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 53381×

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

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

15.4.2017 15:20 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě IoT a radiokomunikace? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve středu 19. dubna od 18:30 v Šenkovně (Sokolská 60, Praha 2).
Přidat komentář

5.3.2017 19:12 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 23. března proběhne v Praze konferenci na téma Cloud computing v praxi. Hlavními tématy jsou: Nejžhavější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, Moderní cloudové služby, Infrastruktura současných cloudů, Efektivní využití cloudu, Nástrahy cloudových řešení a jak se jim vyhnout.
Přidat komentář

27.2.2017 22:12 /František Kučera
Pozvánka na 137. sraz OpenAlt – Praha: Tentokrát jsme si pro vás připravili neobvyklou akci. Ve středu 1.3. v 17:30 nás přivítá sdružení CZ.NIC ve svých prostorách v Milešovské ulici číslo 5 na Praze 3, kde si pro nás připravili krátkou prezentaci jejich činnosti. Následně navštívíme jejich datacentrum pod Žižkovskou věží. Provedou nás prostory, které jsou běžnému smrtelníkovi nedostupné!
Po ukončení prohlídky se všchni odebereme do hostince U vodoucha, Jagelonská 21, Praha 3 pochutnat si na některém z vybraných piv či dát si něco na zub. Rezervaci máme od 19:30, heslo je OpenAlt.
Ale pozor! Do prostor datového centra máme omezený přístup, dostane se tam pouze 10 lidí! Takže kdo přijde dříve, ten má přednost, a občanky s sebou! Kdo nebude chtít na prohlídku datového centra, může se pomalu přesunout do hostince U vodoucha a u nepřeberné nabídky piv počkat na ostatní.
Přidat komentář

18.1.2017 0:49 /František Kučera
Členové a příznivci spolku OpenAlt se pravidelně schází v Praze a Brně. Fotky z pražských srazů za uplynulý rok si můžete prohlédnout na stránkách spolku. Příští sraz se koná už 19. ledna – tentokrát je tématem ergonomie ovládání počítače – tzn. klávesnice, myši a další zařízení. Také budete mít příležitost si prohlédnout pražský hackerspace Brmlab.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

15.6.2017 9:34 / Ondřej Havlas
php,

10.6.2017 10:39 / Temple
sell home for cash

11.5.2017 23:32 / lelo
Re: Problém se správcem balíčků

11.5.2017 5:45 / davd mašek
Re: Problém se správcem balíčků

10.5.2017 22:54 / lelo
Re: Problém se správcem balíčků

Více ...

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