Инициализация структуры в си (c struct).

Структура — это агрегатный тип данных, так как может содержать в себе разнотипные элементы. Синтаксис объявления структуры в С++ отличается от C. Хотя версия C остается правильной для C++. Получается, что в С++ можно двумя стилями объявления структур пользоваться, а в языке C — только одной. Смотрим синтаксис объявления структуры в языке С++:

Struct Name { type atrib; // остальные элементы структуры } structVar1, structVar2, ...;

• struct — ключевое слово, которое начинает определение структуры
• Name — имя структуры
• type — тип данных элемента структуры
• atrib — элемент структуры
• structVar1-2 — структурные переменные

Объявление структуры всегда должно начинаться с ключевого слова struct . Необязательно, чтобы структура имела имя, но тогда такая структура обязательно должна иметь структурные переменные, объявленные между закрывающей фигурной скобкой и точкой с запятой, строка 5. Обязательно в объявлении структуры должны присутствовать фигурные скобочки, они обрамляют тело структуры, в котором объявляются её атрибуты (элементы), строка 3. Структурные переменные, при объявлении структуры, указывать необязательно, строка 5.

Так как структура это тип данных, то, для того, чтобы использовать этот тип данных, необходимо объявить структурную переменную, а вместо типа данных указать имя структуры.

Синтаксис объявления структуры в языке Си:

Typedef struct name { type atrib1; type atrib2; // остальные элементы структуры... } newStructName structVar;

Синтаксис объявления структуры в языке Си предполагает два варианта. Первый, опустить ключевое слово typedef , при этом имя newStructName тоже не используется, и имя структуры, тогда обязательно необходимо при объявлении структуры использовать структурные переменные — structVar , строка 6. Смотрим пример:

Struct name structVar;

Или вы можете воспользоваться typedef , для объявления псевдонима структуры newStructName , псевдоним:

NewStructName structVar;

В любом случае, если вы хотите, объявить указатель на структуру внутри структуры, вы должны использовать первый синтаксис:

Struct name *struct_instance; // указатель на структуру

Объявление указателя на структуру

Синтаксис объявления указателя на структуру в Си неоднозначен. В Си, если вы не используете typedef при определении структуры, то, в обязательном порядке необходимо использовать структурные переменные, между закрывающейся фигурной скобочкой и точкой с запятой.
В C++, этого не требуется. Чтобы объявить указатель на структуру, в С++ вы просто перед именем структурной переменной ставите символ указателя — * .

StructName *structVar; // указатель на структуру structName

NewStructName *structVar; // newStructName должно быть объявлено с typedef

или так, тоже для СИ:

Struct name *structVar;

Доступ к элементам структуры

Доступ к элементам структуры так же прост, как использование символа «точка». Предположим. что у нас есть структурная переменная с именем car и у нее есть элемент с именем speed , к которому, мы сейчас получим доступ:

Car.speed;

Примечание: такой способ доступа к элементам структуры работает только в том случае, когда структура не является указателем на структуру.

Доступ к элементам указателя на структуру

Чтобы получить доступ к элементам структуры, через указатель на структуру, вместо оператора «точка», используйте оператор стрелка -> :

CarPtr->speed;

P.S.: Всем владельцам Android-смартфонов представляю хорошую подборку программ GPS навигаторов для android . В списке представлено около 20 программных продуктов, вы можете любой скачать и установить на свой девайс. Все программы абсолютно бесплатные.

Пока мы рассматривали одну сложную структуру (сложный тип) - массив; одним из основных свойств массива является однотипность его компонент. Многие информационно-логические задачи связаны с обработкой документов, содержащих в себе информация разного типа (числовую, символьную и т. д.) Примеры таких документов: пла­тежные ведомости (фамилии и имена - символьная информация, де­нежные суммы - числовая), карточки больных в поликлинике, библио­течная информация. Для программирования алгоритмов обработки такой информации необходимо иметь сложный тип, объединяющий разнотипные компоненты. Таким типом является структура в Си (в Паскале запись).

Структурная переменная, или просто структура, состоит из не­скольких переменных (называемых полями), возможно, разного типа.

