Учебное пособие: Структуры и объединения
Но возможно и более простое решение. Поскольку размер массива полностью определен во время компиляции и равен произведению количества элементов массива на размер его отдельного элемента, число элементов массива можно вычислить по формуле
размер keytab / размер struct key
В Си имеется унарная операция sizeof, которая работает во время компиляции. Его можно применять для вычисления размера любого объекта. Выражения
sizeof объект
и
sizeof (имя типа)
выдают целые значения, равные размеру указанного объекта или типа в байтах. (Строго говоря, sizeof выдает беззнаковое целое, тип которого size_t определена заголовочном файле <stddef.h>.) Что касается объекта, то это может быть переменная, массив или структура. В качестве имени типа может выступать имя базового типа (int, double ...) или имя производного типа, например структуры или указателя.
В нашем случае, чтобы вычислить количество ключевых слов, размер массива надо поделить на размер одного элемента. Указанное вычисление используется в инструкции #define для установки значения NKEYS:
#define NKEYS (sizeof keytab / sizeof(struct key))
Этот же результат можно получить другим способом - поделить размер массива на размер какого-то его конкретного элемента:
#define NKEYS (sizeof keytab / sizeof keytab[0])
Преимущество такого рода записей в том, что их не надо коppектировать при изменении типа.
Поскольку препроцессор не обращает внимания на имена типов, оператор sizeof нельзя применять в #if. Но в #define выражение препроцессором не вычисляется, так что предложенная нами запись допустима.
Теперь поговорим о функции getword. Мы написали getword в несколько более общем виде, чем требуется для нашей программы, но она от этого не стала заметно сложнее. Функция getword берет из входного потока следующее "слово". Под словом понимается цепочка букв-цифр, начинающаяся с буквы, или отдельный символ, отличный от символа-разделителя. В случае конца файла функция возвращает EOF, в остальных случаях ее значением является код первого символа слова или сам символ, если это не буква.
/* getword: принимает следующее слово или символ из ввода */
int getword (char *word, int lim)
{
int c, getch(void);
void ungetch(int);
char *w = word;
while (isspace(c = getch()))
;
if (c != EOF)
*w++ = c;
if (!isalpha(c)) {
*w = '\0';
return c;
}
for ( ; --lim > 0; w++)
if (!isalnum(*w = getch())) {
ungetch(*w);
break;
}
*w = '\0';
return word[0];
}
Функция getword обращается к getch и ungetch. По завершении набора букв-цифр оказывается, что getword взяла лишний символ. Обращение к ungetch позволяет вернуть его назад во входной поток. В getword используются также isspace - для пропуска символов-разделителей, isalpha - для идентификации букв и isalnum - для распознавания букв-цифр. Все они описаны в стандартном заголовочном файле <ctype.h>.
2. Объединения
Объединение - это переменная, которая может содержать (в разные моменты времени) объекты различных типов и размеров. Все требования относительно размеров и выравнивания выполняет компилятор. Объединения позволяют хранить разнородные данные в одной и той же области памяти без включения в программу машинно-зависимой информации. Эти средства аналогичны вариантным записям в Паскале.
Объединения похожи на структуры, но выполняют несколько иные функции. В объединении все переменные начинаются с одного адреса, они совмещены в памяти, что позволяет интерпретировать одну и ту же область памяти, как данные разного типа. Размер объединения определяется максимальным размером переменной.
Формат объединения отличается от структуры только служебным словом union:
union имя {
тип1 имя переменной 1;
тип2 имя переменной 2;
…
};
Объединение, как и структура, определяет новый тип данных и описывается, как правило, вне описания функции, а переменные описываются, используя его имя как имя нового типа. Точка с запятой в конце описания объединения должна обязательно присутствовать.
Доступ к элементам объединения осуществляется так же, как к элементам структуры – через точку для имени объединения, или по стрелке для обращения через указатель.
Пример 1. Например, имеется 4 флага, и мы хотели бы сократить время для операций с несколькими флагами сразу. Для простоты рассмотрим, как можно обнулить все флаги одной операцией:
union Flag{
long g;
char ch[4];
};
void main()
{
Flag fl;
fl.ch[0] = 1;
fl.ch[1] = 2;
fl.ch[2] = 4;
fl.ch[3] = 8;
printf("Flag = %x\n",fl.g);
fl.g = 0; //Все флаги равны 0
printf("Flag = NULL\n");
for (int i = 0; i < 4; i++)
printf("%d\n",(int)fl.ch[i]);
}
Мы описали объединение, как переменную типа long и, одновременно, в виде массива типа char. Теперь, для переменной типа Flag, мы можем работать с каждым флагом независимо, или, используя операцию с переменной типа long, обнулить все флаги простой операцией присваивания fl.g = 0;.
В следующем операторе вывода мы хотели вывести каждый символ в виде целого числа, поэтому мы поставили оператор явного преобразования типа: (int)fl.ch[i].
3. Практические задания
Задание 3.1
Рассмотреть пример однонаправленного списка, построенного на структуре List. Измените структуру так, чтобы получить возможность передвигаться по списку не только вперед, но и назад (двунаправленный список).
Задание 3.2.
Записи в линейном списке содержат ключевое поле типа int. Сформировать однонаправленный список. Удалить из него элемент с заданным номером, добавить элемент с заданным номером.
Задание 3.3.
