LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> C/C++ (22) - Struktury

Dnes si ukážeme, jak se v C vytváří uživatelské typy. Nejdůležitější jsou struktury, ale dojde i na jednoduché typy a uniony.

22.6.2005 07:00 | Jan Němec | Články autora | přečteno 53930×

typedef

Jazyk C umožňuje definování uživatelských typů. My jsme zatím používali pouze typy základní: čísla, funkce, pole a ukazatele. Pomocí typedef můžeme definovat nový typ pomocí nějakého již známého typu. Pascalisté tak mohou aspoň trochu přizpůsobit C svému oblíbenému jazyku pomocí

typedef double real;

a od této řádky dále psát místo double real. Přirozeným místem pro definici typů je hlavičkový soubor, který se bude inkludovat do všech dotčených zdrojových souborů.

I takto jednoduché využití typedef má svůj praktický význam. Jazyk C standardně nenabízí celočíselné typy s normou pevně daným rozsahem hodnot. Pokud píšeme multiplatformní program a potřebujeme znaménkový dvaatřicetibitový integer, obvykle definujeme

typedef int signed32;

a signed32 pak používáme všude tam, kde bychom psali int. Při překladu programu na šestnáctibitových platformách pak (samozřejmě ne ručně, ale pomocí #ifdef) pouze na jednom místě programu změníme řádku na

typedef long signed32;

Uvedený postup je vhodný pouze v případech, kdy opravdu potřebujeme garantovaný rozsah typu, jinak je lepší počítat v typech int a double. Celá řada knihoven si skutečně vlastní číselné typy definuje, takže se setkáme s typy jako je gint, DWORD nebo CK_ULONG.

Běžně se typedef používá také při konstrukci složitějších typů, zejména pokud budou použity opakovaně. Máme-li třeba pole deseti ukazatelů na funkce bez parametru vracející ukazatel na funkci s parametrem typu char, která vrací ukazatel na ukazatel na int, můžeme to sice napsat i takhle,

int ** (*((* pole[10])()))(char);

ale kódu porozumí jen opravdu skalní C programátoři a i ti nad ním budou muset chvíli přemýšlet. Mnohem lepší je použít typedef.

typedef int ** (* TVRACENA_FUNKCE)(char);
typedef TVRACENA_FUNKCE (* TFUNKCE_Z_POLE)();

TFUNKCE_Z_POLE pole[10];

Tento kód je sice delší, ale mnohem lépe čitelný, navíc ve skutečném programu zřejmě budeme oba typy používat opakovaně.

struct

Pomocí klíčového slova struct můžeme vytvořit strukturované typy. V Céčku je to trochu komplikované, neboť se (celkem zbytečně) rozlišuje název struktury a název typu. Existuje proto hned 5 způsobů definicí struktur, typů a proměnných, z nichž ne všechny se běžně používají. Ukážeme si to na příkladu se jmény.

typedef struct jmeno {
  char krestni[16];
  char prijmeni[16];
} JMENO;

Definovali jsme strukturu jmeno a odpovídající typ JMENO. Proměnné definujeme stejně, jako by JMENO byl obyčejný nestrukturovaný typ a jejich položkám přistupujeme pomocí tečky.

JMENO karlicek;

strcpy(karlicek.krestni, "Karel");
strcpy(karlicek.prijmeni, "Novák");
printf("%s %s\n", karlicek.krestni, karlicek.prijmeni);

V našem příkladu jsme využili pouze jméno typu, nikoli jméno struktury. Úvodní definici jsme proto mohli napsat i takto:

typedef struct {
  char krestni[16];
  char prijmeni[16];
} JMENO;

Aby to nebylo tak jednoduché, můžeme definovat pouze strukturu a nikoli typ, v tom případě se obejdeme bez klíčového slova typedef. Uvádím to jen pro úplnost, v praxi jsem tento postup nikdy nevyužil.

struct {
  char krestni[16];
  char prijmeni[16];
} karlicek;

Jen definice proměnné, sama struktura jméno nemá a nemůžeme ji později použít, zřejmě nám stačí jediná proměnná tohoto typu.

struct jmeno {
  char krestni[16];
  char prijmeni[16];
} karlicek;

/* ... */

struct jmeno lojzicek;

Definice proměnné karlicek zároveň s pojmenováním struktury jmeno. Při definici dalších proměnných je třeba znovu uvést klíčové slovo struct. Právě proto je obvyklejší pojmenovat typ a nikoli strukturu.

struct jmeno {
  char krestni[16];
  char prijmeni[16];
};

 /* ... */

struct jmeno karlicek, lojzicek;

Obdoba předchozího, jen jsme vynechali definici proměnné přímo v definici struktury.

Velikost struktury v paměti může být větší než součet velikosti jejích prvků. Je to zejména kvůli zarovnávání prvků na adresy, které jsou násobkem nějaké mocniny dvou. Například pokud má int velikost 4 byty a char 1 a ve struktuře se budou střídat, může překladač vložit za každý char 3 byty volného místa, aby byly inty na adresách dělitelných čtyřmi. Konkrétní platformy mohou podobné zarovnání vyžadovat, nebo je alespoň výsledný kód rychlejší. Pokud chceme alokovat paměť pro strukturu, zásadně použijeme sizeof.

JMENO *karlicek;

karlicek = (JMENO *) malloc(sizeof(JMENO));
if (!karlicek) {
  /* ... */
}

strcpy((*karlicek).krestni, "Karel");

 /* ... */
free(karlicek);

Všimněte si, jak ošklivě se přistupuje k prvkům ukazatele na strukturovaný typ. Nejprve je třeba jej dereferencovat pomocí * a teprve potom lze použít tečka. Kvůli nevhodné výchozí prioritě operátorů je navíc třeba závorkovat. Naštěstí má Céčko pro tyto případy ještě jeden operátor.

strcpy(karlicek->krestni, "Karel");

Oba zápisy jsou zcela ekvivalentní, používá se pochopitelně ten druhý.