Структура

typedef struct {char author; char title;/*описание*/

int year; float price} BOOK; /*шаблона BOOK*/

/*или можно описать тот же самый шаблон так:

struct BOOK {char author; char title;

int year; float price} ;*/

struct BOOK b;/*описание структурной переменной b*/

Память, занимаемая структурой, равна сумме объемов памяти полей (если исключить из рассмотрения особенности, связанные с выравниванием). В любом случае для определения размера памяти структуры можно использовать операцию sizeof(). Шаблон ВООК, на­пример, описывает структуру размером памяти 70.

Обращение к полю структурной переменной:

ИмяСтруктуры.ИмяПоля или АдресСтруктуры ->ИмяПоля

. (точка) и ->являются операциями, соответственно, прямого и косвенного выбора компоненты структурированной переменной.

Например,

struct BOOK a,*pnta=&a;...

a.author="Byron"; pnta->author="Byron"; /*эквивалентные опера­торы*/

Пример. Задача примера 2 п.3.1.4 в нижеприведенной про­грамме выполнена с использованием структур (а не строк).

#include

#include

#include

{ /*структура сведений об игрушках*/

typedef struct {int nu;/*номер*/

char name;/*наименование*/

int minage,maxage;/*мин. и макс. возраст ребенка*/

double rub /*стоимость*/;}TOYS;

TOYS toy;/*переменная типа записьTOYS */

double max; /*максимальная стоимость*/

char namemax;/*название самого дорогого конструктора*/

int n /*число игрушек*/,i/*номер игрушки*/;

puts("Введите число наименований игpушек");

for (i=0; i

/*в цикле ввод сведений об игрушках и проверка условий*/

fflush(stdin); /*очистка буфера устройства ввода послеscanf */

printf(" Введите сведения об игpушке с номеpом %2d\n",toy.nu);

puts("наименование");

puts("мин. и макс. возpаст и стоимость");

scanf("%d%d%lf",&toy.minage,&toy.maxage,&toy.rub);

if ((strstr(toy.name,"констpуктоp")!=NULL ||

strstr(toy.name,"Констpуктоp")!=NULL) &&

(toy.maxage <= 7) &&

(toy.rub>max))

strcpy(namemax,toy.name);

puts(" Констpуктоpов для детей до семи лет нет");

{ printf("Cамый доpогой констpуктоp для детей до семи лет\n");

printf(" %s стоит %8.0f pублей\n",namemax,max);

В Си существует еще один сложный тип, описание которого формально похоже на структуру. Это тип (и переменная) объедине­ние .

Объединение - это переменная, содержащая поля разного типа, помещаемые в одно и то же место памяти. По существу объедине­ние дает способ различной интерпретация содержимого памяти. Описание шаблона (типа) объединения и переменной этого типа выполняется также, как для структуры, только вместо ключевого слова struct используетсяunion . Размер памяти, занимаемой объе­динением, равен максимальному из размеров полей.

Структура - это удобное хранилище для разнородных данных, которые хочется объединить. К примеру, вы можете создать структуру, описывающую параметры вашего устройства - сетевые настройки, таймаут спящего режима, его идентификатор и прочее подобное, типа какой-нибудь строки приветствия и состояния светодиода. Раз все параметры будут храниться в одном месте - они всегда будут на виду, да и нормальные IDE будут вам подсказывать поля структуры при обращении к ним. Ещё мы рассмотрим хранение и восстановление структур из архива, а также их передачу по сети.

Объявление такой структуры:

Struct { uint32_t ID; char IP; uint16_t timeout; bool led; char text; } params;

Как это работает?

В си довольно удобный синтаксис, в том плане что многие вещи записываются как «тип_данных переменная», начиная с «int i» заканчивая «void main() {}». Так и здесь, кодовое слово struct начинает объявление структуры, и весь кусок кода «struct { … }» просто задаёт новый тип. Соответственно, params - это уже готовая переменная (экземпляр типа), которую можно использовать. Внутри фигурных скобок перечислены все поля структуры, которые потом будут доступны так: params.ID или params.IP. Длина полей должна быть фиксированной, поэтому нельзя использовать строки вида *text, только массивы вида text.

Можно было сделать немного иначе: объявить только тип, а переменную завести позже. Для этого мы использовали бы ключевое слово typedef и написали так:

Typedef struct { uint32_t ID; char IP; uint16_t timeout; bool led; char text; } params_struct; params_struct params;

Так появляется возможность оставить все объявления структурных типов в отдельном файле (header), а в главном файле просто использовать уже готовые структурные типы для объявления структур прямо по месту.

