Размещение структурных переменных в памяти

При анализе размеров структурных переменных иногда число байт, выделенных компилятором под структурную переменную оказывается больше, чем сумма байт ее полей. Это связано с тем, что компилятор выделяет участок ОП для структурных переменных с учетом выравнивания граней, добавляя между полями пустые байты по следующим правилам:

- структурные переменные, являющиеся элементами массива начинаются на границе слова, т.е. с четного адреса;

- любое поле структурной переменной начинается на границе слова, т.е. с четного адреса и имеет четное смещение по отношению к началу переменной;

- при необходимости в конец переменной добавляется пустой байт, чтобы общее число байтов было четное.

Объединения

Объединение - поименованная совокупность данных разных типов, размещаемых с учетом выравнивания в одной и той же области памяти, размер которой достаточен для хранения наибольшего элемента.

Объединенный тип данных декларируется подобно структурному типу:

union ID_объединения {

описание полей

};

Пример описания объединенного типа:

union word {

int nom;

char str[20];

};

Пример объявления объектов объединенного типа:

union word *p_w, mas_w[100];

Объединения применяют для экономии памяти в случае, когда объединяемые элементы логически существуют в разные моменты времени либо требуется разнотипная интерпретация поля данных.

Например, поток сообщений по каналу связи пусть содержит сообще­ния трех видов:

struct m1 {

char code;

float data[100]; };

struct m2 {

char code;

int mode; };

struct m3 {

char code, note[80]; };

Элемент code - признак вида сообщения. Удобно описать буфер для хранения сообщений в виде

struct m123 {

char code;

union {

float data[100];

int mode;

char note[80]; };

};

Практически все вышесказанное для структур имеет место и для объединений.

Декларация данных типа union, создание переменных этого типа и обращение к полям объединений производится аналогично структурам.

Пример использования переменных типа union:

. . .

typedef union q {

int a;

float b;

char s[5];

} W;

void main(void) {

W s, *p = &s;

s.a = 4;

printf(“\n Integer a = %d, Sizeof(s.a) = %d”, s.a, sizeof(s.a));

p -> b = 1.5;

printf(“\n Float b = %f, Sizeof(s.b) = %d”, s.b, sizeof(s.b));

strcpy(p->s, “Minsk”);

printf(“\n String a = %s, Sizeof(s.s) = %d”, s.s, sizeof(s.s));

printf(“\n Sizeof(s) = %d”, sizeof(s));

getch();

}

Результат работы программы:

Integer a = 4, Sizeof(s.a) = 2

Float b = 1.500000, Sizeof(s.b) = 4

String a = Minsk, Sizeof(s.s) = 5

Sizeof(s) = 5

Перечисления

Перечисления - средство создания типа данных посредством задания ограниченного множества значений.

Определение перечислимого типа данных имеет вид

enum ID_перечислимого_типа {

список_значений

};

Значения данных перечислимого типа указываются идентификаторами. Например:

enum marks {

zero, two, three, four, five

};

Транслятор последовательно присваивает идентификаторам списка значений целочисленные величины 0,1,..., . При необходимости можно явно задать значение идентификатора, тогда очередные элементы списка будут получать последующие возрастающие значения. Например:

enum level {

low=100, medium=500, high=1000, limit

};

Примеры объявления переменных перечислимого типа:

enum marks Est;

enum level state;

Переменная типа marks может принимать только значения из множества {zero, two, three, four, five}.

Основные операции с данными перечислимого типа:

- присваивание переменных и констант одного типа;

- сравнение для выявления равенства либо неравенства.

Практическое назначение перечисления - определение множества различающихся символических констант целого типа.

