Лабораторная работа №6

Структурированные типы данных

Структуры

Структура – это объединение одного или более объектов (переменных, массивов, указателей, других структур и т.п.). Как и массив она представляет собой совокупность данных. Отличием является то, что к ее элементам необходимо обращаться по имени и что различные элементы структуры необязательно должны принадлежать одному типу. Объявление структуры осуществляется с помощью ключевого слова struct, за которым идет ее тип и далее список элементов, заключенных в фигурные скобки:

struct тип {

Тип_элемента_1 имя_элемента_1;

…

Тип_элемента_n имя_элемента_n;

};

Именем элемента может быть любой идентификатор. Как и выше, в одной строке можно записывать через запятую несколько идентификаторов одного типа. Рассмотрим пример:

struct date {

Int day;

Int month;

Int year;

};

Следом за фигурной скобкой, заканчивающей список элементов, могут записываться переменные данного типа, например: struct date {int day;int month;

int year;} a,b,c; В этом случае для каждой переменной выделяется память, объем которой определяется суммой длин всех элементов структуры. Описание структуры без последующего списка не вызывает выделения никакой памяти, а просто задает шаблон нового типа данных, которые имеют форму структуры. Введенное имя типа позже можно использовать для объявления структуры, например struct date days;. Теперь переменная days имеет тип date. При необходимости структуры можно инициализировать, помещая за объявлением список начальных значений элементов. Разрешается вкладывать структуры одна в другую, например:

struct man { char name [30], fam [20];

Struct date bd;

int voz; };

Определенный выше тип data включает три элемента: day, month, year, содержащий целые значения (int). Структура man включает элементы: name[30], fam[20], bd и voz. Первые два name[30] и fam[20] – это символьные массивы из 30 и 20 элементов каждый. Переменная bd представлена составным элементом (вложенной структурой) типа data. Элемент voz содержит значения целого типа (int). Теперь разрешается объявить переменные, значения которых принадлежат введенному типу:

struct man _ man_ [100];

Здесь определен массив _man_, состоящий из 100 структур типа man. В языке Си разрешено использовать массивы структур. Структуры могут состоять из массивов и других структур.

Чтобы обратиться к отдельному элементу структуры, необходимо указать ее имя, поставить точку и сразу за ней написать имя нужного элемента, например:

_man­­_ [i].voz = 16;

_man­­_ [j].bd.day = 22;

_man­­_ [j].bd.year =1976;

При работе со структурами необходимо помнить, что тип элемента определяется соответствующей строкой объявления в фигурных скобках. Например, _man_ имеет тип man, year - является целым числом и т.п. Поскольку каждый элемент структуры относится к определенному типу, его имя может появляться везде, где разрешено использовать значения этого типа. Допускаются конструкции вида _man_[i] = _ man_[j]; где _man_[i] и _man_[j] - объекты, соответствующие единому описанию структуры. Другими словами, разрешается присваивать одну структуру другой по их именам.

Унарная операция & позволяет взять адрес структуры. Предположим, что задано объявление

struct date { int d,m,y; } day;

Здесь day - это структура типа date, включающая три элемента: d,m,у. Другое объявление struct date _*db; устанавливает тот факт, что db - это указатель на структуру типа date. Запишем выражение: db = &day;. Теперь для выбора элементов d, m, у структуры необходимо использо­вать конструкции: (*db).d, (*db).m, (*db).y. Действительно, db - это адрес структуры, *db - сама структура. Круглые скобки здесь необхо­димы, так как точка имеет более высокий, чем звездочка приоритет. Для аналогичных целей в языке Си предусмотрена специальная операция ->. Она тоже выбирает элемент структуры и позво­ляет представить рассмотренные выше конструкции в более простом виде: db->d, db->m, db->y.

Битовые поля

Особую разновидность структур представляют поля. Поле - это последовательность соседних бит внутри одного целого значения. Оно может иметь тип signed int либо unsigned int и занимать от 1 до 16 бит. Поля размещаются в машинном cлове в направлении от младших к старшим разрядам.

Например, структура

struct prim {int a:2; unsigned b:3; int :5;

int с:1; unsigned d:5; } f,j;

обеспечивает размещение, показанное на рис. 4.6. Если бы последнее поле было задано так: unsigned d:6;, то оно размещалось бы не в первом слове, а в разрядах 0-5 второго слова.

Рис. 4.6.Пример блока памяти, выделенного под битовое поле

В полях типа signed крайний левый бит является знаковым. На­пример, такое поле шириной 1 бит может только хранить значения -1 и 0, так как любая ненулевая величина будет интерпретироваться как -1.