Конечно, в обоих вариантах вы можете объявить сколько угодно экземпляров структур, или создать массив из них:

Struct { uint32_t ID; char IP; uint16_t timeout; bool led; char text; } params1, params2, params;

Вариант с массивом особенно удобен для сервера в клиент-серверной топологии сети - на каждом клиенте хранятся в структуре его собственные параметры, а на мастер-устройстве располагается таблица параметров всех клиентов в виде массива структур.

В принципе, ничего сложного в структурах нет, а с темой серверов и клиентов мы плавно подошли к более интересной теме:

Хранение, передача и синхронизация структур

Для многих будет удивлением то, что данные структуры хранятся в памяти в виде плоского списка, все поля структуры просто идут в памяти друг за другом. Поэтому становится возможным обращаться с этой структурой как с простым массивом байт! Проверим, создадим массив «поверх» этой структуры.

Начальное смещение получим так:

Char *Bytes = ¶ms;

мы объявили указатель char и поместили в него адрес params. Теперь Bytes указывает на первый байт структуры, и при последовательном чтении мы побайтно прочитаем всю структуру. Но сколько байт нужно прочитать? Для этого рассмотрим две интересных функции.

sizeof и offsetof

Это даже не функции, а встроенные макросы языка Си. Начнём с более простой, sizeof .

Компилятор заменяет все записи вида sizeof X на значение длины Х. В качестве X может выступать как тип, так и экзмепляр типа, т.е. в нашем случае можно подставить в sizeof и тип структуры (если мы его заводили с помощью typedef), и саму переменную структуры так: sizeof params_struct или sizeof params. Она пройдёт по всем полям структуры, сложит их длины и отдаст сумму, которая и будет длиной структуры.

offsetof - настоящий макрос, который принимает два параметра (структуру _s_ и поле _m_ в ней) и отдаёт положение этого поля в структуре, его смещение относительно начала структуры. Выглядит этот макрос очень просто:

Offsetof(s, m) (size_t)&(((s *)0)-›m).

Как он работает?

1. Берём число 0
2. Преобразуем его к типу «указатель на структуру s»: (s*)0
3. Обращаемся к полю m из этой структуры: ((s*)0)->m
4. Вычисляем его адрес: &(((s*)0)->m)
5. Преобразуем адрес к целому числу: (size_t)&(((s*)0)->m)

Магия именно в первом шаге, в котором мы берём 0. Благодаря этому на четвёртом шаге абсолютный адрес поля, вычисленный компилятором, оказывается отсчитан относительно начала структуры - структуру-то мы положили в адрес 0. Таким образом, после выполнения этого макроса мы реально имеем смещение поля относительно начала структуры. Понятно, что этот макрос правильно определит смещения даже в сложных и вложенных структурах.

Здесь нужно сделать небольшое отступление. Дело в том, что я рассматривал самый простой случай, когда поля упакованы точно вслед друг за другом. Есть и другие методы упаковки, которые называются «выравнивание». К примеру, можно выдавать каждому полю «слот», кратный 4 байтам, или 8 байтам. Тогда даже char будет занимать 8 байт, и общий размер структуры вырастет, а все смещения сдвинутся и станут кратны выравниванию. Эта штука полезна при программировании для компьютера, поскольку из-за грануляции ОЗУ процессор гораздо быстрее умеет извлекать из памяти выровненные данные, ему требуется на это меньше операций.

Работа с массивом из структуры

Окей, теперь мы умеем представлять любую структуру в виде массива байт, и обратно. Вы поняли фишку? У нас теперь одна и та же область памяти имеет роли «структура» и «массив». Изменяем что-то в структуре - меняется массив, меняем массив - меняется структура.

В этом - суть процесса! У нас нет отдельного массива, потому что сама структура - это уже массив, и мы просто обращаемся к памяти разными методами. И у нас нет никаких копирующих циклов по полям или по байтам, этот цикл будет уже сразу в функции передачи.

Теперь осталось лишь научиться удобно с этим всем работать.