Записи в линейном списке содержат ключевое поле типа *char(строка символов). Сформировать двунаправленный список. Удалить элемент с заданным ключом. Добавить К элементов перед элементом с заданным номером.
4. Лабораторные задания
Написать программу, в которой необходимо объявить структуру данных в соответствии с вариантом. Написать все необходимые функции для работы со структурой:
- функцию, которая размещает структуру в памяти и возвращает указатель на нее;
- функцию, удаляющую структуру из памяти;
- функцию для установки полей структуры, например:
- функции, возвращающие значения полей, например:
- функцию для просмотра структуры (вывода значений ее полей).
Разместить структуры в динамической памяти, объединив их в список. Написать все необходимые функции для работы со списком:
- функцию, добавляющую структуру в список;
- функцию, удаляющую структуру из списка;
- функцию, возвращающую количество элементов в списке.
Написать функцию, выполняющую запрос (пример запроса для каждого варианта приведен в таблице). Сохранить список в файле.
Таблица.
Примеры вариантов
| Вариант | Структура | Поля структуры | Пример запроса |
| 1 | СТУДЕНТ | имя - char* | Имена студентов указанного курса |
| курс - int | |||
| пол - bool | |||
| 2 | СЛУЖАЩИЙ | имя - char* | Количество служащих со стажем не меньше заданного |
| профессия - char* | |||
| рабочий стаж - int | |||
| 3. | АВТОМОБИЛЬ | марка - char* | Марки автомобилей мощностью не более заданной |
| мощность – int | |||
| стоимость - float | |||
| 4 | КАДРЫ | имя - char* | Имена рабочих заданного разряда |
| номер цеха - int | |||
| разряд - int | |||
| 5 | ЦЕХ | имя - char* | Наименование продукции, количество которой не менее заданного |
| начальник - char* | |||
| кол-во рабочих - int | |||
| 6 | ИЗДЕЛИЕ | наименование - char* | Наименования изделий, количество которых не более заданного |
| шифр - char* | |||
| количество - int | |||
| 7 | БИБЛИОТЕКА | имя - char* | Количество книг указанного автора |
| автор - char* | |||
| стоимость - real | |||
| 8 | ЭКЗАМЕН | имя студента - char* | Имена студентов, сдававших экзамен в заданный день |
| дата - int | |||
| оценка - int | |||
| 9 | АДРЕС | имя - char* | Имена живущих на четной стороне заданной улицы |
| улица - char* | |||
| номер дома - int | |||
| 10 | ТОВАР | имя - char* | Наименование товара, стоимостью не выше заданной |
| количество - int | |||
| стоимость - real | |||
| 11 | КВИТАНЦИЯ | номер - int | Общая сумма всех квитанций указанной даты |
| дата - int | |||
| сумма - real | |||
| 12 | СТРАНА | название - char* | Название стран, площадью не меньше заданной |
| денежная единица - char* | |||
| площадь - float | |||
| 13 | ПОЕЗД | номер - char* | Номера всех поездов указанного типа |
| тип - char* | |||
| кол-во вагонов - int | |||
| 14 | ИГРА | наименование - char* | Наименование игры указанного типа и со стоимостью не выше заданной |
| тип - char* | |||
| стоимость - float | |||
| 15 | ПЛАНЕТА | имя - char* | Имя планет с расстоянием от Земли не больше заданной |
| размер - real | |||
| расстояние от Земли - real | |||
| 16 | ЖИВОТНОЕ |
имя - char* класс - char* средний вес - float |
Имена всех животных заданного класса |
| 17 | ФОТОАППАРАТ | модель - char* | Модели фотоаппаратов с размером матрицы не меньше заданной |
| изготовитель - char* | |||
| размер матрицы - int | |||
| 18 | КОРАБЛЬ | имя - char* | Среднее водоизмещение кораблей заданного типа |
| тип - char* | |||
| водоизмещение - int | |||
| 19 | РЕКА | имя - char* | Среднюю длину реки на указанном континенте |
| континент - char* | |||
| длина - float | |||
| 20 | БЛЮДО | название - char* | Общую стоимость заказа |
| тип - char* | |||
| стоимость - float |
5. Дополнительные задания
Задание 5.1.
Напишите программу, которая читает текст Си-программы и печатает в алфавитном порядке все группы имен переменных, в которых совпадают первые 6 символов, но последующие в чем-то различаются. Не обрабатывайте внутренности закавыченных строк и комментариев. Число 6 сделайте параметром, задаваемым в командной строке.
Задание 5.2.
Напишите программу печати таблицы "перекрестных ссылок", которая будет печатать все слова документа и указывать для каждого из них номера строк, где оно встретилось. Программа должна игнорировать "шумовые" слова, такие как "и", "или" и пр.
Задание 5.3.
Напишите программу, которая печатает весь набор различных слов, образующих входной поток, в порядке возрастания частоты их встречаемости. Перед каждым словом должно быть указано число вхождений.
Библиографический список1. Керниган Б., Ритчи Д., Фьюэр А. Язык программирования Си: Задачи по языку Си. М.: Финансы и статистика, 1985. – 192с.
2. Керниган Б., Ритчи Д. Язык программирования Си. М.:Финансы и статистика, 1992. - 272с.
3. Подбельский В. В., Фомин С. С. Программирование на языке Си. Учеб.пособие. М.: Финансы и статистика, 2004. 600 с.