Поля используются для упаковки значений нескольких переменных в одно машинное слово с целью экономии памяти. Они не могут быть массивами и не имеют адресов, поэтому к ним нельзя применять унар­ную операцию &. Пример:

#include <stdio.h>

struct {unsigned a : 1; unsigned b : 1; unsigned y : 1; unsigned c : 2; } f;

void main () { int i;

printf("размер f=%d байт \n",sizeof(f));

f.a =f.b=1;// в поля а и b записывается 1

for (i=0;i<2;i++)

{ f.y =f.a && f.b; // конъюнкция a и b

printf(" цикл %d;f.y =%d\n", i, f.y);

f.b=0; }

f.c = f.a +!f.b;// сложение значений f.а и отрицание f.b (=1)8)

printf("f.c=%d", f.c);} // f.c=2

результаты работы:

размер f=1 байта

цикл о;f.y =1

цикл 1;f.y =0

f.c=2

Смеси

Смесь - это разновидность структуры, которая может хранить (в разное время) объекты различного типа и размера . В результате по­является возможность работы в одной и той же области памяти с дан­ными различного вида. Для описания смеси используется ключевое слово union, а соответствующий синтаксис аналогичен синтаксису структуры.

Пусть задано объявление:

union r { int ir; float fr; char сr; } z;

Здесь ir имеет размер 2 байта, fr - 4 байта и сr - 1 байт. Для z будет выделена память, достаточная чтобы сохранять самый большой из трех приведенных типов. Таким образом, размер z будет 4 байта. В один и тот же момент времени в z может иметь значение только одна из указанных переменных (ir, fr, сr). Пример:

#include <stdio.h>

union r{ int ir; float fr; char cr;} z;

Float f;

// объявлена смесь z типа r: .Размер смеси будет определяться размером самого //длинного элемента, в данном случае fr,

Void main (void)

{//в версии Borland C++ версии 3.1 обнаружена ошибка при

//использовании в вычислениях и преобразованиях вывода

//вещественных значений элементов структур . Чтобы обойти ошибку, //выбираем вещественное значение элемента union в простую

//вещественную переменную f (f=z.fr;), а затем используем f в

//выражениях и наоборот.

printf ("размер z=%d байта \n",sizeof(z));

// sizeof(z) вычисляет длину переменной z и printf распечатывает

//вычисленную длину

printf ("введите значение z.ir \n"); //выдача приглашения для ввода

scanf ("%d",&z.ir);//ввод целого значения в элемент z.ir

printf ("значение ir =%d \n",z.ir);//вывод значения z.ir

printf ("введите значение z.fr \n"); //приглашение для ввода

//вещественного значения

scanf ("%f",&f); //ввод вещественного значения в переменную f и

z.fr=f;//запись в z.fr (фактически реализован ввод: scanf ("%f",&z.ir);.

printf ("значение fr=%f \n",f); //вывод значения вещественной переменной

printf ("введите значение z.cr \n"); // приглашение на ввод информации

flushall(); // очистка буферов ввода-вывода.

//Такая очистка буфера здесь необходима, так как в буфере ввода остается

//символ конца строки от предыдущего ввода, который затем введется //спецификацией %c , вместо реально набираемого символа

scanf ("%c",&z.cr); //чтение символа, введенного с клавиатуры

printf ("значение сr=%c;\n",z.cr);//вывод значения символа

}

Пример сеанса работы с программой («Enter» - это нажатие этой клавиши):

размер z= 4 байта

введите значение z.ir

7 «Enter»

значение ir=7

Введите значение z.fr

З8.345678«Enter»

Значение fr=8.345678

Введите значение z/cr

P«Enter»

Значение cr= P;

Варианты задания (в программе использовать структуры, битовые поля и смеси; все логически законченные части программы оформить в виде отдельных функций):

1.Разработать программу учета покупок ювелирного магазина. Данные о покупках хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по стоимости ювелирного украшения.

2. Разработать программу учета жилищного фонда. Данные о жилом фонде хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру жилищного договора.

3. Разработать программу учета стройматериалов. Данные о стройматериалах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру договора.

4. Разработать программу учета посадок на участке в ботаническом саду. Данные о участках хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру участка.

5. Разработать программу расчета закупки сырья промышленного предприятия. Данные о закупках хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по типу сырья.

6. Разработать программу расчета прибыли от выполняемых работ по ремонту офиса многофилиального концерна. Данные о выполняемых работах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по сумме выполненных работ.

7. Разработать программу расчета деталей, использованных при изготовлении какого-либо изделия. Данные о деталях хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по стоимости деталей, используемых в данном изделии.

8. Разработать программу расчета закупки сырья промышленного предприятия. Данные о закупках хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру накладной

9. Разработать программу определения затрат рабочего времени на выполнение строительных работ. Данные о строительных работах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру заказа.

10. Разработать программу определения пробега автомобиля на основе путевых листов. Данные о путевых листах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру путевого листа.

11. Разработать программу определения величины таможенных сборов на базе контрактов коммерческой фирмы. Данные о таможенных сборах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру контракта.

12. Разработать программу определения процента выхода годных изделий на основе актов приема ОТК. Данные о тестируемых партиях хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру заказа.

13. Разработать программу оценки экспорта фирмы. Данные об экспортных операциях хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру контракта.

14. Разработать программу оценки роста промышленного предприятия по данным за последние годы. Данные о финансовых отчетах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по номеру финансового документа.

15. Разработать программу оценки продаж театральных билетов от времени года. Данные о продажах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по величине прибыли.

16. Разработать программу определения суммарной продажи проездных билетов за определенный месяц. Данные о продажах хранить в виде массива структур. Итоговая информация должна выводиться на экран в виде таблицы, отсортированной по величине прибыли.