Хранение и передача структуры

Чтобы создать архивную копию структуры, для передачи по сети или для складывания её в надёжное место - отдайте в вашу функцию передачи данных адрес этого массива. К примеру, моя функция записи массива данных в EEPROM выглядит так: I2C_burst_write (I2Cx, HW_address, addr, n_data, *data). Вам просто нужно вместо n_data передать sizeof params, а вместо *data - ¶ms:

I2C_burst_write (I2Cx, HW_address, addr, sizeof params, ¶ms)

Функции передачи данных по сети обычно выглядят примерно так же. В качестве данных передавайте ¶ms, а в качестве длины данных - sizeof params.

Приём и восстановление структуры

Всё точно так же. Моя функция чтения массива из EEPROM: I2C_burst_read (I2Cx, HW_address, addr, n_data, *data). n_data = sizeof params, *data = ¶ms:

I2C_burst_read (I2Cx, HW_address, addr, sizeof params, ¶ms)

Не забывайте, что вы сразу пишете принятые байты непосредственно в структуру. При медленной или ненадёжной передаче имеет смысл записать данные во временный буфер, и после их проверки передать их в структуру через

Memcpy(¶ms, &temp_buffer, sizeof params).

Реализовав эти методы, мы воплотим удобную синхронизацию двух структур, находящихся на разных компьютерах: клиент-микроконтроллер может быть хоть на другой стороне земного шара от сервера, но передать структуры будет всё так же просто.

Хранение/восстановление отдельных полей

И зачем же мы так долго рассматривали макрос offsetof? Его очень удобно использовать для чтения и записи отдельных полей структуры, например так:

I2C_burst_write (I2Cx, HW_address, addr + offsetof(params, IP), sizeof params.IP, ¶ms.IP) I2C_burst_read (I2Cx, HW_address, addr + offsetof(params, IP), sizeof params.IP, ¶ms.IP)

Ну и вообще, было бы неплохо сделать удобные макросы-обёртки для этой цели.

#define store(structure, field) I2C_burst_write (I2Cx, HW_address, addr + offsetof(structure, field), sizeof(structure.field), &(structure.field)) #define load(structure, field) I2C_burst_read (I2Cx, HW_address, addr + offsetof(structure, field), sizeof(structure.field), &(structure.field))

Последнее обновление: 09.10.2017

Ранее для определения классов мы использовали ключевое слово class . Однако C++ предоставляет еще один способ для определения пользовательских типов, который заключается в использовании структур. Данный способ был унаследован языком С++ еще от языка Си.

Структура в языке C++ представляет собой производный тип данных, который представляет какую-то определенную сущность, также как и класс. Нередко структуры применителько к С++ также называют классами. И в реальности различия между ними не такие большие.

Для определения структуры применяется ключевое слово struct , а сам формат определения выглядит следующим образом:

Struct имя_структуры { компоненты_структуры };

Имя_структуры представляет произвольный идентификатор, к которому применяются те же правила, что и при наименовании переменных.

После имени структуры в фигурных скобках помещаются Компоненты_структуры , которые представляют набор описаний объектов и функций, которые составляют структуру.

Например, определим простейшую структуру:

#include #include struct person { int age; std::string name; }; int main() { person tom; tom.name = "Tom"; tom.age = 34; std::cout << "Name: " << tom.name << "\tAge: " << tom.age << std::endl; return 0; }

Здесь определена структура person , которая имеет два элемента: age (представляет тип int) и name (представляет тип string).

После определения структуры мы можем ее использовать. Для начала мы можем определить объект структуры - по сути обычную переменную, которая будет представлять выше созданный тип. Также после создания переменной структуры можно обращаться к ее элементам - получать их значения или, наоборот, присваивать им новые значения. Для обращения к элементам структуры используется операция "точка":

Имя_переменной_структуры.имя_элемента

По сути структура похожа на класс, то есть с помощью структур также можно определять сущности для использования в программе. В то же время все члены структуры, для которых не используется спецификатор доступа (public, private), по умолчанию являются открытыми (public). Тогда как в классе все его члены, для которых не указан спецификатор доступа, являются закрытыми (private).

Кроме того мы можем инициализировать структуру, присвоив ее переменным значения с помощью синтаксиса инициализации:

Person tom = { 34, "Tom" };

Инициализация структур аналогична инициализации массивов: в фигурных скобках передаются значения для элементов структуры по порядку. Так как в структуре person первым определено свойство, которое представляет тип int - число, то в фигурных скобках вначале идет число. И так далее для всех элементов структуры по порядку.

