Struktury - Politechnika Śląska

Transkrypt

Programowanie komputerów
Jacek Lach
Zakład Oprogramowania
Instytut Informatyki
Politechnika Śląska
Plan
• Nazywanie typów
Jacek Lach. Programowanie komputerów
• Struktury
• Unie
• Pola bitowe
Nazywanie typów
• C pozwala nazwać tworzone przez programistę typy; stosuje się do tego celu typedef
• typedef nie deklaruje obiektów; definiuje identyfikator nazywający typ; taki identyfikator nazywany jest nazwą typedef
• typedef nie wprowadza nowych typów, tylko synonimy dla typów, które mogą zostać też opisane w inny sposób
• Zapis bez słowa typedef definiuje zmienną
Przykłady
• typedef long Blockno, *Blockptr;
Blockptr p1;
• typedef unsigned char uchar
• typedef unsigned short __u16;
typedef __signed__ int __s32;
typedef unsigned int __u32;
typedef unsigned long long __u64;
typedef __u8 uint8_t;
Skomplikowane deklaracje
• Porównajmy
int *f(); /* f: funkcja zwracająca
wskaźnik na int */
i
int (*pf)(); /* pf: wskaźnik na funkcję
zwracającą int */
• Nawiasy są niezbędne w drugiej deklaracji
• char **argv argv: wskaźnik na wskaźnik na char
• int (*daytab)[13] daytab: wskaźnik na tablicę 13 elementów typu int
• int *daytab[13] daytab: tablica 13 wskaźników na int
• void *comp() comp: funkcja zwracająca wskaźnik na void
• void (*comp)() comp: wskaźnik na funkcję zwracajacą void
• char (*(*x())[])() x: funkcja zwracajaca wskaźnik na tablicę wskaźników na funkcje zwracające char
• char (*(*x[3])())[5] x: tablica 3 wskaźników na funkcje zwracające wskaźniki na 5elementowe tablice elementów typu char
• Dla skomplikowanych deklaracji, wygodniej użyć kilku typedef zamiast pojedynczej deklaracji; np.
zamiast:
char *(*(*a[N])())();
(tablica N wskaźników na funkcje zwracające wskaźniki na funkcje zwracające wskaźniki na char)
można użyć:
typedef char *pc; /* wskaźnik na char */
typedef pc fpc(); /* funkcja zwr. wskaźnik na char */
typedef fpc *pfpc; /* wskaźnik na w/w */
typedef pfpc fpfpc(); /* funkcja zwracająca... */
typedef fpfpc *pfpfpc; /* wskaźnik na... */
pfpfpc a[N]; /* tablica... */
Struktury
• Struktura jest obiektem zawierającym ciąg nazwanych składowych niekoniecznie tego samego typu
• Słowo struct wprowadza deklarację struktury, która jest listą deklaracji ujętą w nawiasy klamrowe
• Po słowie struct może wystąpić opcjonalna nazwa (etykietka struktury structure tag)
• Nazwa ta opisuje ten rodzaj struktury i może zostać użyta potem jako skrót dla części deklaracji występującej w nawiasach klamrowych
Struktury
• Przykład:
struct point {
int x;
int y;
};
• Dostęp: nazwa_struktury.składowa
Struktury
• Przykład:
struct point { /* opcjonalna nazwa */
int x;
int y; /* składowe */
} k; /* opcjonalne definicje zmiennych */
struct point v, w;
v.x = 7;
v.y = 9;
w = v;
Struktury
• Strukturę można inicjować podając listę wartości początkowych jej składowych:
struct point pt = {300, 215};
• Automatyczną strukturę można też inicjować za pomocą przypisania lub wywołania funkcji
Struktury
• Dozwolone operacje:
• Przepisanie innej struktury w całości
• Skopiowanie w całości na inną strukturę
• Pobranie adresu za pomocą operatora &
• Odwołania do składowych
• Struktur NIE można porównywać
• Jeżeli p jest wskaźnikiem do struktury, to
p>składowa_struktury
jest odwołaniem do składowej, równoważne
(*p).składowa_struktury
Struktury
• Operatory strukturowe: . i > wiążą najsilniej swoje argumenty.
• Dla deklaracji struct {
int len;
char *str;
} *p;
• ++p>len Zwiększa zmienną len
• (++p)>len Zwiększa p przed odwołaniem do len
• (p++)>len Zwiększa p po odwołaniu do len
• *p>str Udostępnia to, na co wskazuje str
Nazywanie typów strukturalnych
typedef
struct {
...działa jak:
struct compl {
float re, im;
} tcompl;
float re, im;
};
tcompl a, b, c;
struct compl a, b, c;
a.re = 10.5;
a.re = 10.5;
a.im = 36.6;
...
b = c = a;
albo:
struct {
float re, im;
} a, b, c;
Do czego służą nazwy struktur?
struct {
float re, im;
struct compl {
float re, im;
} a, b;
} a, b;
struct {
struct compl c;
float re, im;
...
} c;
c = a;
a.re = 10.5;
struct {
a.im = 36.6;
float re, im;
} a, b, c;
