершается точкой с запятой, поскольку объявление структуры - это оператор. Имя структуры addr идентифицирует структуру данных и является спецификатором типа. Имя структуры часто используют как ярлык.
На данный момент на самом деле не создано никакой переменной. Определена только форма данных. Для объявления настоящей переменной, соответствующей данной структуре, следует написать:
Struct addr addr_info;
В данной строке происходит объявление переменной addr_info типа addr. При объявлении структуры определяется переменная смешанного типа. До тех пор, пока не будет объявлена переменная данного типа, она не будет существовать.
Когда объявлена структурная переменная, компилятор автоматически выделяет необходимый участок памяти для размещения всех ее членов. Рис. показывает размещение addr_info в памяти.
При объявлении структуры можно одновременно объявить одну или несколько переменных.
Например:
Struct addr {
char name;
char street;
char city;
char state;
unsigned long int zip;
} addr_info; binfo, cinfo;
объявляет структуру addr и объявляет переменные addr_info, binfo, cinfo данного типа.
Важно понять, что каждая вновь создаваемая структурная переменная содержит свои собственный копии переменных, образующих структуру. Например, поле zip переменной binfo отделено от поля zip переменной cinfo. Фактически, единственная связь между binfo и cinfo заключается в том, что они обе являются экземплярами одного типа структуры. Больше между ними нет связи.
Если необходима только одна структурная переменная, то нет необходимости в ярлыке структуры. Это означает, что
Struct {
char name;
char street;
char city;
char state;
unsigned long int zip;
} addr_info;
Объявляет одну переменную addr_info с типом, определенным предшествующей ей структурой. Стандартный вид объявления структуры следующий:
struct ярлык {
тип имя переменной;
тип имя переменной;
тип имя переменной;
} структурные переменные;
Ярлык - это имя типа структуры, а не имя переменной. Структурные переменные - это разделенный запятыми список имен переменных. Следует помнить, что или ярлык, или структурные переменные могут отсутствовать, но не оба.
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 - 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.
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.
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 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. 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");
}
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;
}
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++;
}
Перед тем как приступить к изучению классов в C++, мы рассмотрим тип данных подобный классу — структуры. Структуры полезны, когда нам надо объединить несколько переменных с разными типами под одним именем. Это делает программу более компактной и более гибкой для внесения изменений. Также структуры незаменимы, когда необходимо сгруппировать некоторые данные, например, запись из базы данных или контакт из книги адресов. В последнем случае структура будет содержать такие данные контакта как имя, адрес, телефон и т.п.
В процессе написания программы может потребоваться сгруппировать разные данные. Например, вы захотите хранить координаты некоторых объектов и их имена. Вы можете сделать это с помощью :
Int x_coor; int y_coor; string names;
Но так как каждый элемент одного массива связан с другим, то при изменении одного, придется менять остальные тоже. И чем больше данных вам надо объединить, тем сложнее будем такая программа. Поэтому для объединения разных данных используются структуры .
Формат объявления структуры выглядит так:
Struct Car { int x_coor; int y_coor; string name; };
Объявляя структуру, мы вводим в программу наш собственный тип данных, которым можем пользоваться, так же как и стандартными типами, т.е. объявление переменной нашего типа будет таким:
StructName variableName;
structName — имя структуры, variableName — имя переменной.
x_coor, y_coor и name — поля нашей структуры. При объявлении структуры мы создаем составной тип данных, с помощью которого можно создавать переменные, которые сочетают в себе несколько значений (например, координаты и имя). Внутри структуры каждому полю мы даем имя, чтобы потом обращаться к этому значению по его имени.
Для доступа к полям структуры используется точка:
// объявляем переменную Car myCar; // и используем её myCar.x_coor = 40; myCar.y_coor = 40; myCar.name = "Porche";
Как видите, вы можете хранить в структуре столько полей, сколько вам угодно и они могут иметь разные типы.
Рассмотрим пример, демонстрирующий сочетание массивов и структур.
#include
Так же как и с простыми типами (int, например), вы можете создавать массивы структур. А с каждым элементом этого массива работать так же как и с отдельной переменной. Для доступа к полю name первого элемента массива структур, просто напишите:
Players[ 0 ].name
Очень часто требуется писать функции, которые принимают структуры в качестве аргумента или возвращают структуру. Например, если вам надо написать небольшую космическую аркаду, вам может понадобится функция для инициализации нового противника:
Struct EnemySpaceShip { int x_coordinate; int y_coordinate; int weapon_power; }; EnemySpaceShip getNewEnemy();
Функция getNewEnemy должна возвращать структуру с инициализированными полями:
EnemySpaceShip getNewEnemy () { EnemySpaceShip ship; ship.x_coordinate = 0; ship.y_coordinate = 0; ship.weapon_power = 20; return ship; }
На самом деле эта функция вернет копию созданной локальной переменной ship. Это значит, что каждое поле структуры будет скопировано в новую переменную. В нашем случае копирование малого количества полей не заметно, но когда вы работаете с большими объемами данных нужно избегать лишних действий, подробнее об этом поговорим в статье про указатели.