Пример использования переменных перечислимого типа:

. . .

typedef enum {

mo=1, tu, we, th, fr, sa, su

} days;

void main(void) {

days w_day; // Переменная перечислимого типа

int cur_day, _end, _start;

// Текущий день недели, начало и конец недели, соответственно

clrscr();

puts(“ Введите день недели (от 1 до 7) : ”);

scanf(“%d”, &cur_day);

w_day = su;

_start = mo;

_end = w_day - cur_day;

printf(“\n Понедельник - %d день недели, \

сейчас %d - й день и \n\

до конца недели %d дней (дня)”, _start, cur_day, _end );

getch();

}

Результат работы программы:

Введите день недели (от 1 до 7) : 5

Открытие файла

Каждому файлу присваивается внутреннее логическое имя, используемое в дальнейшем при обращении к нему. Логическое имя (идентификатор файла) - это указатель на файл, т.е. на область памяти, где содержится вся необходимая информация о файле. Формат объявления указателя на файл следующий:

FILE*указатель на файл;

FILE - идентификатор структурного типа, описанный в стандартной библиотеке stdio.h и содержащий следующую информацию:

type struct{

} FILE;

Прежде, чем начать работать с файлом, т.е. получить возможность чтения или записи информации в файл, его нужно открыть для доступа. Для этого обычно используется функция

FILE* fopen(char * ID_файла, char *режим);

она берет внешнее представление - физическое имя файла на носителе (дискета, винчестер) и ставит ему в соответствие логическое имя.

Физическое имя, т.е. имя файла и путь к нему задается первым параметром - строкой, например, “a:Mas_dat.dat” - файл с именем Mas_dat.dat, находящийся на дискете, “d:\\work\\Sved.txt” - файл с именем Sved.txt, находящийся на винчестере, в каталоге work.

Внимание, обратный слеш (\), как специальный символ в строке записывается дважды!

При успешном открытии функция fopen() возвращает указатель на файл (в дальнейшем - указатель файла). При ошибке возвращается NULL. Данная ситуация обычно возникает, когда неверно указывается путь к открываемому файлу. Например, если в дисплейном классе нашего университета, указать путь, запрещенный для записи (обычно, разрешенным является d:\work\).

Второй параметр - строка, в которой задается режим доступа к файлу:

w - файл открывается для записи; если файла с заданным именем нет, то он будет создан; если такой файл существует, то перед открытием прежняя информация уничтожается;

r - файл открывается только для чтения; если такого файла нет, то возникает ошибка;

a - файл открывается для добавления в его конец новой информации;

r+ - файл открывается для редактирования данных - возможны и запись, и чтение информации;

w+ - то же, что и для r+;

a+ - то же, что и для a, только запись можно выполнять в любое место файла; доступно и чтение файла;

t - файл открывается в текстовом режиме; используются поля r, w, a, r+, w+, a+;

b - файл открывается в двоичном режиме.

Текстовый режим отличается от двоичного тем, что при открытии файла как текстового пара символов «перевод строки», «возврат каретки» заменяется на один символ: «перевод строки» для всех функций записи данных в файл, а для всех функций вывода символ «перевод строки» теперь заменяется на два символа: «перевод строки», «возврат каретки».

По умолчанию файл открывается в текстовом режиме.

Пример: FILE *f; - объявляется указатель на файл f;

f = fopen ("d:\\work\\Dat_sp.cpp", "w"); - открывается для записи файл с логическим именем f, имеющим физическое имя Dat_sp.cpp, находящийся на диске d, в каталоге work.

или более кратко:

FILE *f = fopen ("d:\\work\\Dat_sp.cpp", "w");

Закрытие файла

После работы с файлом доступ к нему необходимо закрыть. Это выполняет функция int fclose(указатель файла). Например, из предыдущего примера файл закрывается так: fclose (f);

Для закрытия нескольких файлов введена функция, объявленная следующим образом: void fcloseall(void);

Если требуется изменить режим доступа к файлу, то для этого сначала необходимо закрыть данный файл, а затем вновь его открыть, но с другими правами доступа. Для этого используют стандартную функцию:

FILE* freopen(char *ID_файла, char *режим, FILE *указатель_файла);

Эта функция сначала закрывает файл, объявленный «указателем_файла» (как это делает функция fopen), а затем открывает файл с «именем_файла» и правами доступа «режим».

В языке С имеется возможность работы с временными файлами, которые нужны только в процессе работы программы и которые надо удалить после выполнения части вычислений. В этом случае используется функция:

FILE* tmpfile(void);

которая создает на диске временный файл с правами доступа «w+b», после завершения работы программы или после закрытия временного файла он автоматически удаляется.