c = a; ZAKAZANE
OK
Struktury mogą być zwracane przez funkcje
typedef struct {
float re, im;
} cplx;
cplx mult(cplx c, float x)
{
c.im *= x;
c.re *= x;
return c;
}
Struktury mogą być zagnieżdżane
typedef struct {
char name[50];
struct {
int year, month, day;
} birthdate;
} tperson;
tperson p1;
strcpy(p1.name,"Jan Kowalski");
p1.birthdate.year = 1945;
p1.birthdate.month = 1;
p1.birthdate.day = 17;
Tablice struktur
typedef struct {
double re,im;
} tcplx;
void test()
{
int i;
tcplx tab[50];
for (i=0;i<50;i++)
tab[i].re = tab[i].im = 0.0;
}
Unie
• Unia jest zmienną przechowującą w jednym miejscu pamięci wartości różnych typów (w różnym czasie)
• Kompilator dba o rozmiar unii i rozmieszczenie danych
• Składnia: podobna do struktur
Unie
union u_tag {
int ival;
float fval;
char *sval;
} u;
• Zmienna u będzie wystarczająco duża, aby przechować największy z typów
• Dokładny rozmiar jest zależny od implementacji
• Zmienne tych typów mogą być stosowane w przypisaniach
• Odczytywany typ powinien być taki, jak ostatnio zapisany
• Programista jest odpowiedzialny za przechowywanie informacji, który z typów jest aktualnie stosowany
• W razie próby odczytu innego typu niż zapisany, wyniki są zależne od implementacji
Unie
• Unie mogą wystąpić w strukturach i odwrotnie
• Notacja jest analogiczna jak dla zagnieżdżonych struktur
Unie
struct {
char *name;
int flags;
int utype;
union {
int ival;
float fval;
char *sval;
} u;
} symtab[NSYM];
Dostęp do składowej ival:
symtab[i].u.ival
Pierwszy znak łańcucha sval:
*symtab[i].u.sval
symtab[i].u.sval[0]
Unie
• Dozwolone operacje:
•
•
•
•
Przepisanie innej unii w całości
Skopiowanie w całości na inną unię
Pobranie adresu za pomocą operatora &
Odwołania do składowych
• Inicjalizacja: wartością o typie jej pierwszej składowej
• Dostęp:
nazwa_unii.składowa_unii
lub jeżeli p jest wskaźnikiem do unii, to
p->składowa_unii
jest odwołaniem do składowej, równoważne
(*p).składowa_unii
Pola bitowe
• Przydatne może być zapisanie kilku liczb w jednym słowie maszynowym
• Często stosowane: jednobitowe flagi
• Inny przykład: dostęp do urządzeń zewnętrznych wymaga dostępu do fragmentów słowa maszynowego
• Zwykle stosowane rozwiązanie: maski, przesuwanie, maski...
• Alternatywa w C: pola bitowe
• Pole bitowe (bitfield) jest zbiorem sąsiadujących ze sobą bitów w obrębie jednej jednostki pamięci nazywanej „słowem”
Pola bitowe
• Składnia: podobna do struktur
• Przykład:
struct {
unsigned int is_keyword : 1;
unsigned int is_extern : 1;
unsigned int is_static : 1;
} flags;
• Definiujemy zmienną flags zawierającą trzy pola jednobitowe.
Pola bitowe
• Liczba po dwukropku definiuje liczbę bitów w polu bitowym. Pola są typu unsigned int aby zapewnić nieujemne wartości.
• Do poszczególnych pól odwołujemy się jak do składowych struktury:
flags.is_keyword, flags.is_extern, itd.
• Pola bitowe zachowują się jak małe liczby całkowite i mogą być stosowane w wyrażeniach tak, jak inne liczby całkowite
Pola bitowe
• Prawie wszystko zależy tu od implementacji np. dopuszczalność przekroczenia granicy słowa
• Pola nie muszą być nazywane; sam dwukropek z długością wprowadza anonimowe pole, np. do wypełnienia miejsca
• Specjalna wartość szerokości 0 może być stosowana do wymuszenia przeniesienia granicy pola do granicy następnego słowa
• Miejsce dla pól przydzielane od lewej do prawej lub odwrotnie
Pola bitowe
• Ostrożnie z dostępem do danych binarnych w ten sposób
• Programy opierające się na tym nie są przenośne
• Pola mogą być definiowane tylko jako int (signed lub unsigned)
• Nie są tablicami, nie mają adresów, nie można do nich stosować &

Struktury - Politechnika Śląska

Transkrypt

Podobne dokumenty

typy złożone

Miejski Ośrodek Pomocy Społecznej Bezpłatny kurs języka

Prezentacja Pani Moniki Lach

zajęcia fakultatywne bródnowskiego uniwersytetu dzieci

trzy pokolenia żołnierskie janów lachów

Jacek Bacz

Pobierz Dyplom dla Finalisty II edycji konkursu

Temat: Algorytm przyrostowy rysowania odcinków

Programista tokarki-frezarki - Praca

Technologie internetowe i mobilne

Typy danych - Politechnika Śląska