Таким образом, для получения новой переменной будем использовать следующий код:
EnemySpaceShip ship = getNewEnemy();
Теперь эту переменную можно использовать как обычную структуру.
Передавать структуры в функцию можно так:
EnemySpaceShip upgradeWeapons (EnemySpaceShip ship) { ship.weapon_power += 10; return ship; }
Когда мы передаем структуру в функцию, она копируется, так же как и при возвращении структуры. Поэтому любые изменения сделанные внутри функции будут потеряны, поэтому мы возвращаем структуру после изменения.
Использование функции:
Ship = upgradeWeapons(ship);
Когда вызывается функция, переменная ship копируется и изменяется в функции, а когда переменная возвращается, она снова копируется и перезаписывает поля оргинальной переменной.
И наконец, программа для создания и улучшения одного корабля:
Struct EnemySpaceShip { int x_coordinate; int y_coordinate; int weapon_power; }; EnemySpaceShip getNewEnemy() { EnemySpaceShip ship; ship.x_coordinate = 0; ship.y_coordinate = 0; ship.weapon_power = 20; return ship; } EnemySpaceShip upgradeWeapons(EnemySpaceShip ship) { ship.weapon_power += 10; return ship; } int main() { EnemySpaceShip enemy = getNewEnemy(); enemy = upgradeWeapons(enemy); }
Если вы работаете с на структуру, то для доступа к переменным надо использовать оператор «->» вместо точки. Все свойства указателей не изменяются. Пример:
#include
Последнее обновление: 02.10.2018
Наряду с классами структуры представляют еще один способ создания обственных типов данных в C#. Более того многие примитивные типы, например, int, double и т.д., по сути являются структурами.
Например, определим структуру, которая представляет человека:
Struct User { public string name; public int age; public void DisplayInfo() { Console.WriteLine($"Name: {name} Age: {age}"); } }
Как и классы, структуры могут хранить состояние в виде переменных и определять поведение в виде методов. Так, в данном случае определены две переменные - name и age для хранения соответственно имени и возраста человека и метод DisplayInfo для вывода информации о человеке.
Используем эту структуру в программе:
Using System; namespace HelloApp { struct User { public string name; public int age; public void DisplayInfo() { Console.WriteLine($"Name: {name} Age: {age}"); } } class Program { static void Main(string args) { User tom; tom.name = "Tom"; tom.age = 34; tom.DisplayInfo(); Console.ReadKey(); } } }
В данном случае создается объект tom. У него устанавливаются значения глобальных переменных, и затем выводится информация о нем.
Как и класс, структура может определять констукторы. Но в отличие от класса нам не обязательно вызывать конструктор для создания объекта структуры:
User tom;
Однако если мы таким образом создаем объект структуры, то обязательно надо проинициализировать все поля (глобальные переменные) структуры перед получением их значений или перед вызовом методов структуры. То есть, например, в следующем случае мы получим ошибку, так как обращение к полям и методам происходит до присвоения им начальных значений:
User tom; int x = tom.age; // Ошибка tom.DisplayInfo(); // Ошибка
Также мы можем использовать для создания структуры конструктор по умолчанию, при вызове которого полям структуры будет присвоено значение по умолчанию (например, для числовых типов это число 0):
User tom = new User(); tom.DisplayInfo(); // Name: Age: 0
Также мы можем определить свои конструкторы. Например, изменим структуру User:
Using System; using System.Reflection; namespace HelloApp { struct User { public string name; public int age; public User(string name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void DisplayInfo() { Console.WriteLine($"Name: {name} Age: {age}"); } } class Program { static void Main(string args) { User tom = new User("Tom", 34); tom.DisplayInfo(); User bob = new User(); bob.DisplayInfo(); Console.ReadKey(); } } }
Важно учитывать, что если мы определяем конструктор в структуре, то он должен инициализировать все поля структуры, как в данном случае устанавливаются значения для переменных name и age.
Также, как и для класса, можно использовать инициализатор для создания структуры:
User person = new User { name = "Sam", age = 31 };
Но в отличие от класса нельзя инициализировать поля структуры напрямую при их объявлении, например, следующим образом:
Struct User { public string name = "Sam"; // ! Ошибка public int age = 23; // ! Ошибка public void DisplayInfo() { Console.WriteLine($"Name: {name} Age: {age}"); } }