При этом любой класс мы можем представить в виде структуры и наоборот. Возьмем, к примеру, следующий класс:

Class Person { public: Person(std::string n, int a) { name = n; age = a; } void move() { std::cout << name << " is moving" << std::endl; } void setAge(int a) { if (a > 0 && a < 100) age = a; } std::string getName() { return name; } int getAge() { return age; } private: std::string name; int age; };

Данный класс определяет сущность человека и содержит ряд приватных и публичных переменных и функции. Вместо класса для определения той же сущности мы могли бы использовать структуру:

#include #include struct user { public: user(std::string n, int a) { name = n; age = a; } void move() { std::cout << name << " is moving" << std::endl; } void setAge(int a) { if (a > 0 && a < 100) age = a; } std::string getName() { return name; } int getAge() { return age; } private: std::string name; int age; }; int main() { user tom("Tom", 22); std::cout << "Name: " << tom.getName() << "\tAge: " << tom.getAge() << std::endl; tom.setAge(31); std::cout << "Name: " << tom.getName() << "\tAge: " << tom.getAge() << std::endl; return 0; }

И в плане конечного результата программы мы не увидели бы никакой разницы.

Когда использовать структуры? Как правило, структуры используются для описания таких данных, которые имеют только набор публичных атрибутов - открытых переменных. Например, как та же структура person, которая была определена в начале статьи. Иногда подобные сущности еще называют аггрегатными классами (aggregate classes).

Структура в Си - тип данных, предназначенный для размещения значения разного типа в одном объекте. Полезен, когда необходимо объединить несколько переменных с разными типами под одним именем. Делают программу более компактной, ею удобней управлять. Структура имеет схожие особенности с массивами и классами.

Массивы

Прежде чем говорить о структуре в Си, нужно описать массив.

Существуют массивы одномерные, двумерные, трехмерные. Одномерный - это такой, у которого есть только одна строка с заполненными значениями. Двумерный - одномерный массив, внутри которого находятся другие одномерные массивы.

Обычный массив в Си записывается так: int a = {1, 2, 3, 4}.

Видим, что a - имя, int - тип данных, внутри фигурных скобок { } находятся значения, между квадратными скобками указывается длина, то есть количество элементов. Количество элементов является статическим, равняется 4. Это означает, что если в этом примере пользователь добавит пятое значение, компилятор выдаст ошибку. Если изначально не известно количество, они могут быть добавлены позже, но в квадратных скобках не ставится значение.

Двумерный объявляется похожим образом. Например, массив, который содержит 5 элементов-массивов, при этом каждый содержит по 3 элемента объявляется так: int a.По аналогии с одномерным добавлять ничего нельзя, чтобы не получить ошибку компилирования.

Различают динамические и статические. Статический - это такой, который вмещает фиксированное количество данных, то есть имеет постоянную длину. Под динамическим понимается тот, размер которого не ограничивается, он может меняться во время выполнения программы. Инициализация динамического массива происходит без указания точного количества.

Классы

Класс и структура похожи по между собой, но отличаются некоторыми нюансами. Что это такое? Это абстракция, описывающая методы еще не существующего объекта. После создания объект или, как он называется по-другому, экземпляр класса имеет конкретные свойства. Методы могут использоваться внутри, снаружи или при наследовании.

Класс объявляется так:

class /*class name*/

/* спецификатор доступа private обозначает, что управление методами возможно только внутри класса*/

/* делает свойства доступными для других частей кода */

/* наследуемые классы получают возможность использовать эти свойства */

Что такое структура в языке Си

Предназначена для хранения несколько типов данных. Например, чтобы создать каталог журналов, нужно иметь список с такими параметрами:

• дата издания;
• номер выпуска;
• название;
• стоимость.

Для решения этой задачи можно было бы применить массивы.

Объявляем массив с датами int date, номерами int number, названиями char title, стоимостью int price.

Обращаясь по индексу, мы получаем требуемую информацию. Вывод информации о произведении под номером 3 выглядит так: cout << “дата выпуска: ” date “, номер: ” number “, название: ” title “, стоимость: “ price).

Структура упрощает запись, описывается следующим образом:

Видим одно из главных преимуществ - присутствуют разные типы переменных. Программист не просто экономит время - он упрощает код, в дальнейшем ему будет намного проще работать.

Объявление

Структуры в Си играют очень важную роль - объединение данных различного типа.

Для начала нужно указать имя структуры и свойства.

Struct - ключевое слово, оно начинает объявление, name - имя, type - тип данных, member - имя элемента.

Объявляется так:

name name2, где name - заданное при создании структуры имя, а name2 - имя переменной.

Объявить переменные можно на этапе создания.

Первый и второй пример равносильны друг другу.

Если есть необходимость объявить несколько переменных, они перечисляются через запятую.

} name2, name3, name4.

Инициализация

После объявления структуру в Си необходимо инициализировать.

name2.member=”a”;

Инициазация может происходить при создании.

char member = “a”;

У структуры такой же синтаксис, как у класса. У них практически одинаковое поведение, возможности. Все, что находится в теле класса, по умолчанию недоступно для использования другими объектами.

У структуры все наоборот - все поля и методы являются публичными. Вручную можно задать модификатор доступа private и таким образом открыть доступ другим функциям или классам.

Массивы - это множество компонентов одного типа. Они располагаются рядом с друг другом, обращение к каждому из них осуществляется по числовому индексу. Существуют одномерные массивы, двумерные, трехмерные.

У одномерного только одна строка и n-e количество элементов. Объявление выглядит так:

Массив структур в Си объявляется так:

В этом примере мы создали MyStruct с элементом целочисленного типа под именем "а". Объявляем переменную obj1 - она является массивом, состоит из 10 элементов.

При объявлении нескольких массивов одного типа используется MyStruct obj1, obj2, инициализация происходит во время объявления. Выглядит так:

Создание массива структур с динамическим выделением памяти выглядит точно также, как создание простого динамического массива. Для этого применяется указатель на структуру Си.

Указатель - это переменная, которая не содержит значения, а указывает на ту переменную, которая имеет какое-то значение. Соответственно, указатель содержит адрес этой переменной, на которую ссылается. Например, ptr = &var1 означает, что переменной со знаком амперсанда присвоен только адрес на переменную, но не само значение. Теперь все значения var1 доступны через переменную-указатель ptr.

Операция * отсылает к содержимому ячейки, на которую указывает переменная после этого символа. Например, *ptr говорит о том, что здесь содержатся значения, взятые из ячейки с адресом к ptr.

Чтобы выделить память для динамических переменных, используют операцию new.

У нас есть

Выделяем участок памяти, заносим туда некое значение MyStruct * point = new MyStruct;

Для удаления динамических переменных используем операцию delete. Чтобы освободить место, вводим delete p;

Доступ

Все элементы по умолчанию являются публичными, поэтому другие классы их могут использовать. Чтобы задать или изменить некоторые значения, сначала нужно обратиться к элементу и только потом произвести соответствующие действия.

Создаем myStruct с именем переменной b.

struct myStruct {

Обращаемся к fio:

и задаем произвольное значение. Например, b.fio = “Ivanov”.

Рассмотрим такой пример.

struct myStruct {

{ "Иванов", 456756 },

{ "Петров", 632345 }

В данном примере у нас есть массив структур со строками и числами. Чтобы вывести на экран фамилию Иванов, используем следующее:

cout << myStruct tel.fio;

Когда захотим получить значение 456756, выполняем cout << myStruct tel.num.

Структура и функции

Может использоваться, как аргумент функция в структуре в Си.

struct myStruct {

Имеем переменную value, строку text на 100 символов. Создаем переменную menu типа myStruct: myStruct menu. В следующем примере функция принимает указатель на структуру как аргумент, а в теле безымянной функции происходит инициализация этих переменных.

void item(myStruct menu)

sprintf(menu.text,"One item");

Заключение

Структура - это такой набор, наподобие массива, но при этом все элементы могут быть разного типа. Очень похожа на класс, но отличается тем, что свойства по умолчанию доступны для использования другими классами, то есть имеют спецификатор public.

Создается с помощью ключевого слова struct, а внутри фигурных скобок { } указываются свойства.

Объявление происходит на этапе создания или после.