Strukturovaný typ v sobě může obsahovat další struktury.

typedef struct {
  JMENO jm;
  char ulice[32];
  unsigned cislo;
} ADRESA;

 /* ... */

ADRESA pepik;

strcpy(pepik.ulice, "Evropská");
pepik.cislo = 6;
strcpy(pepik.jm.krestni, "Josef");
strcpy(pepik.jm.prijmeni, "Černý");

printf("%s %s bydlí v ulici %s číslo %u.\n", pepik.jm.krestni, pepik.jm.prijmeni,
  pepik.ulice, pepik.cislo);

union

Syntaxí podobný, ale významem odlišný od struct je union. V unionu se jednotlivé prvky v paměti překrývají a modifikace jednoho ovlivní i všechny ostatní. To má význam, pokud potřebujeme šetřit pamětí a chceme si v jednom typu struktury pamatovat různé druhy údajů.

Příklad pro dnešní díl

Chlípný sexistický důstojník si vede evidenci všech lidí, které zná. U mužů ho zajímá, zda slouží v armádě, u žen pouze tělesné rozměry. Jeho služební notebook má málo paměti, nemůže proto skladovat zbytečnosti (rozměry mužů a příslušnost žen k armádě).

/* databaze.h */
#ifndef _DATABAZE_H_
#define _DATABAZE_H_

typedef union {
  int miry[3];
  char vojak;
} OSOBNI_UDAJE;

typedef struct {
  char zena;
  char jmeno[16];
  OSOBNI_UDAJE data;
} CLOVEK;

void nastavZenu(const char *jmeno, int prsa, int pas, int boky,
  CLOVEK *clovek);
void nastavMuze(const char *jmeno, char vojak, CLOVEK *clovek);
void vypisOsobu(const CLOVEK *clovek);
#endif

Definované typy a funkce jsou obecného použití, patří proto do hlavičkového souboru.

/* databaze.c */
#include "databaze.h"

void nastavZenu(const char *jmeno, int prsa, int pas, int boky,
  CLOVEK *clovek) {
  
  clovek->zena = 1;
  strncpy(clovek->jmeno, jmeno, sizeof(clovek->jmeno));
  clovek->jmeno[sizeof(clovek->jmeno) - 1] = 0;
  clovek->data.miry[0] = prsa;
  clovek->data.miry[1] = pas;
  clovek->data.miry[2] = boky;
}

void nastavMuze(const char *jmeno, char vojak, CLOVEK *clovek) {

  clovek->zena = 0;
  strncpy(clovek->jmeno, jmeno, sizeof(clovek->jmeno));
  clovek->jmeno[sizeof(clovek->jmeno) - 1] = 0;
  clovek->data.vojak = vojak;
}

void vypisOsobu(const CLOVEK *clovek) {
  printf("%s, ", clovek->jmeno);
  if (clovek->zena) {
    printf("%i:%i:%i\n", clovek->data.miry[0], clovek->data.miry[1],
      clovek->data.miry[2]);
  } else {
    puts(clovek->data.vojak ? "voják" : "civil");
  }
}

int main(void) {
  CLOVEK franta, katka;

  nastavMuze("František", 1, &franta);
  nastavZenu("Kateřina", 90, 60, 90, &katka);

  vypisOsobu(&franta);
  vypisOsobu(&katka);
  
  return 0;
}

Pokračování příště

V příštím dílu si ukážeme, jak pomocí strukturovaných typů a ukazatelů implementovat jednoduchou datovou strukturu, jejíž kapacita je omezena pouze celkovým množstvím dostupné paměti.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Nejsou žádné diskuzní příspěvky u dané položky.



Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

14.11.2017 16:56 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tradičně první čtvrtek před třetím pátkem v měsíci: 16. listopadu od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.11.2017 11:06 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 4. ročník odborné IT konference na téma Datová centra pro business proběhne již ve čtvrtek 23. listopadu 2017 v konferenčním centru Vavruška, v paláci Charitas, Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00. Konference o návrhu, budování, správě a efektivním využívání datových center nabídne odpovědi na aktuální a často řešené otázky, např Jaké jsou aktuální trendy v oblasti datových center a jak je využít pro vlastní prospěch? Jak zajistit pro firmu či jinou organizaci odpovídající služby datových center? Podle jakých kritérií vybrat dodavatele služeb? Jak volit součásti infrastruktury při budování či rozšiřování vlastního datového centra? Jak efektivně spravovat datové centrum? Jak eliminovat možná rizika? apod.
Přidat komentář

13.9.2017 8:00 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tentokrát netradičně v pondělí: 18. září od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

3.9.2017 20:45 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: Dne 21. září 2017 proběhne v Praze konference "Mobilní řešení pro business". Hlavní tématy konference budou: nejnovější trendy v oblasti mobilních řešení pro firmy, efektivní využití mobilních zařízení, bezpečnostní rizika a řešení pro jejich omezení, správa mobilních zařízení ve firmách a další.
Přidat komentář

15.5.2017 23:50 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

15.12.2017 15:11 / Petit
freehold nj

15.12.2017 15:06 / Petit
nj freehold

5.12.2017 11:50 / Thomas
kitchen renovations

18.9.2017 14:37 / Rojas
high security vault

15.9.2017 7:33 / Wilson
new zealand childcare jobs

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze